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岩层扩底工艺在泥浆护壁钻孔灌注桩施工中的应用

作者：王剑锋 张 旺 王立旺

来源：《消费导刊·理论版》2009年第10期

[摘 要]在现行基础施工中，在满足地基承载力的前提下，如何能更好的降低项目成本，是现阶段主要研究的一个领域。本文主要研究如何在岩层中进行扩底施工，并结合工程实例，验证其合理性与适用性，为以后类似工程提供借鉴经验。 [关键词]扩底参数 扩底钻头 工艺流程

大连是一个滨海城市，海岸线较长。随着经济的发展，大连不断的填海造地，沿海岸线滨海丘陵、剥蚀残山分布居多，基岩埋深较浅，一般建筑的基础持力层选择在基岩上；大连同时又处在环太平洋地震带上，同时也由于海水倒灌现象，无法采用人工挖孔桩施工，综合上述因素，一般建筑物的基础型式为泥浆护壁钻孔灌注桩，因为它抗震性能好，提供的承载力大而被广泛采用，并形成了成熟的设计和施工经验。

扩底桩的优势在于：在相同的地基持力层，相同的桩身材料情况下，由于桩端进行扩大头施工，不仅可以使承载力大大提高，同时可以大大节省项目成本；由于对灌注桩施工工艺进行了创新，进行了科技投入，使企业增强了市场竞争力，同时也为企业创造了很大的利润空间。 现就某工程为例：

一、地质状况

地层分布为大连市普遍存在的地层结构，属溶海沉积地层，基岩为硬质岩石泥灰岩，灰绿色、泥质结构，节理裂隙较发育，岩心呈短柱状。

二、设计要求

（一）嵌岩深度为全断面嵌入中风化岩不小于1d。 （二）扩底参数如下表：

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三、施工准备

首先我公司先自行研究了扩底钻头，扩底钻头必须针对岩石进行扩孔，因此采用了硬质合金牙轮钻头。它是是通过钻具自重碾压研磨破碎岩石成孔的，针对不同的岩石，通过调整钻速、钻压来提高嵌岩效率。其次设计生产这样一个钻头至少考虑如下三个因素：可横向扩孔；要有一定的施工效率；该钻头的采用不能造成孔底质量隐患。 针对三个因素，逐一提出如下解决方案：

（一）可横向扩孔的钻头如下图，A=800mm，b=500mm，a、b段均为硬质厚铁板，截面尺寸为200mm×80mm，图上圆圈部位为销孔连接，保证连接强度。

（二）在a、b段外缘均镶硬质合金头，间距100mm。

（三）采用上述扩孔钻头后，岩石破碎方式为利用岩体天然的节理和裂隙，机械切削、剥蚀。因此，孔底沉渣的粒径要增大，注意合理加大护壁泥浆比重，使其在终孔验收前全部排除孔外，保证孔底质量。

（四）采用上述钻头成孔后，孔底扩大端的形状相对设计文件有所改变，但能满足设计参数要求。如下图。

四、工艺流程

五、对扩底部分进行重点说明

1．按设计桩径嵌岩施工至终孔，但不进行终孔验收。2．更换专用扩底钻头，在原有嵌岩段内，使扩底钻头的底板接触孔底后，二次钻进扩孔，直至符合扩底的设计参数要求3．经孔外现场试验，该扩孔钻头扩孔性能如下：

4．遵照上述扩孔钻头竖向进尺数据严格控制扩孔进尺量，进尺误差0-50mm。

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六、效果验证及对比

1．按照上述要求施工，后期进行桩基静载试验，均能满足设计要求。2．通过试验对比，扩孔尺寸两边小于250mm最为适宜。

七、巩固措施及标准化

通过上述效果验证记录可以发现，该扩孔钻头的功能是明显的，可以在日后的工程实践中进一步拓展这一新工艺，但在扩孔钻头的结构完善方面仍需加大研究力度，使其结构更加合理，使用更加方便，使用寿命得以延长。

八、回顾与总结

通过这项工程，使职工的质量、技术创新意识增强了，激发了自觉参与质量管理活动的热情，切身地感受到了技术创新带来的实实在在的经济效益，同时该项成果将为我们在以后的工程竟标中增加了一个重要的筹码，对提升我院在大连地区的市场竞争力产生积极的影响。 参考文献

[1]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008) [2]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文