后压浆扩底旋挖钻孔灌注桩施工工艺在工程施工中应用

【摘 要】后压浆扩底旋挖钻孔灌注桩具有单桩承载力极高，沉降小、抗震性好，工效高，工程总费用相对较低等优点，深受设计及建设单位的欢迎。本文结合工程实际谈一下后压浆扩底旋挖钻孔灌注桩的施工工艺在工程施工中的体会。

【关键词】后压浆；扩底；旋挖桩；施工

1、前言

后压浆扩底旋挖钻孔灌注桩是近年来伴随钻孔机械的发展而产生的一种新桩型, 它包括旋挖钻孔工艺和扩底、后压浆施工技术三部分。旋挖钻孔施工工艺是通过钻杆带动特制的旋挖钻头, 在孔底全断面切削土层, 用旋挖钻头在孔底直接取土后由钢索提升钻杆至地面, 如此循环成孔；扩底钻头使之桩底直径达到设计扩大值，以在同等桩长下提高单桩承载力；后压浆施工技术, 是通过预埋压浆管, 在灌注混凝土之后的一定时间范围内, 用适宜的压力对桩侧或桩底进行压力注浆, 以提高桩的承载力, 从而减小桩径、桩长、降低工程造价。它在合肥和平盛世小区桩基工程的成功应用便是例证。

2、工程概况

和平盛世小区位于合肥市原矿机厂内。建筑物地下一层, 地上31层, 地下室埋深4.18m。主体为框架结构, 采用桩基础。承台标高为- 5.18m。承台底部50m范围内大部分为砂性土层, 夹有 3 层粉质粘土和 1 层粘土。桩基础设计中, 设计桩数416 根, 设计桩径分别为Φ0.60m、Φ0.80m、Φ1.00m和Φ1.20m, 桩长从18m到26m不等。考虑到冲击和回转钻进方法的钻进效率及钻进质量都受到一定限制, 另外场区大部分为砂性和淤泥土层, 人工挖孔存在很大安全隐患,安全问题仍不能从根本上解决。因此采用了旋挖钻孔灌注桩, 并辅以扩底和后压浆施工新技术。

3、施工工艺

后压浆扩底旋挖钻孔灌注桩的施工工艺流程: 成孔施工扩底施工钢筋笼制作与安放混凝土灌注 桩头清理后压浆施工。

3.1 成孔施工工程选用 R200型号的旋挖钻机, 成孔时采用制备的孔壁稳定液进行护壁, 施工前应进行稳定液循环系统的布置。稳定液采用优质膨润土加烧碱和聚丙稀制成化学泥浆, 同时配备泥浆振动筛, 对灌注过程中回收的稳定液进行处理, 处理后的稳定液继续重复使用, 以节约工程造价。制备好的稳定液性能应满足比重在1.05～1.10之间, 粘度在10～20s, 含砂量< 6 %的要求。钻进时要及时补充制备好的稳定液, 保证在钻进过程中和提钻后液面高于护筒底面, 成孔达到设计深度后进行清孔换浆, 保证在浇灌混凝土时孔底500mm以内的泥浆比重

3.2 扩底 在扩孔前，首先在地面确定扩孔钻头的参数，我们一般采用的是机械重力式双翼合金扩底钻头，其原理类似“伞架”，当钻头在孔内，在钻具的重力作用下，双翼沿钻头的主轴滑道下滑，实现双翼扩刀的扩张，下滑行程越大，实现扩大直径越大。根据这一原理，主轴滑道下滑的行程是扩底的一个极其重要的参数。按设计扩大直径的要求确定下滑行程参数，在主滑道上安装限位装置。为方便施工控制，可将主轴滑道下滑行程转变为钻机主动钻杆的钻进行程。在扩底过程中，主要控制转速、行程、钻具的牢固性。由于扩孔钻头的刀具切削面随钻头的扩展加大，其作用荷载也增大，故要求匀速缓慢钻进。行程控制是控制钻头主轴滑道行程，在扩孔过程中，必须记录行程数值，确保扩孔达到设计要求。钻具的控制确保钻头的稳定性、牢固性。在扩孔前，首先应对钻具进行检验，上下翼刀具的刚度铰接牢固，主轴滑道收放灵活自如，才能使用。

①根据设计，确定扩底行程，安装行程限位器。具体方法是：与钻杆连接提起扩底钻头使之离地，扩刀完全收拢，测量总行程S1，然后慢慢放下着地，使扩刀张开，直到满足设计的扩底直径，再测量其剩余行程式S2，则得到扩底行程S=S1-S2。以本工程扩底Φ1800为例，则S=45cm。在扩底钻头上固定好行程限位器，使钻头到达的最大行程时为扩底需要的行程。

②在使用扩底钻头前，检查钻头扩刀的张开和收缩是否灵活。其方法是用吊车将其吊起，上下提动，观察扩刀的张开与收缩，反复几次，使之灵活，收放自如。其次要检查钻头各部位是否牢固，发现有裂缝进行加焊处理。

③当扩底钻头下入孔底后，将已确定的主轴下滑行程转变为主动钻杆的钻进行程，用粉笔作好标记，以便于控制。

④扩底钻进时，应轻压慢转，严格控制钻进速度。当钻至机上标识的行程时，逐步放松钻机钢丝绳。当钻具钻进阻力减小，转动自如时，表明扩底行程已达到扩底限位器。然后，重新收紧钻具钢丝绳，回转钻进数分钟，即完成扩底钻进。

⑤扩底完成后，进行清孔换浆，调整泥浆性能。泥浆的比重应小于1.05，含砂率≤4%，粘度≤20S，清孔时间满足1.0小时。清孔时，扩底钻头每间隔几分钟慢慢转动数圈，确保清除孔底沉渣。

⑥起钻时，要轻提、慢提，使扩底钻头慢慢收拢，如发现提钻受阻时，不能强提、猛拉，应轻轻旋转，使之慢慢收拢。

⑦扩底检测。根据主轴滑道下滑的行程，扩刀必定有一个对应的张开直径，其直径可以在地面由各方一起进行检查验收。由此，只要控制相应的扩底行程，即可以控制扩底直径。因此，现场可通过校正机台钻具总长和扩底行程来检验扩底直径。

3.3 清孔 由于桩径扩孔后，其桩底面积大大增加，形成下部孔窟，在清孔时，孔窟容易出现沉渣的大量沉积。因此，清孔是否彻底，直接影响成桩的效果。进行清孔，将桩底的沉渣吸出孔外，以达到清孔的目的。扩底钻孔灌注桩一般有三次清孔，即：成孔（直孔）后一清，扩底完后二次清孔，砼灌注前三次清孔。

3.4 钢筋笼制作与安放在成孔的同时进行钢筋笼的制作。制作中主筋的焊接、钢筋笼的成型、以及钢筋的绑扎都要严格按具体的施工质量要求进行。钢筋笼制作完毕, 便可入孔安放。采用两点起吊, 保护层用混凝土滚轴式定位轮定位, 用吊环将钢筋笼固定到设计标高。

3.5 混凝土灌注工程采用导管法灌注混凝土。首先进行导管下设, 并保证导管下端距孔底 30～50cm。孔底沉渣厚度不满足要求时进行二次清孔, 至合格为止, 灌注过程应连续, 中间不得停顿。灌注混凝土应在最短时间内完成。根据经验本工程要求时间不超过2 小时。当确认满足混凝土灌注至桩顶等要求后, 将桩顶清理至设计桩顶。