冲孔、旋挖大直径灌注桩工程实践

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1、冲孔、旋挖大直径嵌岩混凝土灌注桩工程实践邓汉荣2010.07冲孔、旋挖大直径嵌岩混凝土灌注桩工程实践基础设计和施工是人类和自然的直接对话，人类只有顺应自然，认知自然，才能合理改造自然。对人类改造自然的方式、方法，应进行前期充分的风险评估，才能使实施阶段得到有效控制。冲孔、旋挖大直径嵌岩混凝土灌注桩工程实践针对冲击钻成孔，旋挖钻孔大直径（D≥800mm）嵌岩灌注桩设计、施工、检测、工程处理等工程实践中，遇到的若干工程问题，结合现行规范、规定，进行分析、总结。冲孔、旋挖大直径嵌岩混凝土灌注桩工程实践目录：一、成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点二、嵌

2、岩混凝土灌注桩的设计三、嵌岩混凝土灌注桩施工注意事项四、工程检测五、灌注桩工程问题及处理六、工程桩检测案例七、岩溶（土）洞处理案例八、灌注桩工程质量案例1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.1.冲击钻成孔灌注桩：1.1.1.工作原理：冲击钻成孔施工方法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层而形成桩孔，然后再用淘渣筒或者其他方法将钻渣岩屑排出。1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.1.冲击钻成孔灌注桩：1.1.2.慎用范围：（a）地铁保护范围；（b）附

3、近有精密仪器使用范围。备注：施工场地属于地铁保护范围，使用冲孔桩时，需申报，评审。1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.1.冲击钻成孔灌注桩：1.1.3.优点：（a）可以破碎任何强度的岩石；（b）冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固，成孔直径和理论值接近；（c）钻进参数容易掌握；备注：入岩进尺较有规律性（d）钻头改造简单。备注：①所以理论上，可以施工任何直径灌注桩。②冲孔桩属于部分挤土桩。③虽然成孔直径和理论值接近，但较弱土层段，充盈系数会较大。1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.2.旋挖钻孔灌注桩：：1.2.1.工作原理：旋挖钻孔

4、施工是利用钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。备注：旋挖桩可以：（a）干作业成孔。（b）泥浆护壁成孔。（c）加护筒成孔。1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.2.旋挖钻孔灌注桩：：1.2.2.慎用范围：（a）根据广东现行设备能力，岩石单轴抗压强度≥15MPa时，需慎用；备注：旋挖钻孔入岩能力是一个综合问题，设备厂家称可入单轴抗压强度20MPa的岩石，应注意：①设计上的frk和实际的硬、软质岩试样最大值、最小值的差异关系；②入岩深度及岩

5、性；③frk较大时，钻头磨损较大，成本较高。（b）卵石、碎石层较厚，需慎用；卵石、碎石层较厚且地下水丰富时，应禁用；（c）岩溶发育岩层，需慎用；持力层穿过溶洞时，应禁用。1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.2.旋挖钻孔灌注桩：：1.2.3.优点：（a）可设计为带扩大头旋挖桩；备注：在岩层内扩头。（b）行走移动方便，成孔速度快；备注：行走路线应明确，成孔后应尽快灌注混凝土，必要时应跳挖施工。（c）现场需要用电负荷较小。备注：设备套数较少。1.成孔工作原理、慎用范围和主要优缺点1.2.旋挖钻孔灌注桩：：1.2.4.缺点：（a）在硬质岩层较致密

6、的卵砾石（卵石粒径超过100mm）和孤石层施工较为困难；（b）不易形成混皮，护壁性相对较差，容易缩颈，塌孔；（c）成孔直径和理论值可能差异较大。1.3.冲孔、旋挖成孔相结合使用问题。1.4.人工挖孔、正（反）循环钻孔桩概念。2.嵌岩混凝土灌注桩设计2.1.广东省规范《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）相关规定：2.1.1.完整、较完整岩石地基承载力特征值：fa=Ψr•frk折减系数Ψr的建议值较完整岩体完整岩体硬质岩0.20～0.250.25～0.33软质岩0.30～0.400.40～0.502.嵌岩混凝土灌注桩设计2.1.2

7、.较破碎、破碎、极破碎岩石地基承载力特征值fa：注：强风化岩石的实测标准贯入试验击数N’≥50。风化程度强风化中风化微风化硬质岩700～15001500～4000≥4000软质岩600～10001000～2000≥20002.嵌岩混凝土灌注桩设计2.1.3.水下钻（冲）孔灌注桩的端阻力特征值的经验值qpa（kPa）土层名称土的状态桩入土深度（m）≤15>15碎石、卵石中密、密实1200～18001600～2800强风化软质岩N`≥50600～900800～1200强风化硬质岩N`≥50800～12001000～16002.嵌岩混凝土灌注桩设计2

8、.1.4.人工挖孔灌注桩的端阻力特征值的经验值qpa（kPa）注：桩长径比l/d<3，桩长小于4m者取低值。土层名称土的桩台端阻力特征值碎石、卵石中密