变截面及异形灌注桩

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1、第五节变截面及异形灌注桩1钻孔扩底桩1.1概述钻孔扩底桩是在用各种回转钻机正常成孔后，用专门的扩底钻头将其底部扩大，然后下设钢筋笼、浇筑混凝土所形成的灌注桩。钻孔扩底桩的上部呈圆柱形，底部呈圆台形。在桩基设计中，为了增加单桩的桩端承载力，采用扩底桩是一种经济有效的方法。钻孔扩底灌注桩的扩底方法可分为正循环钻扩底法、反循环钻孔扩底法和螺旋钻孔扩底法三种。反循环钻孔扩底法适用于可塑至硬塑状态的粘性土、粉土、中密至密实砂土和碎石土层；螺旋钻孔扩底法适用于地下水位以上的一般粘性土、红粘土、粉土、湿陷性黄土和密实的砂土层。正循环钻孔时的泥浆上返流速较小，故只适合在细颗粒地

2、层中扩孔，且扩孔直径较小。装有硬质合金滚刀的扩孔钻头也可在基岩中扩孔（见图8-5-4）。扩底直径为桩径的1.5～3.0倍，最大扩底直径为4m。桩底扩大头的边坡线与垂直线间的夹角一般不大于14°，即边坡坡度不小于4∶1。钻孔扩底桩施工具有以下特点：①只有在稳定地层才能进行扩底；②可以进行单节扩底和多节扩底；③必须使用专门的扩底钻头；④一般钻孔深度较浅。1.2设备和机具1.2.1钻机扩底方法依赖于回转钻进方法，故其使用的钻机与前述回转钻进所用的钻机相同。当采用液压扩孔钻头时，需要增加配套的液压系统。1.2.2扩底钻头目前国内外扩底钻头的类型较多；按扩底刀具的驱动力不

3、同，可分为自重式、油压式、水压式三大类；按扩底刀具的开闭方式不同，有上开式、下开式、滑降式、推出式等类型（见图8-5-1）。图8-5-1扩底钻头开闭方式示意图（a）上开式；（b）下开式；（c）滑降式；（d）推出式AA(a)AA(b)(c)开闭(d)A-A（1）自重式扩底钻头自重式扩底钻头由导向套、导向轴、上盘、下盘、限位盘、翼片、连杆、销轴等部图8-5-3油压式扩孔钻头件组成；导向套与钻杆相连，连杆和扩孔翼片分别与导向套和导向轴铰接；导向轴可在导向套内上下滑动，从而带动扩孔翼片横向伸缩（见图8-5-2）。图8-5-2自重式扩孔钻头扩孔钻头下降时，导向轴和下盘在自

4、重作用下下移，翼片收拢；下盘接触孔底后，钻杆在重力作用下向下推压导向套，从而迫使翼片张开。边张开翼片边旋转即可实现扩孔。提升钻具时，在下盘自重作用下翼片又可自动收回。这类扩孔钻头结构简单，操作方便，但只能用于孔底扩孔，不能进行多节扩孔，且遇阻、遇卡时翼片不易收拢。图8-5-4基岩扩底滚刀钻头（2）油压式扩底钻头油压式扩底钻头由中心管、双向油缸、翼板、连杆等部件组成。它靠油压千斤顶活塞杆的伸缩带动扩孔刀具张开或收拢。这类扩孔钻头的精度高，可施工多节扩底桩；但结构复杂，加工困难，成本较高（见图8-5-3）。（3）水压式扩底钻头水压式扩底钻头的结构与油压式扩底钻头相似

5、，它是靠钻孔冲洗液的压力推动活塞下移来实现扩孔刀具的张开；扩孔完毕后靠弹簧的拉力收拢扩刀。1.3扩底施工要点1.3.1　正、反循环钻孔桩扩底（1）扩底钻头的最大扩孔直径应与设计扩底直径一致。当采用自重式扩底钻头时，翼片张开后的高度和坡度还必须与设计扩底形状一致。（2）下扩底钻头之前应检查扩底钻头翼板的张开和收拢是否灵活。（3）扩底钻头下到孔底后，应先保持空转不进尺，然后逐渐张开扩刀切土扩底。（4）扩底速度不宜过快，并注意控制钻机扭矩在钻头强度允许的范围内。（5）扩底时应保持泥浆循环，并适当调高泥浆的密度和粘度，泥浆流量应与排渣量相适应，正循环排渣流量不宜小于12

6、0m3/h；扩底转速一般为10r/min～20r/min。（6）扩底完毕后，应继续空转和循环泥浆一段时间，以清除孔底沉渣。（7）粘土、粉土、碎石层扩孔可采用一般刮刀扩孔钻头，卵石和岩石地层应采用滚刀扩孔钻头扩孔。桩身扩大头桩根图8-5-5螺旋钻孔扩底桩构造1.3.2　螺旋钻孔桩扩底（1）螺旋钻孔扩底桩由桩身、扩大头和桩根组成，如图8-5-5所示。由于螺旋钻孔是干作业，扩孔时的钻渣不能及时排出，故必须在钻孔底部留出一段暂存扩孔钻渣的空间，不能将扩大头置于桩的最底端。（2）用螺旋钻具钻完桩孔后，提出螺旋钻具，将扩底工具下至设计深度的持力层中进行扩底，形成扩大头空腔，

7、扩底时切下的渣土集中到下部的桩根空腔内。（3）再把带有取土装置的螺旋钻具下到桩根部位旋转，将集中在此处的渣土取出，清底后再钻深100mm，桩根应不留虚土。（4）扩底应分次进行，每次剥土量应根据桩根空腔体积确定，满腔后将扩底工具提出，再下螺旋钻具取土。（5）扩底位置和形状，应在钻机设专门标志线进行检查。（6）遇漂石应暂停扩底，待用其他方法取出漂石后再继续扩底操作。2钻孔挤扩桩2.1基本原理图8-5-6挤扩桩示意图1－桩身；2－分支；3－承力盘；4－被挤密的土1234dD四分支六分支承力盘钻孔挤扩桩也称多分支承力盘灌注桩，简称DX桩。它是在普通钻孔灌注桩基础上发展起

8、来的一种新型变截面桩。钻