钻孔变截面桩成孔技术研究

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1、钻孔变截面桩成孔技术研究【提要】钻孔变截面桩桩身串联有多个圆台，能够充分利用地基土的潜力，使其竖向和水平向承载力及抗拔力均高于等截面直身桩，并能减少轻灌注量。在软土地区使用钻孔变截面桩作为深基础可以取得较好的经济效益。【关键词】变截面桩钻孔工法成孔器[Abstract】Therearemanydisksintheshaftofboreholevariablecross-sectionpilewhichcanfullyutilizethelatentenergyofgroundsoilanditsverticalandhorizontalbearing

2、capacitiesandpullstrengthareallhigherthanthoseofconstantcross-sectionpiles・TheamountofRCpouredisalsoreduced・Touseboreholevariablecross-sectionpilesasdeepfoundationinsoftsoildistrictmayacquirebettereconomicbenefit・[Keywords】variablecross-sectionpileboreholeprocessdrillingapparat

3、us1前言泥浆护壁钻孔灌注桩以无挤土、无振动、承载力大、造价低和适合于在各类土层中施工的明显优越性，而成为高重建（构）筑物深基础的主要形式。但是在软土地区施工传统的等截面直身桩往往不能满足高重结构荷载与沉降的要求。因此，就如何探索新的途径，使钻孔灌注摩擦桩的承载力能有所突破，已成为当前工程界的一个热门话题。基于上述分析，人们最早把注意力投向控制施工直身桩的孔壁泥皮厚度上，借以提高桩土之间接触面的抗剪强度，取得一些成效。然而泥皮是客观存在，要想完全消除它的影响是困难的。因此可以说，直身桩型本身限制了桩侧摩阻力的发挥。于是人们不得不另辟蹊径，把目光放在了

4、桩孔孔壁变化上，以期通过改变直身桩平滑的孔壁来提高桩侧摩阻力。经过数年不懈地努力，在这方面取得了长足进展，出现了三种新的成孔方法：挤压多分支承力盘、凹凸型成孔及钻孔变截面成孔。与之相应的3种桩型即为多分支承力盘灌注桩、凹凸型钻孔灌注桩（简称凹凸桩）及钻孔变截面灌注桩。挤压多分支承力盘及凹凸型成孔技术现状多分支承力盘是在已钻成的直身桩桩孔内下入分支器，通过液压系统对局部孔壁进行挤压而成。该方法可在粘性土、细砂土、砂中含少量姜结石及软土等多种土层中应用，但不适合于在淤泥质土、中粗砂层、砾石层以及液化砂土层中分支和成盘Clio凹凸型成孔的方法有3种，即：交

5、替使用正、反循环钻进工艺，使打出的桩孔呈现凹凸状；使用单腰带钻头成孔，因其导向性能相对较差，在钻进过程中钻杆有晃动现象，形成的孔壁便凹凸不平［2］；使用单腰带钻头，正循环钻进，当钻至需要扩径的孔段，便高速回转处于拉伸悬垂状态的钻具，利用单腰带撞击孔壁，造成一定幅度凸型孔径，用该方法在800mm孔径内撞击出的最大凸型孔径为1470mm,使其承载力较直身桩增加40%以上［3］。而且它的造价比桩底压浆节约10%［4］。上述3种凹凸型成孔方法均是在上海建筑工程中使用的，通过施工凹凸桩来提高桩基承载力已成为设计和施工单位的共识。三种成孔方法施工形成的凹凸程度依

6、次加大，表明上海工程界对这种方法在不断改进和深化，凹凸桩所具有的良好承载性能正在被人们所重视，它特别适用于软土地基。但是，凹凸桩属不规则的变截面桩，其成孔方法存在着凹凸状况具有明显的不确定性、轻灌注量加大和孔斜易超标等缺陷。针对上述不足进行改进的关键是，应将凹凸桩不规则变化的横截面改变为有规律变化，在成孔时要做到按设计要求的几何尺寸和部位进行扩径，以达到既能提高桩的承载力又能节省観灌注量的目的。经过不断探索，一种新的成孔方法终于应运而生，这就是钻孔变截面成孔。3钻孔变截面成孔方法钻孔变截面成孔是使用变截面桩成孔器，以泥浆护壁回转钻成的一种孔径沿深度呈

7、有规律变化的桩孔。在桩孔内放置钢筋笼，灌注论后即成为钻孔变截面灌注桩，简称钻孔变截面桩或竹节桩、多级扩大头桩。钻孔变截面桩桩身的上部为直身桩段，设置目的是当桩周软土自重固结、场地填土、地表大面积堆载以及降低地下水位等原因而产生负摩阻力时，就可避免因在中性点以上扩径而给基桩承载力带来的不良影响。在桩的中、下部由基孔段形成的桩身为基孔桩段。扩径段形成的桩身为扩径桩段（扩径段之间的距离为扩径间距）。桩的底部为扩底桩段。获得国家专利的变截面桩成孔器是由基孔钻进钻头和扩径刀杆复合组成。用这样一套钻具就可以完成基孔钻进和扩径两道工序，因此可以节省辅助作业时间。在

8、使用成孔器进行基孔钻进时，扩径刀杆收拢；当钻进到需要扩径的深度时,由地面操纵，通过机械传动使扩径刀杆张开，基