旋挖扩底地铁工程论文

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一扩底机具原理

扩底机具是旋挖扩底灌注桩施工的关键。其构造原理:利用钻杆下压带动活动套杆，使铰接钻齿扩张至设计尺寸（活动杆与铰接齿连为一体），通过活动套杆底部的限制挡板与顶杆底部的限位挡板的间距来控制钻齿扩张尺寸。施工时根据扩底桩设计尺寸及旋挖钻机的型号，设计好扩底机具。扩底钻头根据设计扩大头桩型及尺寸进行定制。

二旋挖扩底施工工艺

1旋挖扩底灌注桩工艺的重点部分

在扩底施工和清孔，直桩部分施工工艺与普通旋挖桩基本一致，此处不复述。

2扩底施工及清孔

①利用旋挖钻斗按正常钻孔工艺钻至直桩桩底设计标高，并清理沉渣。

②将钻杆提出孔外，用扩底钻头替换捞砂斗，同时检查钻头扩刀的张开与收缩是否灵活自如，反复几次，如无问题后即可将扩底钻头放至孔底，并从护筒顶向上量出钻头伸缩杆长度标在钻杆上，以控制扩孔行程。根据试桩情况，当扩底钻头下压70cm时，扩底直径为2m。

③扩底前，将扩底钻头提离孔底，使其处于悬吊状态，起动钻机和水泵，检查钻机和水泵工作是否正常，如果正常即可开始扩底作业。

④扩底时进行慢速旋转和下压。扩底采用低速回转的技术参数进行控制，开始时不随意加压，当运转平稳后，依据钻机的能力和孔内的反映情况，适当调整压力，使扩底钻缓慢张开并进行扩底作业，当其完全张开时，钻杆上标记正好与护筒顶同高度。扩底施工流程如下：首先，开始第一次扩底，第一次扩底钻杆下降行程应控制在20cm左右，然后将扩大钻头提至地面，换捞砂斗进行沉碴清理。其次，第一次沉碴清理完成后，重新测定桩底标高，然后再更换成扩底钻头，进行第二次扩底。第二次扩底钻杆下降行程应控制在15cm左右。然后再将扩大钻头提至地面，换捞砂斗进行第二次沉碴清理。再次，重复上述步骤直到进行第四次扩底，第四次扩底钻杆下降行程至扩大头完全张开。钻头完全张开后，在原位不加压快速旋转10min左右，停止旋转并向上匀速提出钻头。然后再将扩大钻头提至地面，换捞砂斗进行第四次沉碴清理。然后，第四次沉碴清理完成后，应将扩大钻头清洗干净，再更换至旋挖钻机上。将扩大钻头轻放至孔底，不再施加压力，扩大钻头可轻松完全张开（达到行程70cm），方可判断为扩底完成。否则，需再次重复扩底、捞碴的步骤，直到达到扩底完成的条件。最后，要严格检测清底后的桩底标高，若比前一次清底后测定的桩底标高底，则必须将旋挖钻机显示数据清零后重新读数。直到旋挖钻机进尺满足扩大钻头完全张开的距离，且桩底标高不再变化为止。

⑤在扩底完成行程后，在原位不加压继续慢速回转，进行清孔换浆，清孔达到要求后轻轻地、渐渐地向上提钻。灌注前应采用带弯头的导管再次清孔，边清边转动弯头导管，以利于清除扩大头边角处的沉渣。

⑥扩底钻头提出孔外后，及时冲洗干净并进行检查，发现问题及时修理，以备下次使用。

三桩基检测

为检验旋挖扩底桩的施工质量，对部分工程桩采取静载试验法、钻芯法、声波透射法等检测方法进行了检测。单桩竖向抗压静载试验方法依据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）要求执行，加载方式采用慢速维持荷载法。按设计单桩承载力特征值为2500kN和7100kN，最大试验载荷分别为5000kN和14200kN。静载试验Q-S曲线未出现明显拐点且未出现破坏迹象。根据试验结果及Q-S曲线和S-lgt曲线图分析得出，所检测的工程桩单桩竖向抗压承载力均满足设计要求。钻芯取样之一如图4所示，图为车辆段1H-1#桩钻取得芯样，呈柱状，骨料分布基本均匀，胶结好，取芯长度15.79m，桩底未见桩底沉渣。声波透射法对所检测基桩的三个剖面进行了检测，所有检测结果均合格。

四结语

①根据检测结果，以上旋挖扩底灌注桩的施工工艺能够满足工程质量，能够达到相应的设计承载力要求，相对人工挖孔扩底灌注桩施工速度更快，更安全.

②与相同承载力要求的普通旋挖桩相比，可以降低钢筋用量、缩短桩长、减小桩径、减小承台尺寸及减少土方的开挖与外运等，较大的降低了工程造价。

③旋挖扩底灌注桩具有施工速度快、安全、经济的特点，值得在工程建设中大力推广，但其扩孔及清孔工艺为桩基质量控制的要点，在工程应用中还需进一步总结经验。

作者：付传飞雷赛男单位：长沙市轨道交通集团有限公司