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钻扩灌注桩

钻扩灌注桩相比于挤扩桩及其他变径灌注桩,设计更为灵活,施工简便,成孔质量和桩身质量都有显著提高,拥有更高的单桩承载力和扩大头抗剪切强度。

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在各类新式桩基础中,变径灌注桩比直桩拥有更高的单桩承载力,节省造价。其中,钻扩灌注桩相比于挤扩桩及其他变径灌注桩,设计更为灵活,施工简便,成孔质量和桩身质量都有显著提高,拥有更高的单桩承载力和扩大头抗剪切强度。

桩基础的承载力由端阻力和侧摩阻力组成,所以提高承载力的途径有如下两种。

1)增大侧阻力:增加桩长、桩径(施工难度增加、材料用量加大、工期拖延,难度大)

2)增加端阻力:增大端面积(增加支、盘,相对容易)

岩土工程
变径灌注桩

直桩与多节扩径灌注桩承载力机理比较

↑ 直桩与多节扩径灌注桩承载力机理比较

影响多节扩径灌注桩荷载传递和承载能力的因素:

桩身和扩大头直径的大小、扩大头的数量、间距及设置层位,地层土质特性和桩的施工质量(包括扩大头、桩底和桩身的质量)等。

多节扩径灌注桩之所以具有较小的抗变形性能,得益于扩大头作用于土体压力的斜向扩散,能有比扩大头直径范围更大的土体来分担桩身传来的压力,使桩周土体的应力强度降低,土的压缩变形减小,使该桩具有更高的承载力和优异的抗沉降变形特性。

多节扩径灌注桩


岩土工程
挤扩灌注桩

挤扩灌注桩是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上发展而来的,由专用液压挤扩设备与现有桩基机械配套使用而生成的一种变截面灌注桩。

从施工成桩的角度看,挤扩灌注桩只比普通灌注桩多了一道挤扩工序。

挤扩灌注桩

成孔,成盘,成支、盘,下钢筋笼,灌注砼,成桩

↑ 成孔,成盘,成支、盘,下钢筋笼,灌注砼,成桩

优点:

单桩承载力高,沉降量小且均匀,是理想的抗拔桩;

通过挤扩检测地层的软硬,可灵活调整桩的承载力;

成孔、成桩工艺多样,适用土层广泛;

施工设备简单;

节省成本,缩短工期,环保。

缺点:

成盘效果与设计要求差异较大,且成盘过程中势必有大量的沉渣掉入盘腔或孔底,二次回钻清孔只能清孔底,不能清盘腔。清孔用时长,严重制约施工进度;

多种施工机械交替作业,工序繁杂,施工效率低,质量监控难度增大,对成桩质量有不利影响。


岩土工程
钻扩灌注桩

钻扩灌注桩仅需要扩孔的一种工艺,无机械设备交替施工。

相比于挤扩灌注桩,钻扩桩成盘效果与设计要求基本一致,成盘过程中的沉渣掉入孔底,可有下部钻头按一般清空步骤清孔。另外,无施工机械交替作业,原有钻杆在成孔时,即可形成扩大腔体。

钻扩灌注桩

扩大腔体成型原理

扩孔过程中以下臂的下端轴为支点,上臂的上端轴随钻杆下放而向下移动,使上下臂之铰接轴向斜下方运行,扩大头腔则主要由下臂切削孔壁土体形成,上臂只在运转之初切削孔壁土体,此后则逐渐远离扩大头上腔壁,使扩大腔体壁得到泥浆及时、持续地护壁。再加之扩大头上腔壁与孔壁间呈现缓变状过渡,且上腔高度远大于下腔高度,这种特殊形状也成为它在混凝土灌注前稳固而不易坍塌的重要原因。

扩孔臂镶有斜向合金块,能在扩孔作业过程中将扩大腔体底沉渣导流至孔径范围内,顺孔内泥浆向下循环到孔底,由钻杆吸口强力吸入排至泥浆池,确保扩大腔体内无沉渣。

扩大头腔钻扩成型照片

↑ 扩大头腔钻扩成型照片

扩大头腔标准、规整、圆滑、无沉渣滞留

↑ 扩大头腔标准、规整、圆滑、无沉渣滞留



钻扩灌注桩特点
  • 设计灵活:多节钻扩灌注桩由桩身、扩大头和桩根组成,扩大头的数量可为一个或多个。

  • 单桩承载力高:扩大头的扩径率达2-2.5倍,单个扩大头端承面积扩大率达3-5倍,单方桩体积承载力是相同等直径钻孔灌注桩的1.5-2.5倍。

  • 扩大头抗剪切强度高:多节钻扩灌注桩的扩大头高度较大、外沿高度也较大,并且可视需要任意加大扩大头外沿高度,使扩大头的抗剪强度大幅度提高。多节钻扩灌注桩扩大头的这一成型特点是其它施工机械和施工工艺所难以企及的。

  • 节约造价约10%以上。

钻扩灌注桩

钻扩灌注桩


试桩方案

浦口区某块保障房钻扩灌注桩试桩工程

工程拟建场地属长江漫滩地貌单元,场地地势稍有起伏,总体上北面地势较高,南面较低,相对高差约2.46m。场地内分布有较多的沟、塘。

本工程试桩为钻扩灌注桩,桩身采用C45钢筋混凝土,每根桩2个扩大体,总计6根试桩。试桩施工遵循进入持力层深度与桩长双控原则,试桩有效长度暂按场地现状标高计算。

试桩流程:

埋设护筒→钻机就位调平钻机调平钻孔成孔过程扩大体形成终孔前检查及提钻孔深、扩大体检测盘径扩大仪检测放置钢筋笼下钢筋笼清孔浇筑混凝土后注浆

质量检测:孔径检测,桩身完整性检测,静载试验检测

经过各种检测结果显示,钻扩灌注桩在成孔质量、桩身质量和桩基承载力等方面均达到设计预期要求。同时钻扩灌注桩与一般灌注桩相比体现出经济性和更大的承载力。