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单项选择题大直径桩是指桩径为（）的桩。
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大直径钻孔灌注扩底桩的设计与施工要点
　　摘要：大直径扩底灌注桩以其承载力高、沉降小等优点，在高层建筑领域得到了广泛的应用，本文则结合实际情况，详细阐述了大直径钻孔灌注扩底桩的设计与施工。 中国论文网 http://www.xzbu.com/2/view-641442.htm　　关键词：大直径钻孔灌注扩底桩 设计要点 施工要点 　　 　　概述 　　随着经济建设的发展，各种大型建筑物不断出现，对基础承载力的要求愈来愈高，对基础工程的设计、施工要求也愈来愈高。因此，在大直径钻孔灌注桩被广泛采用的同时，也逐步应用扩底桩基础。大直径扩底桩具有承载力高、传力直接、清底干净、施工速度快、节约造价、设备简单、施工方便等特点。对于上覆土层厚薄差异较大的地基采用大直径扩底桩更是一种理想的基础形式。扩底桩是在桩身底部即桩端持力层中，采用人工或机械方式扩大，形成桩端扩大空间，增大桩端混凝土与持力层的投影接触面积，从而相应提高桩的承载力。 　　一、大直径钻孔灌注扩底桩的设计 　　（一）桩长设计 　　扩底桩是基于增大扩大头来增加桩端承载力，桩的侧摩阻力在这类桩的承载力中所占比例一般不超过30％，在桩长较短和持力层强度较高时可降至10％左右。桩端持力层的类型及物理力学性质对扩底桩承载力的影响较大，一般要求以地基承载力较高的粘土或砂卵（砾）石层以及强风化或弱风化岩层作为扩底桩的持力层。桩长与地质条件、桩端间净距、施工条件、持力层埋深及嵌岩深度有关。规范规定灌注桩孔深不宜大于40m，钻孔扩底灌注桩桩长一般为10～25m。对嵌岩深度的确定，应考虑各类持力层中成桩的可能性和提高桩端阻力的要求，如桩端以下3倍桩径深度范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和溶洞分布，在桩底应力扩散范围内无岩体临空面，另外还应满足建筑物整体稳定所需的抗滑要求和抗震要求。 　　（二）单桩水平承载力设计 　　单桩水平承载力特征值取决于桩的材料强度、截面刚度、桩顶嵌固程度、入土深度及各土层的物理力学参数。大直径扩底桩抵抗水平荷载的能力较强，尤其对设置桩帽或承台的情况，由于桩帽或承台周围土的嵌固作用，抵抗水平力的能力进一步提高。经对大量工程实践进行分析可以得出，对于一般多层框架结构房屋下的大直径扩底桩，可不进行水平承载力验算；对承受较大水平荷载建筑物的大直径扩底桩，应进行水平承载力的验算；对于受水平力较大的一级建筑桩基，应通过试验确定单桩水平承载力设计值。 　　二、大直径钻孔灌注扩底桩的施工 　　反循环钻孔扩底桩对地层适应能力强；钻孔直径、孔深可选范围大，钻孔直径0.6m～25 m，扩底直径一般为0.8 m～40m，孔深可达100m；振动小，噪声低，工期短；比正循环钻孔桩成孔质量高，孔壁泥膜薄，孔底沉渣少。下面就具体介绍泵吸反循环钻孔的基本原理及施工工艺。 　　（一）反循环钻孔灌注桩基本原理 　　反循环钻孔施工法钻机工作时，旋转盘带动钻杆端部的钻头，切削破碎岩土，钻进泥浆从钻杆与孔壁间的环状空间中流人孔底冷却钻头，并携带岩土钻渣，在负压作用下混合液从钻杆内腔上升到地面通过泥浆沟流进沉淀池后返回泥浆池中净化，净化后的泥浆又返回孔内形成循环，故称反循环钻进。泵吸反循环钻孔扩底桩是利用泥浆护壁，钻机直孔钻进至设计孔深后，换上扩底钻头，采用泵吸反循环工艺扩底成孔，清除孔底沉渣，检测合格后放人钢筋笼，灌注混凝土形成扩底桩。 　　（二）施工工艺流程 　　编写施工设计一桩位测量、设备安装一埋设护筒一钻机定位、验收开钻一直孔钻进成孔一第一次清孔、测量孔深一检测扩底钻头一扩底钻进成孔一第二次清孔、检测扩底孔形一钻机移位、安装钢筋笼及灌注设备就位一吊放钢筋笼一下人灌浆管一第三次清孔、测量孔深与沉渣一灌注水下混凝土一起拔护筒一桩头处理一混凝土养护。 　　（三）钻孔扩底桩施工的关键工序 　　1、护筒埋设是反循环施工作业的关键之一，护筒用6 mm～10 mm钢板，内径比桩径大，易塌孔部位应加长护筒，有利于孔壁稳定。 　　2、终孔后应进行第一次清孔，把钻具提高孔底0.3 m～0.5 m，一般用泵吸反循环抽吸30 min～60min，把孔底沉渣抽吸干净。用测绳准确测量孔深，符合要求根据最大扩底直径，确定其行程。在主动钻杆上做扩底的起点和终点标记，通过行程可控制扩底直径。此后才能下扩底钻头，以确保扩底钻头能安放到位。 　　3、钻进终孔清孔后，换上扩底钻头进行扩底钻进。扩底钻进开始时，应轻压慢转，严格控制钻进速度。当钻进至机上钻杆所标出的行程时，逐步放松钻具钢丝绳，钻具钻进阻力减少，转动自如，证明扩底行程已达到扩底限位器。此时，可重新收紧钻具钢丝绳，回转钻进数分钟，即可完成扩底钻进。 　　4、扩底完成后，扩底钻头空转清孔换浆，同时及时调整好泥浆性能，泥浆相对密度一般应小于l 2，含砂率小于6％，粘度小于21S。本次清孔换浆是确保扩大头孔底沉渣厚度达到规范或设计要求的关键工序，一般清孔时间为1 5 h～2.5 h。 　　5、混凝土灌注前，利用灌注导管进行第三次清孔。应及时调整好泥浆性能，泥浆相对密度不大于115，含砂率不大于5％，粘度不大于20 s。孔底沉渣不大于50 nm。 　　6、灌注前，通过对扩底端容积的分析，准确计算初始量，确保初灌后混凝土埋管在0.8m以上。 　　结束语 　　1、从施工方面来说，由于目前许多新建筑物都不得不建在既有建筑物的旁边，一般不宜采用有强烈振动的桩型，减少、限制噪声已是城市环境保护的发展趋势。大直径钻孔灌注扩底桩施工简便、噪声小、振动小，对高层建筑物来说，不失为一种较为理想的桩型。 　　2、从承载力方面来说，大直径扩底桩一般设置在较好的持力层上，单桩承载力较高，且由于群桩效应微弱其整体承载力更好于普通桩。 　　3、从设计方面来说，尽管目前还没有此类型桩的设计规范，但可以参照JGJ 94―94建筑桩基技术规范，假定一些条件进行设计。目前国内外对大直径桩的承载力及变形尚未取得统一的取值方法，认识大直径桩的受力性能，提出合理的承载力与变形计算模式及相应的计算参数是目前亟需解决的问题。 　　参考文献： 　　[1]周红 扩底墩地基土的位移和应力，岩土工程学报，2007 　　[2]宰仝璋 层状土中扩底桩的性状分析厦其工程应用，福建建筑，2008
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人工挖孔桩终孔时，应进行桩端持力层检验，应视岩性检验桩底下3d或5m深度范围内有无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件（强制性条文）。条文说明：人工挖孔桩应逐孔进行终孔验收，终孔验收的重点是持力层的岩土特征。对单柱单桩的大直径嵌岩桩，终孔时应用超前钻逐孔对桩底下3d或5m深度范围内持力层进行检验，查明是否存在溶洞、破碎带和软弱夹层等，并提供岩芯抗压强度试验报告（lO.1.6条）。&&& 4.《岩土工程勘察规范》GB&&& 每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件（组）（4.1.20条）。&&& 对于大直径挖孔桩，应逐桩检验孔底尺寸和岩土情况（13.2.2条）。&&& 5.《重庆市建筑地基基础设计规范》DB50／&&& 参加分析统计的试验单值不应少于6个，对于岩石单轴受压强度试验单值不应少于9个。当分析得出的岩土性质指标，其变异系数大于0.3时，应查明误差过大的原因，同时增加试验数据量（A.O.1条）。&&& 同类岩石的试验数据量不得少于9个（C.0.1条）。&&& 6.重庆市地方标准《工程地质勘察规范》DB50／5oo5-1998&&& 采集岩样的勘探孔（井）宜在平面上均匀分布（4.3.6条）。&&& 当置信概率为0.95时，岩样量小试验数量为9个（4.4.4条）。&&& 从上述规范中可以看出，《建筑地基基础设计规范》中单柱单桩的大直径嵌岩桩要求每孔都取样，并进行3d深度范围的检验。勘察规范中的6组或9个试验单值的概念是指在整个建筑场地内，同一地貌单元、同一岩性取样数量的总和。对于一栋建筑来讲，就是取样的数量不少于6组或9个试验单值。亦即在6个孔中每孔取一组（每组取3个标准岩样，50×100），或在9个孔中每孔取1个标准岩样。&&& 笔者认为：在重庆主城区，地层岩性主要为侏罗系中统沙溪庙组砂、泥岩，层位稳定，一般不存在空洞的问题（江边临空面除外）。基底下3d或5m范围内的破碎带和软弱夹层问题应当在工程地质勘察阶段已查明。若在施工阶段再逐孔进行检验，将增加很大的工程量，且此工程量与现行的《岩土工程勘察规范》所规定的工作重复。同一地貌单元、同一岩性取样数量，对于一栋建筑，取样的数量不少于6组或9个试验单值是合适的，对于建筑群可适当增加。有的试验室要求施工单位在每一孔中取得的岩样数量，要满足可制成9个（或6个）标准岩样的做法与《工程岩体试验方法标准》、（GB／T50266-39）的规定不一致，并且按《建筑地基基础设计规范》介绍的方法求得每一孔岩石的单轴抗压强度的标准值是不符合岩土参数统计要求的。详细参阅《岩土工程勘察规范》14.2条；岩土参数的分析与选定。&& &三、桩身质量检验&&& 1.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB&&& 桩身质量应进行检验。设计等级为甲级、成桩质量可靠性低的灌注桩，抽检数量不应少于总数的30％，且不少于20根；其它桩基工程的抽检数量不应少于总数的10％，且不少于10根。每个柱子承台下不得少于l根（5.1.6条）。此条规定单往单桩100％检验。&&& 2.《建筑桩基技术规范》JGJ94-94&&& 对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性低的基桩工程，应进行成桩质量检测。检测的方法可采用可靠的动测法；检测数量根据具体情况由设计确定（9.1.4条）。&&& 3.《建筑地基基础设计规范》GB&&& 施工完后的工程桩应进行桩身质量检验。直径大于800mm的砼嵌岩桩应采用钻孔抽芯法或声波透射法检测，检查桩数不得少于总桩数的lO％，且每根柱下承台的抽检桩数不得少于1根。条文说明：直径大于800mm的单柱单桩的嵌岩桩必须100％检测（10.1.7条）。&&& 综上所述，直径大于800mm的单柱单桩必须进行100％的桩身质量检验。检验方法应采用钻孔抽芯法，或声波透射法，或可靠的动测法。&四、桩身砼取样&&& 1.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB&&& 小于50m3的桩，每根桩必须有1组试件（强制性条文，5.1.4条）。&&& 2.《建筑桩基技术规范》JGJ94-94&&& 直径大于lm的桩，每根桩应有1组试块（6.2.8条）。&& &五、单桩竖向承载力检测&&& 1.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB&&& 工程桩应进行承载力检验。设计等级为甲级、成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载荷试验的方法，检验桩的数量不应少于总数的1％，且不应少于3根，当总数少于50根时，不应少于2根。条文说明：关于静载荷试验桩的数量，如果施工区域地质条件单一，当地又有足够的实践经验，数量可根据实际情况，由设计确定。非静载荷试验桩的数量，可按国家现行行业标准《建筑工程基桩检测技术规范》JGJlO6的规定执行（5.1.5条）。&&& 非静载荷试验桩的数量，国家现行行业标准《建筑工程基桩检测技术规范》JGJlO6规定100％检验。&&& 2.《建筑桩基技术规范》JGJ94-94&&& 1）下列情况之一的桩基工程，应采用静载试验对工程桩单桩竖向承载力进行检测，检测的数量不宜少于总数的l％，且不应少于3根，当总数少于50根时，不应少于2根。&&& a.工程桩施工前未进行单桩静载试验的一级建筑桩基；&&& b.工程桩施工前未进行单桩静载试验，且有下列情况之一者：地质条件复杂、桩施工质量可靠性低、确定单桩竖向承载力的可靠性低、桩数多的二级建筑桩基。&&& 2）下列情况之一的桩基工程，可采用可靠的动测法对工程桩单桩竖向承载力进行检测。&&& a.工程桩施工前已进行单桩静载试验的一级建筑桩基；&&& b.属于1.6款规定外的二级建筑桩基；&&& c.三级建筑桩基；&&& d.一、二级建筑桩基静载试验捡测的辅助检测。（9.2.2～9.2.3条）&&& 3.《建筑地基基础设计规范》GB&&& 施工完成后的工程桩应进行竖向承载力检验（强制性条文）。大直径嵌岩桩的承载力可根据终孔时桩端持力层岩性报告结合桩身质量检验报告核验（10.1.8）。&&& 4.《岩土工程勘察规范》GB&&& 单桩竖向和水平承载力，应根据工程等级、岩土性质和原位测试成果并结合当地经验确定。甲级地基建议做静载荷载的试验。试验的数量不宜少于工程桩数的1％，且每个场地不少于3根（4.9.6条）。&&& 5.《重庆市建筑地基基础设计规范》DB50／50Ql-1997&&& 每栋单体建筑物的嵌岩桩施工完毕后，应抽样进行单桩静载荷试验。随机抽取1％，不得少于5根（5.4.18条）。&&& 嵌岩桩极限承载力的确定，应以现场原型桩的静载荷试验为准，试桩数不得少于3根（5.4.4条）。&&& 对于一级建筑物，嵌岩桩的单桩承载力，必须通过现场试验原形桩的静载荷试验确定（5.4.5条）。&&& 对于设计等级为甲级（或一级建筑）的地基基础上述规范要求进行单桩静载荷试验。但是，大直径嵌岩灌注桩单桩承载力设计值上千吨，进行现场试验受试验条件和试验能力限制，凡乎不可能完成。尽管规范有要求，在重庆地区还没有进行过现场原形大宜径嵌岩灌注桩的静载荷试验。对于用小应变的动测法确定单桩承载力，学术上存在争议。笔者认为，对于大直径嵌岩桩的承载力根据终孔时桩端持力层岩性报告结合桩身质量检验报告核验的方法是合理和可行的。&& &六、工程实例&&& 某工程，双塔楼21层（地下3层），建筑面积4万m2，钢筋砼框架一短肢剪力墙结构，挖孔桩基础。布置挖孔桩lO2个，直径0.9～l.4m，其中直径大于lmm的挖孔桩共72个。该建筑位于长江岸边，地层为侏罗系中统沙溪庙组砂岩、泥岩，地基持力层为中等风化砂岩。工程开工于2012年10月，2013年1月通过地基与基础分部工程验收。&&& 1）地基检查（取岩样）&&& 挖孔桩终孔时逐孔迸行了检查验收。在15个基坑中取砂岩样（毛坯样200×200×200）15件进行饱和单轴抗压强度试验。取样深度范围为嵌岩段至桩底。试验室用每一试件制成标准岩样6～9个，用《建筑地基基础设计规范》介绍的方法求得每一件岩石的饱和单轴抗压强度标准值。&&& 前面第二部分内容笔者已提到试验室的统计方法是不符合岩土参数统计要求的，本文不作深入讨论。笔者提醒监理工程师注意下面几个问题：&&& a.同一地貌单元、同一层位、同一岩性，岩石单轴抗压强度标准值只有一个，不是检测报告提出的每一孔一个标准值。&&& b.岩石单轴抗压强度标准值是一个经修正后的统计值，其中的单值可能大于或小于该值。只要该值大于等于设计文件要求的强度值，即满足设计要求。&&& C.有的试验室“岩石单轴抗压强度检测报告”中的试验依据（或执行标准）是GB，是错误的。正确的依据应为《工程岩体试验方法标准》（GB／T50266-99）。&&& 2）桩身砼取样和桩身质量检验&&& 直径大于lmm的桩每桩取l组砼试块。对16根桩进行了桩身砼强度检验（动测法）．GB和GB规定，直径大于800mm的桩，必须100％地进行桩身质量检验；每桩必须取1组试块。根据建设部的有关规定，本工程是2003年1月1日以前开工的，所以采用JGJ94-94第9.1.4条的规定，检测数量是根据具体情况由设计确定的。采用第6.2.8条，直径大于lm的桩每桩取1组砼试块。&&& 3）单桩竖向承载力检测&&& 本工程未进行单桩竖向承载力检测。在地基与基础分部工程验收时，由设计根据桩端持力层报告结合桩身质量检验报告核算合格。&&& 七、挖孔桩基础验收应检查下列资料&&& 1）地基基础设计交底纪要及首次地基验槽会议纪要&&& 2）地基基础方面的设计变更&&& 3）桩位测量放线图&&& 4）挖孔桩检查记录（一桩一表）&&& 5）挖孔桩施工记录&&& 6）桩底岩石单轴抗压强度报告&&& 7）柱底3d（或5m深度范围）钻芯报告&&& 8）原材料部分（合格证、出厂检验报告、备案证、见证送取委托单、复检报告、配合比报告、钢筋焊接报告等）&&& 9）钢筋隐蔽检查记录&&& 10）砼浇灌许可证&&& 11）砼试块强度检测报告&&& 12）桩身砼强度动测报告&&& 13）分部工程质量验收记录&& &八、结束语&&& 本文把国家现行勘察、设计、施工质量验收规范对人工挖孔桩部分的具体技术要求进行了分类整理，便于监理工程师查阅。其中规范的原条文可以直接引用。笔者的个人观点，是笔者的工作经验和对规范的理解，仅供同行们参考。错漏之处，敬请指正。
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