摘要：旋挖扩大头是一种新型结构，此结构具有操作方便、简洁，钻孔质量好，施工效率高等优势，值得广泛推广。本文介绍了旋挖扩大头在旋挖灌注桩桩底的应用，对本工程以及与本工程类似的深基坑工程设计起到了一定的指导作用。
关键词：旋挖扩大头；深基坑工程；施工工艺
随着我国经济发展速度突飞迅猛，从而带动了我国建筑行业的高速发展。基础问题的加深加大、深基坑工程的显著增多等问题对锚索应用技术手段要求的提高也日益显著。传统桩底处理具有成孔困难、注浆不饱满、锚固力不足等缺点，而旋挖扩大头在深基坑工程中起到了至关重要的作用。旋挖扩大头通过高压旋挖技术对软弱土层进行加固处理，并在底部生成扩大头，不仅可以大幅提高单根的抗拔承载力，在未来有着广阔的应用前景。
一、工程概况
项目设地下室1 ～ 2 层，基坑周长约1430.6m，场地原始地面整平至绝对高程约5.20 ～ 6.10m，基坑计算开挖深度约为4.65 ～ 8.55m。根据本次勘察揭露所取得的地质资料，经综合整理，场地岩土层按成因类型可划分为第四系全新统素填土层（Q4ml，层号为<1>）、第四系全新统坡洪积粉质粘土层（Q4dl+pl，层号为<2>）：可分为<2-1> 可塑粉质粘土、<2-2> 软塑粉质粘土，及侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂质泥岩（层号为<3>）：可分为<3-1> 强风化砂质泥岩、<3-2> 中等风化砂质泥岩。
二、旋挖扩大头优势分析
1.提高抗拔承载力
随着受力状态的改变和摩阻面积的增大，锚固力也会大幅增加，由此可见，杆体强度薄弱问题亟待解决。但若扩大头能够结合当地地质情况合理设计，锚固体承载力被破坏的概率极低。且在软土地质中旋挖扩大头与普通杆件相比，具有质量性能更加稳定、可靠性更高、位移离散性极小的优点。有数据显示旋挖扩大头的抗拔承载力是普通杆件的2 ～ 3 倍，甚至更高，故此其经济型非常可观。
2.工作状况稳定
旋挖扩大头能够实现标准化施工，其在地质情况相同的条件下，抗拔承载力和位移相对来说更稳定。
3.节省材质
在对扩大头进行设置时，若在稳定地质层内能够达到一定深度，其便能提供较强锚固力，从而达到缩短总长度的目的。
4.防腐性较高
因扩大头具有的较大注浆直径，其对本身具有较好的保护作用，即便遇到腐蚀性土体，也能达到较高的防腐要求。
三、旋挖灌注桩桩底扩大头施工工艺与质量控制要点
1.施工工艺流程
旋挖钻孔施工→到设计段旋挖注浆扩孔施工→到设计深度终孔施工→钻杆旋挖注浆退出→锚索制作与安放（钻杆推进）→钻杆旋挖注浆退出完成。
2.钻孔施工
（1）锚孔定位：旋挖扩大头钻进施工，需要搭设满足相应承载能力和稳固条件的工作面或脚手架，开挖后的基坑壁需要经过喷锚加固，并按设计要求调准好角度，并用水准仪和钢尺定出钻孔精确位置，做好标记。
（2）钻机就位：需要根据施工坡面测量并找准孔位，精准安装专用锚杆钻机，对其严格调整对准已放好的孔位并调整好角度（开孔倾角35°），由质检员验收符合误差范围后准备开钻。
（3）钻孔：根据当地地质、地层变化情况选用硬质合金高压旋转钻头（喷头），通过其把锚索杆体引入孔中钻到要求深度。
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（4）钻孔施工要点。钻杆钻孔时采用42.5R 净水泥浆护壁，为避免扩大头锚索预钻进成孔φ150 过程中造成塌孔，采用套管跟进护壁工艺，尽量避免扰动周围地层，遇到障碍物难以钻进及时调整角度开孔避开，钻进至设计扩孔段采用42.5R 水泥旋挖扩孔至设计深度（锚固体直径要求不少于Φ500），钻杆边拔除同时继续旋挖扩孔段（套管跟进护壁段同步拔除）。如果遇到塌孔、缩孔等现象时，需要立即停钻，及时进行固壁灌浆处理，待配置好的水泥砂浆凝固，再重新钻进。需确保开钻的纵横孔距误差小于等于50mm，纵孔距误差小于等于100mm。锚索采用钻杆推进至设计深度，重复钻杆边拔除同时继续旋挖扩孔段扩孔步骤，旋挖扩孔段锚固体保证每米水泥用量不少于350kg/m。需确保孔深大于等于锚索本身的长度，但也不能大于锚索长度的1％，孔径不小于锚索自身的孔径（非锚固段不小于Φ150，锚固段不小于Φ500）。
3.扩孔施工
（1）扩孔施工技术内涵。高压泵的压力驱使高压旋转钻头的水泥浆从钻头的底部和侧翼向外喷射，过程中同时对周围的土体或岩体进行切割。而高压旋转钻头在动力的推动作用下持续向前推进，一直达到要求的深度和直径。
（2）扩孔施工技术要点。①施工口径φ500 旋挖预应力锚索主要分布区域在4-4、5-5、7-7 剖面段。旋挖预应力锚索采用2 ～ 3×7φ5 钢绞线制作，开孔倾角40°，为避免扩大头锚索预钻进成孔φ150 过程的塌孔，应采用套管跟管钻进工艺，且采用水泥净浆护壁成孔。钻进至设计锚固长度后，边拔出套管边旋挖形成锚固体。Φ500 孔径旋挖预应力锚索锚固段每米注浆水泥用量不少于350kg，压力18 ～ 20MPa，旋挖提升速度0.8 ～ 1.0m/min。②施工过程需要保持旋挖喷浆的持续性和不间断性。旋挖喷浆体采用42.5R 普通硅酸盐水泥制浆，水灰比0.8 ～ 1 ∶ 1。③高压注浆泵和钻机之间连接的高压管长度不能大于50m。④采用的高压水泥浆液扩孔操作规程，上下往返扩孔次数要求不少于两遍。⑤应将高压旋转钻头进行匀速旋转、上升、下降进行高压喷射扩孔，分段升高或降低的喷射管搭接长度大于等于100 ㎜。⑥如果在扩孔施工过程中出现压力骤然上升、下降的情况，需要立即停止施工并查明原因，并针对问题及时采取措施。⑦扩孔施工需严格按照施工要求、施工规定、施工参数和上级指示进行，并做好各项记录。
4.锚索制作及张拉
（1）锚索制作。制作时使用的钢绞线需严格按设计和规定的尺寸下料，每股的长度误差小于等于50mm。为避免钢绞线受热损坏，强度降低，需使用砂轮切割发加工，钢绞线按一定规律平直排列，钢绞线底部用液压锚头固定端部，中间穿一个钢制定位环，同时作为推送下锚的着力点。用塑料波纹管紧实包裹锚索自由段，与锚固段接触的塑料管管口需要用防水胶布进行封严。
在首次钻孔结束后，需立即将制作完成的锚索推送入钻孔内，安放时需小心谨慎，注意防止锚索杆体剧烈扭转、弯曲。将其插入到已钻好的规定深度，并确保其处于钻孔的中心位置。锚索推送到设计深度后，钻杆退出时扩孔段重复旋挖注浆工艺。
（2）锚索张拉。①待浆体及冠梁砼强度达到设计强度的70% 后方可进行张拉锁定（不少于15 天龄期）。②预应力锚索张拉锁定应按分级张拉至抗拔力的1.2，并在此状态下保持15min 后卸荷归零，之后重新张拉到锁定的荷载进行锁定作业。
四、结束语
社会的飞速发展会导致城镇高层建筑的拥挤，因此地下空间的利用将成为未来建筑行业的主流问题，而为了保证安全施工，支护的选择需放在首要。在深基坑工程中，旋挖扩大头对控制基坑变形起到了至关重要的作用，其在大型深基坑工程中的应用普遍，并具有较大的推广价值。
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论文作者:丁江勇,廖威,吴柏成,刘兰波,聂绍坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
标签：锚固论文; 钻杆论文; 钻孔论文; 高压论文; 深度论文; 承载力论文; 钻头论文; 《基层建设》2019年第8期论文;