带扩大头的桩机械如何施工

A. 桩基的种类有哪几种以及各种类分别在什么情况下用，各种类分别是如何施工的

桩的分类
工程技术的不断发展，新型钢桩和钢筋混凝土桩在工程建设中用途越来越广泛。而不同的桩型特点亦有不同。
按受力情况分类：
摩擦桩 —— 荷载绝大部分由桩周土的摩擦力承担，而桩端阻力可以忽略不计的桩
基桩
端承摩擦桩 —— 荷载主要由桩身摩擦力承担的桩
端承桩 —— 荷载绝大部分由桩尖支承力来承担，而桩侧阻力可以忽略不计的
摩擦端承桩 ——荷载主要由桩端阻力承担的桩
按施工方法分类：
机械成孔桩
灌注桩 人工挖孔桩
沉管灌注桩
钢筋混凝土桩
基桩 预制桩 预应力混凝土桩
钢桩
水泥土搅拌桩
搅拌桩
其他化学材料搅拌桩
按桩的外型尺寸分类
长桩
基桩
短桩
中长桩
变截面桩
按沉桩方法预制桩可分为打入桩、压入桩、振动沉入桩、旋入桩等。
预制桩按材料可分为普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩。按桩截面形状又可分为实心桩和空心桩，圆形桩和方形桩、异形桩等。接桩的方法有钢板角钢焊接，法兰盘加螺栓联结，硫磺胶泥锚固以及机械联结（如插入楔块、销钉联结）等。
混凝土灌注桩按施工方法可分为振动沉管灌注桩、弗朗克桩、钢套管旋入冲抓成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、预压孔打入灌注桩、预压孔打入混凝土桩以及钻扩孔混凝土灌注桩等。
弗朗克桩在欧洲流行甚广，我国也有用此法施工的工程。这种方法适用于松散砂、砾及超固结粘土，桩身直径30～60cm，桩长10～24m，管心锤重25～50kN，落距3～5m，单桩容许承载力可达1500kN。旋转钢管下沉成孔的灌注桩，在钢管底部装有经过淬火的钢齿，可沉入至页岩或砂岩层，直径可达1.5米。钢管用法兰盘联接,预压孔打入混凝土桩是介于打入桩和灌注桩之间的一种桩型。其施工步骤是先将钢制的传力杆打入土中0.5～1.0m,然后拔出钢传力杆,往孔中灌注混凝土或砂浆,再将一根预制的钢筋混凝土桩置于孔中, 打到预定深度,这种桩的承载力高于普通桩。
钻孔扩底灌注桩，国内外都已广泛地应用，用于住宅及高层建筑。由机械成孔，直径一般为0.6～2.5m，可一直钻到坚硬密实土层或基岩，但在有砂或粉砂的地下水位以下钻孔时，需要套管，有时将套管留在土中，或用膨润土泥浆护壁。为增加桩端承载力，常在超固结粘土中设置扩大头，扩大头直径约为桩身直径的2～3倍。
对于打入桩，在砂土地基上打桩，将桩周边砂挤密，挤密区内砂土的内摩擦角增大。对于中密或密实的砂，在打桩时会引起地表隆起。对于较松散的砂，打桩初期地表要下沉，每侧下沉扩展的范围距离相当于桩长。
在粘性土中打桩也会引起桩周土的重塑，抗剪强度会有临时的降低，降低值可达到20%～50%。打桩后，抗剪强度会逐渐提高，有时甚至会超过原来的强度。打入桩使土内摩擦角相应增大，可通过标准贯入试验确定桩侧摩阻力。
在粘土中打桩也会引起地表面隆起，总隆起量大约相当于群桩总体积的一半。在深基坑内，打桩会引起坑底隆起。因周围侧向位移受到限制，基坑的隆起量就比较大。为减少隆起量，应在开挖前打桩（但需送桩，会降低打桩效率）。
浅埋的筏板基础和不同桩长的摩擦桩，都可用于软粘土层。补偿筏基由于施工时挖除土方量与上部结构重量相同，因而土中应力影响范围较小，基础沉降甚小。而长摩擦群桩由于有可能影响范围较大，引起地基的沉降变形量也大，这种情况下桩基础并不一定比浅筏基础方案好。因此应进行方案比较。
在粘土中的摩擦群桩中，桩间距一般不少于3D。当桩群的破坏方式从块体破坏转为桩破坏时，其桩间距应大于最佳桩距。
改变桩距尺寸，必然要影响承台尺寸。加大桩距可减少桩数，但承台尺寸却要增加，这也会影响整个桩基础的工程造价。
在群桩施工中，易造成桩偏离中心线，还需注意到打桩时土体之间相挤压造成隆起及断桩等问题。
如果桩尖持力层岩层的层理面倾斜得很陡，并有张开的横向节理时，端承桩承载力的取值应慎重对待。
桩基承载力包括单桩承载力和群桩承载力，单桩承载力又根据承受荷载状态的不同，分为竖向受压桩、抗拔桩、以及承受水平方向力的桩。位于粘性土地基中的摩擦群桩还应考虑群桩效应问题。
总之，根据不同建筑荷载要求及场地条件，可使用不同桩型，一些新桩型的发展，又有力地推动了上部结构的发展，为建筑结构的设计提供了许多可选择的方案

B. 什么是扩大头桩

桩在底部开始变截面加大(就是弧底的)，直径比桩身加大的桩。也有在桩的中间间隔扩大的。

成孔主要是利用双腰带笼式钻头钻进至设计标高的过程。在成孔过程中，主要控制成孔的垂直度，护壁的完整性，持力层岩面的确定。成孔是扩孔的基础。

由于桩径扩孔后，其桩底面积大大增加，形成下部孔窟，在清孔时，孔窟容易出现沉渣的大量沉积，因此，清孔是否彻底，直接影响成桩的效果。在清孔过程中，应用反循环进行清孔，将桩底的沉渣吸出孔外，以达到清孔的目的。

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在扩孔前，首先在地面将扩孔桩头的所需参数确定后，再使用。成孔达到设计标高后，将钻头提起，更换扩孔钻头，将钻头通过钻杆连接后，放到孔底位置，在主导钻杆上标示扩孔前位置及扩孔所需位移值后，然后将钻具上移提升，开钻孔开始扩孔。

在扩孔过程中，扩孔底控制主要控制转速、行程、钻具的牢固性。钻速控制主要通过控制钻机的速度。由于扩孔钻头的刀具切削面随钻头的扩展加大，其作用荷载也增大，为确保钻头不变形，故要求匀速钻进，并逐渐放下钻杆，确保钻进位移的稳定，达到扩孔效果。行程控制是控制钻头主轴滑道，以达到扩孔的目的。

因此，不同的扩孔桩径，所使用的钻头不同，其位移值也不同。因此，在扩孔过程中，必须严格记录行程数值，确保扩孔达到设计要求。钻具的控制是钻头的稳定性控制，即确保钻头在钻孔过程中的稳定性，牢固性。

在扩孔前首先应对钻具进行检验，对上下翼刀具的刚度铰接的牢固，主轴滑道收放灵活自如，在确保其性能良好后，才能使用。

C. 混凝土灌注桩施工工艺

1、施工工艺流程：

泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程是：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→浇筑水下混凝土→成桩。

2、泥浆护壁钻孔灌注桩施工，在冲孔时应随时测定和控制泥浆密度，如遇较好土层可采取自成泥浆护壁。

3、灌注桩的质量检验应较其他桩种严格，因此，现场施工对监测手段要事先落实。

4、灌注桩的沉渣厚度应在钢筋笼放入后，混凝土浇注前测定，成孔结束后，放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落，增加沉渣厚度。

因此，沉渣厚度应是二次清孔后的结果。沉渣厚度的检查目前均用重锤，但因人为因素影响很大，应专人负责，用专一的重锤，有些地方用较先进的沉渣仪，这种仪器应预先做标定。

(3)带扩大头的桩机械如何施工扩展阅读：

人工挖孔灌注桩的施工程序是：

场地整平→放线、定桩位→挖第→节桩孔土方→支模浇筑第→节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁。

校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行扩底(当需扩底时)→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

D. 9、 简述人工挖孔灌注桩的施工工艺过程。

人工挖孔灌注桩施工 人工挖孔灌注桩施工 灌注 1.人工挖孔灌注桩的特点 1.人工挖孔灌注桩的特点 人工挖孔灌注桩 人工挖孔灌注桩与钻孔灌注桩相比具有机具设备简单，施工操作方便， 占用场地和空间小，无泥浆排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可 靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点。因此，近几年得到广泛运 用，特别是在扩大头的桩基施工中，人工挖孔桩施工更有其优越性，可以弥 补机械施工的一些不足。挖孔桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的 土层或风化岩层。若孔内产生的空气污染物超过国家规定的标准，必须采取 通风措施，方可采用人工挖孔桩施工。 2.护壁厚度计算 2.护壁厚度计算挖孔施工应根据地质和水文地质情况，因地制宜地选择孔壁支护方案报 批，并应经过计算，确保施工安全并满足设计要求。护壁厚度计算见“路桥 施工计算手册” 第三篇第 11 章 4.3 节人工挖孔桩护壁厚度计算。 现摘录如下： 为了防止塌方，确保操作安全，大直径人工挖孔桩多采取分段挖土、分段护 壁的方法施工。分段现浇砼护壁，一般取受力最大处，即地下最深段护壁所 承受的土压力及地下水的侧压力，由计算确定护壁厚度。设砼护壁厚度为 t， 则可按下式计算： t≥KN/fc 或 t≥KpD/(2fc) 1 D/2 t h N------作用在护壁截面上的压 力，N/m，N=pD/2； p-------土和地下水对护壁的最 H 大总压力，N/㎡； γ-----土的重量，kN/m3； P γw-----水的重量，kN/ m3； H-------挖孔桩护壁深度，m； h------- 地 面 至 地 下 水 位 深 P P 度，m； D-------挖孔桩或圆形构筑物 外直径，m； 护壁受力计算简图 fc-------砼 的轴 心抗 压强 度 设计值，Mpa； 当挖孔无地下水时： p=γHtg2(45°-φ/2) 当有地下水时： K--------安全系数取 1.65 p=γhtg2(45°-φ/2)+( γ-γw)(H-h) tg2(45°-φ/2) + (H-h) γw 算例：1.8m 直径砼灌注桩，深 30m，用人工挖孔，砼护壁采用 C20 砼，每节 高 1m，地基土为粘性土，天然容重γ=19.5kN,内摩擦角φ=20°，地面以下 6m 有地下水，试计算砼护壁厚度。 解：最深段的总压力为： 2 p=γhtg2(45°-φ/2)+( γ-γw)(H-h) tg2(45°-φ/2)+ (H-h) γw =19.5×6×tg2(45°-10°)+(19.5-10)(30-6)tg2(45°-10°) +(30-6)×10=409.15kN /㎡ 用 C20 砼，fc=10Mpa,D=1.8m，则有： t=KpD/(2fc)=1.65×409.15×180/(2×10×103)=6.1 ㎝ 注意：上述计算，fc=10Mpa 为 28 天的强度，实际是每天都要施工、现浇护壁 砼，不可能等待砼达设计强度再施工下节，所以计算的结果，不能照搬到实 际应用中，我们在东二环项目取护壁厚 20 ㎝，C30 砼，且配@200 ㎜φ8 钢筋 是有道理的，这也是挖孔桩护壁常采用的数值。 3.施工方法 3.施工方法 3.1 施工前的准备工作 1) 在正式施工前，应具备以下工程资料。主要包括建筑物场地的工程地 质和必要的地下水位资料；桩基施工图纸会审纪要；建筑场地地下管线（管 道）资料；主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；桩基的施工组织设 计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材（水泥、砂石、钢筋）的质检报 告。 2) 施工前要制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编 号、施工顺序、水电线路和临时设施位置；指定施工工序检查程序；制定不 良天气（雨季）施工的技术措施。 3) 人工挖孔桩施工中安全措施非常重要，施工单位必须高度重视，应做 到以下措施保障：孔内设应急爬梯供人员上下井；施工人员进入孔内必须戴 3 安全帽；使用吊笼、电葫芦等应有安全可靠的自动卡紧保险装置；开挖深度 超过 10m 时应配有通风设备；挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔 口四周 1m 范围内，机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响；要注意安全用 电，井下照明应采用 12V 以下安全灯。 施工顺 3.2 施工顺序与施工方法 1) 挖孔灌注桩的施工顺序 场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇灌第一节混凝土 护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、 起重电动葫芦或卷扬机、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩 身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板、支第二节模 板，浇灌第二节混土→重复第二节挖土，支模、浇灌混凝土护壁工序，循环 作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土，排除积水，检查尺 寸和持力层→吊放钢筋笼就位→灌筑桩身混凝土。 2）人工挖孔的施工方法 （1）开始挖孔前，要平整好场地，清除地表松软土层和一切杂物，布置 好控制网，根据监理复合过的桩基位置，采用十字交叉法订立每一孔桩的位 置，并在桩位外设置定位龙门桩。 （2）根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线，然后向下挖深 1m， 浇筑混凝土井圈第一节护壁---锁口砼。井圈应高出地面 20～30cm，且比护壁 厚度加厚 10cm，用以加强井口，以策安全。而后将桩位纵横中心线测放到井 圈上，并测出孔口控制高程，以利于下部掘进的高程控制，且要求第一井圈 4 的中心线与设计轴线的偏差不得大于 2cm。 井圈高出地面还有利于防止地表水 在施工过程中进入井内。 （3）修筑钢筋混凝土井圈应保证护壁的配筋和混凝土浇筑强度。上下节 护壁的搭接长度不得小于 5cm， 每节护壁在当日施工完毕后宜养护 24h 后拆除； 发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防止造成事故。 （4） 进行第二节井孔土方开挖时，先从井口用垂球吊线找出井孔中心 点，并在井孔底部打一短木桩，将桩中心投影到木桩顶上，以此为据进行第 二节护壁的土方开挖。在开挖过程中应该密切注意地质状况的变化。挖孔直 径应按设计规定，挖孔过程中，应经常检查桩孔尺寸、平面位置和竖轴线倾 斜情况，如有偏差应随时纠正。对于孔内遇有岩石需采取爆破施工时，详见 后面 3.4 节。 （5） 重复上述过程即可完成挖土护壁的工作，直至桩底设计高程。在 施工过程中，应该以每一节护壁为验收步骤，合格后方可进行下节的开挖施 工。挖至设计标高时，孔底不应有积水，终孔后应清理好护壁上和孔底的渣 物，验收合格后方可进行下步混凝土的浇筑。 （6） 挖孔达到设计深度后， 应进行孔底处理。 必须做到孔底表面无松渣、 泥、沉淀土。如地质复杂，应钎探了解孔底以下地质情况是否能满足设计要 求，否则应与监理、设计单位研究处理。 （7）在施工中还要安排专职技术人员监督开挖土层的地质状况，并备有 人员应急上爬梯，遇见异常情况可及时处理，确保施工安全。 3) 混凝土的浇筑 5 混凝土的浇筑应在成孔后及时进行。孔内无积水方可不采用水下灌注砼 施工，不采用水下灌注砼施工时，要用漏斗串筒灌注砼，分层浇筑，层厚 30 ㎝，机械振捣。关于钢筋笼的加工、制作和安装，以及混凝土的浇筑、桩头 处理，等同于其它常规灌注桩的施工，在此不再赘述。 4) 成桩质量检验 在施工中要求做到每根成桩应该具有钢筋加工检验记录，混凝土拌和物 质量记录，混凝土试块资料及桩身完整性检测资料。 3.3 人工挖孔桩施工过程中易出现的问题 1) 地下水问题。 地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。当地下水位不大时可进行单桩桩 内抽水；当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水；如果桩设 计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。 2) 流沙层问题 人工挖孔桩在开挖时，如果遇到细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的 作用，极易形成流砂，严重时发生井漏，造成质量和安全事故。因此要采取 有效可靠的措施。在流砂情况较轻时，可缩短挖孔层深，正常的 1 m 左右一 段改为 0.3～0.5 m，并随挖随检随护壁；在流砂情况较严重时，常用下钢护 筒的方法，钢护筒同钢模板相似，以孔外径为直径，可分为 4－6 段圆弧。 3) 淤泥质土层问题 在遇到淤泥质等软弱土层时，很容易发生护壁外围泥砂塌落，如果地下 6 涌水量不 大，塌落不严重，一般可用木板模板支档，同时用直径 25mm 圆钢 加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。必要时可同时缩短开挖深度。 3.4 人工挖孔桩嵌岩施工 1)爆破技术设计 挖孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破。挖孔桩掘进的主要特点是 只有一个狭小的自由面，四周岩体的夹制性很强。在掘进中，最重要也是最 困难的工作是在其断面上先开一个掏槽。掘进工作面的炮眼按其位置和作用 可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。掏槽眼的作用是形成掏槽作为第二自由面， 以利于其它炮眼爆破时提高炮眼利用率；辅助眼的作用是扩大和延伸掏槽的 范围；周边眼的作用是控制井巷断面规格形状。 （1）爆破参数确定 桩基入岩爆破参数不同于自由面大的隧道爆破参数，但可参照矿山竖井 开拓时的一些爆破参数。其实际值应根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力 学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石 的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定。 ① 单位用药量系数 孔桩入岩爆破的岩石为中、微风化，孔桩直径为 Ф1.3-2.5m，加上护壁 厚度，直径不超过 3.0m。周边对所爆破岩石的约束力大。单位用药量系数 K 如下表： 表一 岩石坚固性系数 岩石类别 （f） 单位用药量系数 （g/ m3） 7 备 注 岩石坚固性系数 岩石类别 强-中风化 中风化 中-微风化 微风化 （f） 4-6 6-7 7-8 8-10 单位用药量系数 （g/ m3） 1200-1600 1600-2000 2000-2400 2400-3000 备 注 如果孔桩的开挖直径超过 2m，在爆破同样岩石的条件下，单位用药量系 数 K 值可降低 20-30%。 ② 炮眼间距 孔桩入岩采用手持式气动凿岩机钻眼， 炮眼直径 d=32-42mm， a= 15-20） 即 （ d，a=500-800mm。 ③ 炮眼深度与循环进尺 在小直径孔桩入岩爆破中，岩石的周边夹制力大，炮眼利用率低。一般 炮眼深度 L 取孔桩直径 D 的 0.6-0.8 倍，即 L=（0.6-0.8）D。其中掏槽眼应 比周边眼加深 100-200mm。 孔桩爆破炮眼利用率 η 一般可以达到 85-95%，则循环进尺 Lˊ=ηL= （0.85-0.95）L。 （2）炮眼布置 在小直径孔桩爆破中，工作面通常按掏槽眼 3-4 个，周边眼 7-13 个。其 中掏槽眼按照锥形布置，倾角 10-15°；周边眼多用垂直眼，距孔桩护壁 100-200mm 均匀布置，但遇上有扩大头的孔桩，则周边应比扩大头倾角小 5-10°，以保证扩大头围岩的稳定性及避免超挖。 （3）装药量计算 8 ① 每循环进尺所需用药量 Q =K×D×L 式中：Q——每循环进尺用药量（g）； K——单位用药量系数，见表 1（g/m3）； D——孔桩掘进直径，（m）； L——炮眼的平均深度，（m）； ② 单孔理论装药量 q q=Q/N 式中：q——单孔理论装药量（g）； Q——每循环进尺用药量（g）； N——工作面炮眼数量，（个）； （4）装药量的分配 一般情况下，掏槽眼的药量 qt 比周边眼药量 qb 多装 20-25%。 qt=(1.2-1.25)q qb=(0.85-0.95)q 式中：qt——掏槽眼装药量，（g）； qb——周边眼装药量，（g）； 2）爆破器材的选型 ① 炸药 人工挖孔桩入岩段爆破施工总是存在岩层裂隙水及成孔护壁时下滴的渗 水，最好选用防水性好的炸药，另外为了保证成孔护壁在爆破施工中的稳定 性，应选用爆炸威力适中的炸药。可选岩石乳化炸药，其抗水性好、药卷易 于分割、威力适中；如选用 2#岩石铵梯，需对炸药本身做好防水处理。 9 ② 雷管 孔桩掘进爆破应用电雷管网络，禁止使用导火索、火雷管起爆网络。电 雷管起爆网络的接头一定要有良好的绝缘性，接点应离开泥水面。同时，为 取得较好的爆破效果，保护护壁的稳定性，应选用微差爆破使用的秒延期雷 管，周边眼滞后掏槽眼起爆 0.1s 以上。 ③ 起爆器：可选用 MFJ—100 国产电容式起爆器，串联起爆能力可达 100 发，充电时间 7-10s，供电时间 3-6ms，电源 1#电池 4 节。孔桩爆破每次起爆 的雷管都在 20 发左右起爆器要求体积较小，便于携带，结构组成简单，因此 可选用 MFJ—100 或 JZDF—300—B 国产电容起爆器。 4.施工管理与组织 4.施工管理与组织人工挖孔桩施工过程中作业人数多，工序交叉多，为了保证入岩爆破安 全、顺利进行应按以下程序进行组织管理。 4.1 施工管理 1）建立以项目部为指导的爆破作业指挥部，下设爆破总负责人、技术负 责人、安全员及各班组长，各专业工种持证上岗。 2）建立爆破器材集中收发制度，按工作量发料。多余的爆破材料在当班 施工完成后，应及时上交给发放人员收回，做到集中发料、统一制作、统一 收回、集中保管，严格登记手续，避免爆破器材流入社会。 3）安排好作业时间、爆破时间并将爆破时间告示于周围居民。 4）爆破总负责人负责施工组织、人员调配、生产安排，并对安全、生产 负全责。 5）技术负责人负责施工过程的技术工作，并监督安全和质量，全面指挥 10 爆破工作的实施。 6）安全员负责现场安全检查，布置检查爆破警戒。 7）爆破员负责起爆工作。 4.2 施工组织 孔桩入岩爆破通常采用爆破专业作业法或混合作业法。专业作业法即专 业班组专职从事爆破工作，负责钻眼、清孔、装药、连线、爆破、通风、处 理瞎炮和哑炮，而凿岩、清渣、出渣、成孔护壁由其他作业组负责。混合作 业法即钻眼、装药、连线、爆破、处理瞎炮和哑炮由一组人负责，其余工作 由另一组人负责。 5．安全技术措施 1) 爆破地震控制措施 孔桩入岩爆破对本桩及临近孔桩的临时支护和已浇筑的桩芯混凝土都可 能产生影响。因此要求上节护壁砼浇筑24小时才可进行下一节爆破。 2）孔口围护措施 孔口四周必须浇筑砼护圈---锁口砼，应高出地面 0. 3m。孔内作业时， 孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周 1m 范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须头戴安全帽、 身系安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。利用吊桶运土时，必须采 取相应的防范措施，以防落物伤人，电动葫芦运土应检验 其安全起吊能力后 方可投入运行。施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。 3）爆破飞石的控制措施 11 孔桩爆破工作面均在地表以下 10m 以外，在爆破孔桩口用竹笆或木模板 覆盖，并加压砂袋，以防止爆破飞石飞出地面。 4）孔中防毒措施 地下特殊地层中往往含有 CO、 SO2、H2S 或其它有毒气体，故每次下孔前， 必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超 过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采 用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少 于 25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。人工挖孔作业一旦发生人员 中毒、窒息等事故，必须在现场按应急措施规范要求实施抢救，根据情况及 时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门， 以便采取相应措施。 5) 爆破炮烟的排除措施 炸药爆破之后产生的炮烟均为有毒有害气体，必须进行机械性强制通风 排烟，施工现场可利用鼓风机在井口进行压入式通风排烟，或采用空压机风 管在井底通风排烟。通风排烟的时间以清除工作面炮烟为准。 6）防触电措施 施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设 备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁 一闸多用。孔上电缆必须架空 2.0m 以上，严禁拖地相埋压土中，孔内电缆、 电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安 全矿灯或 12V 以下的安全灯。孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。 7) 爆破防漏电措施 12 孔桩入岩爆破在装药时，应特别注意防漏电，在装药前孔桩内所有的电 器设备应提升至地面。在装药时，雷管的脚线应短接，连接爆破母线时应保 证接头良好的绝缘性，严禁拖地接触泥水，雷雨天气应停止爆破作业。 8）瞎炮的处理 在孔桩爆破作业完成、清除孔桩内炮烟后，检查人员应下到工作面检查 瞎炮情况，并及时按爆破规程进行处理。另外在清渣时发现瞎炮，应及时报 告项目部安排专业人员处理，禁止非专业人员私下处理。 9）爆破器材的安全管理措施 爆破器材属于危险物品，应进行严格管理。 （1）严格爆破器材的领用、发放、使用及回收制度； （2）现场爆破器材应该分明别类，分别用木箱盛装，专人上锁保管，严 禁混装。使用、运输时应轻拿轻放，严禁碰撞；雷管在连母线前应短接，避 免接触带电体。

E. 什么是扩大桩

对于承受竖直荷载的基桩设计要满足两个条件：一个是地基承载力（包括桩周摩阻力和桩端端承力）必须满足设计荷载要求；另一个就是桩身的构造强度足够，在承受荷载以后不会破坏。地基承载力由地勘单位在进行场地岩土工程勘察后，根据岩土试验报告提供的相关岩土参数或者原位测试成果，按照有关规范的规定计算出建筑场地中主要岩土层的地基承载力来，并根据建筑设计提出的单桩荷载，提出可以作为桩端持力层的岩土层建议，如果建筑设计同意了地勘报告的建议，那就根据设计荷载的大小去计算所需的基桩直径和构造强度。例如某根桩的设计荷载是300吨，地基承载力是200吨，如设计采用常用的圆形桩，那么桩的直径就要在1.4米（圆面积是1.539平方）以上。但在桩身强度满足要求的前提下，我们也可以采用直径1米的等直径圆形桩，但这样地基承载力就只有0.875平米X200吨=175吨，不能满足要求。这时我们可以把直径1米的等直径圆形桩的底部直径扩大到1.4米就能满足要求了。这种把等直径圆形桩的底部扩大后使用的桩就是扩大桩（建筑术语叫扩底桩，底部直径扩大部分叫扩大头），扩大头的结构构造设计有具体规定。从以上可看出，采用扩大桩可以减少工程投资，节约成本。
扩底桩一般用于以端承力为主的大直径（直径0.8米以上）的桩基。扩大桩可以采用人工挖孔，也可以用机械成孔，但在坚硬的岩石中用机械成孔比较困更难。由于这种桩的长度都比较小，所以大多采用人工挖孔。采用人工挖孔速度比较快（所有的基桩可以同时施工），比较直观，所以施工质量也比较可靠。

F. 桩基础施工过程

一、准备工作。

1. 测量放线。建立临时施工控制网：为保证桩位定点的准确性，本工程拟采用外围控制网及场内定点控制网的方法进行施工测量、定点；

参考资料：桩基础工程方案-网络

G. 什么是扩大桩

把等直径圆形桩的底部扩大后使用的桩就是扩大桩（建筑术语叫扩底桩，底部直径扩大部分叫扩大头），扩大头的结构构造设计有具体规定。采用扩大桩可以减少工程投资，节约成本。扩底桩一般用于以端承力为主的大直径（直径0.8米以上）的桩基。扩大桩可以采用人工挖孔，也可以用机械成孔，但在坚硬的岩石中用机械成孔比较困更难。由于这种桩的长度都比较小，所以大多采用人工挖孔。采用人工挖孔速度比较快（所有的基桩可以同时施工），比较直观，所以施工质量也比较可靠。

H. 打桩的施工过程

1、重锤自由下落。先用卷扬设备将重锤提起，使其具有足够的重力势能，重锤释放后作自由落体运动，其全部重力势能转变为动能。

2、重锤与桩的完全非弹性碰撞。由于重锤与桩之间相互作用的冲力极大，桩所受到地面的阻力可忽略，碰撞时重锤与桩的总动量保持守恒。根据动量守恒定律，有mv=(m+M)V，其中m与v为重锤的质量和其碰撞前的速度，M为桩的质量，V为重锤和桩在碰撞后的共同速度。

3、重锤与桩共同运动。它们共同的质量为m+M，初速度为V，所遇到的土壤阻力比其重力大很多，重力可忽略。利用碰撞后重锤与桩的剩余动能，使它们克服土壤的阻力作功而进入土层。

(8)带扩大头的桩机械如何施工扩展阅读：

打桩的方法

1、锤击法

利用桩锤的冲击能量克服地基土对桩的阻力，而将桩打入到预定深度，适用于软塑或可塑的粘性土层。使用的主要设备有桩架、桩锤、动力设备等。常用的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤和柴油锤等四种。落锤的锤体用铸铁做成，重量为250～2000千克，用人力或卷扬机提升，靠锤体自由下落的冲击能量打桩。

其优点是结构简单，但打桩速度慢。单动汽锤是利用蒸汽或压缩空气的能量提升锤体，靠锤体自由下落的冲击能量打桩;锤体重量为1500～10000千克，每分钟锤击次数为25～30次，是较为常用的一种桩锤。

双动汽锤是汽缸固定在桩顶，靠蒸汽或压缩空气的能量推动锤体在汽缸内上下运动： 因其冲击频率高，不仅可打桩，还可拔桩，被广泛应用于打桩施工。柴油锤有杆式和筒式两种，其工作原理与柴油发动机汽缸的原理相似，打桩效率也较高，也是较为常用的一种桩锤。桩锤的重量是打桩施工中的重要参数。

打桩宜用重锤轻打，落距不宜太大，以免将桩顶打裂，或使桩顶以下1/3桩长范围内产生水平裂缝;轻锤重打，锤击动能很大部份被桩身吸收，工效低，还易于打碎桩头。因此，锤重应根据土质、桩重和桩的类型慎重选用。

打桩时为避免先打入的桩被后打入的桩推挤而发生水平位移，要合理安排打桩顺序。多排桩时，可逐排改变推进方向; 同一排桩，可间隔跳打;大面积打桩时，一般从中间先打，逐渐向四周推进。

2、振动法

打桩时，把大功率的振动打桩机安装在桩顶上，利用振动力来减小地基土对桩的阻力。在沙土中打桩效率很高，也可用于沉、拔钢板桩和钢管桩。

3、射水法

也称为射水沉桩法。是锤击法与振动法的一种辅助方法。利用高压水流，通过安装在桩侧面或空心桩内的射水管，冲松桩尖周围的土层，达到减少桩下沉阻力的目的。一般用于沙土层中，效率很高。当桩尖下沉到距设计标高约1～1.5米时，应停止射水，用锤击法或振动法将桩沉到设计标高。

4、压桩法

借助桩架自重及桩架上的压重，通过滑车换向将桩压入土中。压桩法可以减少锤击或振动打桩时噪音以及对地基土和邻近建筑物的振动，适用于较均质的软土地基。在沙土及其它坚硬土层中，由于阻力过大而不宜采用。

由于压桩架高度的限制，每一根桩需分节压入，所以接头较多，采用硫磺胶泥作为胶结剂的接桩新工艺，已获得成功和推广。

I. 扩底桩孔施工技术

1.扩底钻头的基本结构

(1)扩底钻头的张开方式

1)反循环回转钻头扩底方式(图2-23):

图2-23 反循环扩底钻头张开方式

上开式:在规定的扩底深度处，把扩底翼板由上向下打开扩底。上开式钻头形式简单，加工方便，主要用于稳定土层。

下开式:在规定的扩底深度处，把扩底翼板由下向上打开扩底。下开式钻头结构简单，加工方便，扩底角小，成孔可靠性好，适用于较复杂地层，但切削扭矩大。

滑降式:扩底翼板沿着倾斜的固定导架下滑的同时，缓慢切削而形成扩底部。滑降式钻头结构复杂，加工困难，扩底直径调节范围小，但不重复切削孔壁，成孔可靠。

推出式:扩底钻头绕偏心轴回转，并沿直径方向推出而形成扩底部。推出式钻头的结构非常复杂，主要用于潜水钻。

图2-24 钻斗钻扩底方式

2)钻斗钻扩底方式(钻头整体不下移，原位张开扩底，图2-24):

原位推出式:将具有12°的倾斜扩底翼板向外侧推出后进行扩底的方式。

原位滑降式:将扩底刀刃沿着倾斜12°的固定导杆滑降后进行扩底的方式。

原位下开和水平推出式:将上部关闭的扩底翼板缓慢地按下开方式打开后进行扩底的同时，将下部的扩底刀刃向外侧水平推出进行扩底的方式。

(2)扩底钻头的基本结构

1)YKD系列液压扩底钻头(图2-25):该系列钻具包括钻头、泵站、控制台和回转接头，属三翼下开型。通过地面液压控制、检测装置，可准确控制钻头翼片开合量，随时测定扩底直径，方便精确。适用于钻孔任意深度扩径。钻头装有副翼，可调节扩底段直径。切削具磨损后可更换。适用于各种砂土层、粘土层，粒径小于100mm有胶结性的砂砾卵砾层，Ⅳ级以下风化基岩，反循环回转钻进，钻(基孔)扩(底)两用。

图2-25 YKD系列液压扩底钻头

图2-26 KDJ-1500型扩底钻头

图2-27 钻斗扩底钻头

2)KDJ-1500型扩底钻头(图2-26):钻头属三翼上开型。借助轴向力，导向轴作上下轴向移动，实现扩底翼片的收敛与伸张，通过轴套与轴的内外方形截面传递扭矩。钻头直径与长度(m):Φ0.9×2.2(收敛)，Φ1.5×1.3(张开)，最大行程440mm，扩底段孔底中心角160°，过渡段长度不大于0.65m。适用于砂质粘土层，正、反循环回转钻进，扩底专用。

3)钻斗扩底钻头(图2-27):该扩底钻头与短螺旋大直径钻孔机配套使用，由扩孔刀杆、推土板、支撑架、钻筒滑块、对开斗门和斗门开关弹簧压杆机构组成，钻头外径900mm，最大扩孔直径为2600mm，每次取土量为0.25～0.30m³，最大钻深为28m。该扩孔钻头的特点是:可完成扩孔、取土、弃土等各个工序，结构简单可靠，效率较高;可把平孔底切削成圆弧底，承载力进一步提高;滑块行程大，增大了钻筒的存土空间，刀杆能可靠地缩回原位，避免卡钻和破坏孔壁的现象;采用顶杆压缩弹簧开关斗门机构，能自行排土，不需人工辅助;根据土质情况可选用不同的刀齿或刀片，适应性能好;对开斗门底部带有一对清除孔底虚土的刀片，配有扩孔到位的警报器，可有效地掌握扩孔尺寸。

小结

1.钻孔技术是根据岩土工程要求，选择相应的钻孔设备、钻进方法和工艺，向地下钻出不同直径、深度和角度的钻孔。岩土工程施工中钻孔技术作为一种重要技术手段大量使用。

2.依据钻孔(工程孔)施工成孔的规律，可以对工程孔施工方法按照不同的方式分类如孔内有无循环介质、破碎孔底岩土的方式、从动力所在位置、直接破碎岩土的工具等。依据现代基础施工中对钻孔的特殊要求，形成了工程孔施工和其他钻进技术不同的特点。对于单个钻孔来说，主要的特点是:口径大、深度浅、所钻地层多为软土。对于一个施工项目来说，主要的特点是:工程孔数量多、孔间距较小。对于工程孔施工方法来说，主要的特点是:方法多、钻机功能多样。从施工条件来说，主要的特点是:施工受多方面的条件限制，如环保，作业的地上、地下空间等。

3.无循环回转钻进是钻进破碎下来的钻屑不依靠冲洗介质循环水力排除，而是由钻机、钻具机械系统提升排除钻屑，最有代表性的两种方法是螺旋钻进和钻斗钻进。螺旋钻进分为长螺旋和短螺旋钻进，由于两种方法对破碎下来的钻屑排除方式上的不同，这两种方法在特点、适用条件和工艺参数上也有不同。在工艺参数上要注意:长螺旋钻进中转速具有双重功能，既影响钻头的钻进效率，又影响输送钻屑的效率。钻斗钻进适宜在粘性土中干作业钻成孔。钻斗集破碎岩土和储存钻屑功能于一身。常用的钻头有锥底式、冲击式、锁定式、底开式、半合式及扩底式等。旋挖钻机一般用于大口径短螺旋和钻斗钻进，钻机采用的是多用途模块式设计，由于钻进和排渣交替进行，采用了一种能够快速升降钻斗的特殊结构的伸缩钻杆。

4.正循环回转钻进工艺技术成熟，没有任何地层限制，由于正循环上返流速低，多适用于800mm以内的孔径。钻进工艺上要根据地层的软硬选择合适的钻头，在工艺参数上要根据地层条件和钻头类型确定合适的钻压、转速和冲洗液量。

5.反循环回转钻进在大口径条件下，由于上返流速高，排渣效果好，因而钻进效率高。该方法对钻孔直径没有限制。目前常用的反循环回转钻进的类型有泵吸反循环、压气反循环和射流反循环。泵吸、喷射反循环钻进工艺在50m以内孔段效率很高;气举反循环钻进工艺，在浅孔内不能使用或效率很低，随着孔深的增加，钻进效率逐渐提高，至200m以上孔深，钻进效率保持稳定。在钻头类型和工艺参数(钻压、转速)的选择上和正循环类似，但要注意反循环回转钻进的特点。

6.钢绳冲击钻进是最古老的一种钻孔方法，特别适用于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层等，因而仍在国内外大量使用。冲抓钻进在腐殖土、淤泥、坚密性粘土、砂土、流砂、松散及软硬相差较大的岩层均可使用。

7.扩底桩孔施工法是一种特殊的桩孔施工方法，其目的是为了提高桩的承载力。扩底桩孔主要依靠扩底钻头来实现桩孔底部的扩大，回转扩底钻头主要扩底方式有上开式、下开式、滑降式和推出式;钻斗钻扩底方式有原位推出式、原位滑降式和原位下开和水平推出式。

复习思考题

1.螺旋钻进的工作过程和适用条件。

2.钻斗钻进的工作过程和适用条件。

3.正循环回转钻进的工作过程、适用条件及钻头选择原则。

4.反循环回转钻进的工作过程、实现方法及适用条件。

5.冲击钻进的工作过程和适用条件。

6.冲抓钻进的工作过程和适用条件。

J. 旋挖机挖井桩扩大头施工工艺

成孔后，浇筑混凝土，再进行夯扩比较合理。不宜采用爆扩。