混凝土回灌法旋挖成孔灌注桩施工技术

【摘要】近些年以来，旋挖成孔灌注桩技术凭借其自动化程度高、施工速度快、污染少、安全性高等特点，被誉为“绿色施工工艺”。旋挖成孔灌注桩施工已经成为一种新型桩基成孔施工方法，在桩基施工特别是在回填区和深回填区桩基施工中应用越来越广。旋挖桩成孔整个施工过程均是以机械操作为主，相对其它成孔方式安全系数较高，成效快等；但在那些有地下水、回填区（特别是松填土、填土中有孤石的）等土质和地质条件不好的区域极易出现塌孔、偏孔；旋挖成孔灌注桩成孔的护壁问题是困扰旋挖成孔灌注桩成孔质量的关键难题。本文结合重庆某住宅楼工程施工实践中的经验和教训，分析施工过程中采用混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术，处理旋挖成孔过程中塌孔、偏孔的问题，能有效的控制成孔质量，易于控制沉渣厚度，从而确保施工质量和结构安全。

【关键词】旋挖成孔；回灌；松填土；塌孔；偏孔；超深桩

1 例举工程概况

以重庆某住宅楼工程旋挖桩基为例（下文简称A工程），A工程所在场地属丘陵河谷地貌，总体地形北东侧高、南西侧低，原中部地区为洼地，后来经过回填处理（回填松散土质及各类岩石块杂物），回填厚度在35-50米之间，桩平均深度在50米左右。由于场地地质条件非常复杂，回填土中夹杂大量大直径孤石，孤石之间存在较大空隙、回填不密实，旋挖桩基钻进时会带动岩石块旋转和挤压导致桩身偏斜或垮塌，加上局部区域有地下水，旋挖桩钻孔过程中塌孔的几率非常大。地质条件的未知性、复杂性导致旋挖桩基础的施工进度管理和桩身垂直度、沉渣厚度、桩身混凝土浇筑质量等的管控难度大大增加。旋挖桩施工过程中采用何种施工工艺减小或避免发生塌孔、桩身移位、偏斜的几率，成为控制桩成型质量、施工进度等的关键。

2 传统的、常用的几种旋挖桩施工工艺简单对比分析

2.1 干作业旋挖成孔

施工简单，成孔速度快，施工成本低，适用于地下水位以上填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。

若A工程采用此施工工艺，由于属高回填松散土质、回填土中夹杂大量孤石、局部区域存在地下水，无法避免塌孔、偏孔等问题。

2.2 湿作业旋挖成孔

能有效减少塌孔，保证成孔质量，减少孔底沉渣，但工序复杂，施工难度大，泥浆制作不便，孔内易出现漏浆，污染重，成本较高，适用于地下水位以下的填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。

若A工程采用此施工工艺，由于设计桩孔较密、场地条件有限、工期紧张，难以设置泥浆池且施工速度慢；遇孤石部位，由于孤石直径较大、孤石间存在较大空隙，泥浆难以有效形成护壁，即便能形成成孔过程中的临时护壁，在灌注桩身混凝土时泥浆护壁极易被混凝土的侧压力挤垮，造成混凝土流失浪费、桩钢筋及声测管变形破坏、桩身混凝土质量缺陷等问题。

2.3 全钢护筒护壁旋挖成孔

能有效控制成孔质量，控制塌孔，但对施工要求较高，下护筒时间长，灌注后护筒存在卡筒的风险，施工速度慢，施工成本增加，适用于松填土地质、砂卵石地质、厚度较大的淤泥地质等软弱地质、喀斯特岩溶地质、地下水位较高、有承压水的砂层等岩土层。

若A工程采用此施工工艺，由于桩基平均深度在50米左右，钢护筒的连接及下孔的施工难度极大，施工速度慢，存在较大卡筒风险，且桩身垂直度难以控制；在灌注混凝土时随灌随拔护筒，但经过孤石部位，由于孤石直径较大、孤石间存在较大空隙，一旦失去护筒的支撑，混凝土便会流向孤石间的空隙，造成桩钢筋及声测管变形破坏、桩身混凝土质量缺陷等问题；若采用永久钢护筒（即钢护筒不拔出），则势必大大增加施工成本。

通过上述对比分析，结合A工程实际地质条件，该工程最终确定采用混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术进行施工。

3 混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术

3.1 工艺流程

图 3.1.1

3.3 工艺原理

旋挖桩施工时，通过扩孔钻进、回灌混凝土、二次钻孔形成混凝土护壁，有效地解决塌孔、桩身移位、偏斜等施工难题，对垂直度、沉渣厚度的控制起着非常大的作用。

3.2 主要施工方法

根據A工程实际，旋挖桩前20米采用钻径扩大400mm进行扩孔钻孔，钻进深度达到20米以后采用原径钻筒进行钻孔作业。

在进行钻孔作业过程中，每钻进4-5m的深度将暂停钻孔，采用C20混凝土进行回灌，待回灌混凝土强度达到1.2Mpa后，再次进行钻孔作业（遇地下水时，回灌混凝土采用水下混凝土及其施工工艺）形成有效的支护结构，能有效的进行护壁及防水，钻孔通过上一次回灌区后继续向下钻进4-5m……依此类推，直至钻进至持力层、满足设计深度要求为止。其余工序与传统干作业旋挖成孔相同，此处不再另行叙述。

扩孔尺寸、扩孔范围、每次钻进深度、回灌混凝土标号根据工程具体实际地质条件等因素确定。

4 工程实际运用效果

A工程一共801根旋挖桩基础，通过采用混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术，施工过程中未出现塌孔、移位等问题，施工简单，桩孔垂直度偏差均小于1%，沉渣厚度均小于50mm，未出现三类桩或不合格桩。

结束语

结合A工程实际运用效果来看，虽然混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术在成本方面较其它传统施工方法没有明显优势，但笔者认为，在目前现有的施工技术水平下，特别是在高回填区、回填土质不密实且夹杂大直径孤石区域等地质条件施工旋挖桩基时，采用混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术是在控制旋挖桩成孔质量、沉渣厚度、塌孔等方面最简单、最为行之有效的施工方法。此外，混凝土回灌旋挖成孔灌注桩施工技术亦可作为成孔过程中经常出现的移位、偏斜等质量问题的处理措施。

参考文献：

[1]《旋挖成孔灌注桩工程技术规程》DBJ50-156-2012 重庆市城乡建设委员会 发布

[2]李成芳《旋挖成孔灌注桩在松散高填方地基中的应用》 地下空间与工程学报

[3]王以红《旋挖桩施工常见技术问题及对策探究》 科技创新与应用

作者简介：赵斌，男，1988年04月，中国建筑第二工程局有限公司西南分公司，项目总工。