高填方区钻孔灌注桩施工工艺的探究

佘彪，蒋文洋，张波波

（贵州双龙航空港开发投资（集团）有限公司，贵阳550005）

1 引言

高填方区指建筑工程中填土高度较大的地区，虽然在填土过程中会进行反复压实，但是，对比常规地基基础，高填方区域的施工依然存在很多不确定因素，其中，桩基础的施工是重点也是难点。在填方区域施工中，桩基础大多采用钻孔灌注桩，需要技术人员从工程项目的实际情况出发，对钻孔灌注桩施工工艺进行合理选择，以保证施工效果。

2 工程概况

某车站客运平台全长402m，在基础施工中采用了钻孔桩，桩径为1.2 m，长度在29～75m不等，使用了116根端承桩。现场地质勘察结果显示，该车站所处区域为剥蚀低山间谷地，山体自然坡度在30°～35°，相对高差约为180m。车站施工中，借助两侧山坡的既有填方来对地面进行填平，回填厚度最大达到93m，属于高填方区域。对照区域地质资料分析，沿线底层大致可以分为3层：

第一层是填土层，包含云母石英片岩和碎屑、残坡积土等。

第二层是（40）8-2云母石英片岩，包含云母、石英和绿泥石，岩芯极破裂，裂隙极发育。

第三层是（40）8-3云母石英片岩，同样包含云母、石英和绿泥石，岩芯较破裂，裂隙较发育[1]。

3 高填方区钻孔灌注桩施工工艺

考虑钻孔灌注桩本身对各种地质条件有良好的适应性，在该工程桩基础施工中，采用了钻孔灌注桩，主要的施工工艺有旋挖钻干孔钻进工艺、旋挖钻干孔护筒钻进工艺、地基注浆旋挖钻干孔护筒钻进工艺、冲击钻工艺等。这里分别对其进行分析。

3.1 旋挖钻干孔钻进工艺

旋挖钻干孔钻进工艺的基本原理是：填方区域材料（片石等）在不存在地下水的情况下，具备较强的稳定性，借助旋挖钻机，在钻孔过程中进行反复地扫孔和扩孔，通过相应的挤密作用使孔壁达到预期目标。旋挖钻干孔钻进工艺的基本工艺流程包括测量放样→埋设护筒并检查→结合预先确定的位置，将钻机运到施工现场并且进行固定→钻孔作业→清孔，对孔底沉渣进行检查→钢筋笼安放→注浆导管安装→钻孔深度测量，沉渣检查→混凝土浆液灌注→导管拔出→护筒取出[2]。

在该工程中，基础为石质基础，而且不存在地下水，当桩体的长度小于50m时，旋挖钻干孔钻进工艺的施工作业比较顺利。但是，在混凝土灌注环节，存在比较严重的混凝土超方问题，利用这种工艺施工的33根桩体，平均混凝土超方量超过了20%。

旋挖钻干孔钻进工艺的优点在于，钻进施工可以直接进行，不需要设置辅助设备以及其他的成孔材料，施工操作简单，成桩效率较高。但是，也存在一定的缺陷，即在进行扫孔和扩孔的过程中，会导致桩径超出设计规格，引发浇筑过程中混凝土超方的问题，而且在混凝土灌注前，如果发现沉渣超标问题，需要将安装好的钢筋笼吊起，清空后再次进行安装，处理相对烦琐。

3.2 旋挖钻干孔护筒钻进工艺

旋挖钻干孔护筒钻进工艺是在钻孔过程中采用了配套钢护筒，借助旋挖动力头，在进行下压钻进的同时，完成护筒的跟进作业，有效保证了筒壁的稳定性。旋挖钻干孔护筒钻进工艺的基本工艺流程为：测量放样→对内护筒进行埋设→结合预先确定好的位置，将钻机运到施工现场并且进行固定→钻孔作业→外护筒跟进→清孔，对孔底沉渣进行检查→钢筋笼安放→注浆导管安装→钻孔深度测量，沉渣检查→混凝土浆液灌注→导管拔出→外护筒拔出→内护筒拔出。

结合该工程的施工情况分析，在施工中，使用配套钢护筒跟进至围岩状态良好的深度，其余部分可以使用旋挖钻干孔钻进工艺继续作业，施工顺利。但是，超方量较大的问题依然没有被解决。

旋挖钻干孔护筒钻进工艺通过设置外护筒的方式，可以有效隔绝地下水，对孔壁进行保护，避免了孔壁在钻进过程中出现坍塌的问题，可以保证钻进施工的顺利进行，有效缩短成桩时间，提高工作效率。但是，在护筒下沉过程中，需要对偏差进行随时校正，避免中心位置垂直度偏差超标的问题，而且钢护筒没有能够全程跟进，与围岩交界位置可能出现混凝土流失的情况，进一步增加超方量。

3.3 地基注浆旋挖钻干孔护筒钻进工艺

地基注浆旋挖钻干孔护筒钻进工艺主要是利用水泥-水玻璃浆液所具备的渗透、劈裂和挤密效果，对基础中的孔隙进行填充。这个过程中，水泥浆液会与土体产生化学反应，生成水化硅酸钙，凝固后可以得到具备较高强度和水稳定性的水泥结石体，提高地基的固结强度。护筒的跟进能够对孔壁进行防护，避免孔壁坍塌问题[3]。地基注浆旋挖钻干孔护筒钻进工艺的工艺流程为：测量放样→基础注浆→埋设内护筒→结合预先确定好的位置，将钻机运到施工现场并且进行固定→钻孔作业→外护筒跟进→清孔，对孔底沉渣进行检查→钢筋笼安放→注浆导管安装→钻孔深度测量，沉渣检查→混凝土浆液灌注→导管拔出→外护筒拔出→内护筒拔出。

进行钻进施工前，通过地基注浆处理的方式能够降低地基孔隙率，提高其自稳定性，钢护筒的跟进避免了塌孔风险，保障了成桩质量。结合实际施工作业情况分析，地基注浆旋挖钻干孔护筒钻进工艺的护筒和钻头尺寸固定，成孔孔径可以保证，从而实现了对混凝土超方量的有效控制，而在经过注浆处理后，地基的孔隙率下降，自稳定性提高，能够减少漏浆问题。但是，这种工艺的施工成本高，在一些地基孔隙率较大的区域，注浆量也会随之增大。

3.4 冲击钻施工工艺

冲击钻施工的主要原理，是在填土层区域，借助冲击动能，对土层或破碎岩层进行冲击，形成桩孔。冲击钻施工工艺的工艺流程为：测量放样→制备泥浆→护筒埋设→工作平台铺设→钻机就位和固定→钻进成孔→清孔，检查成孔质量→安装钢筋笼→安装导管→孔深测量，沉渣检查→混凝土灌注→导管拔出→护筒拔出[4]。

冲击钻施工中，经常遇到漏浆问题，虽然使用片石和黏土回填的方式对漏浆的位置进行了封堵，但在后续施工中，泥浆液面依然有一定的下降，经过补浆处理后，钻井作业得以顺利完成。

冲击钻施工工艺有着很强的适用性，在包含回填土、岩层、含砂卵石等复杂地质条件下，有较好的应用优势。但是，在该工程中，回填区域孔隙率较大，在冲击成孔的过程中，需要反复回填和堵漏，施工效率受到了很大的影响，而且因为需要设置泥浆池，会对周边环境产生较大的影响[5]。

4 结语

综上所述，在高填方区域，因为填土孔隙率大，自稳定性差，在进行桩基施工的过程中，经常会遇到塌孔、卡钻、漏浆以及混凝土超方等问题，需要工程技术人员在施工过程中切实做好防范工作，结合回填地基的实际情况，选择恰当的钻孔灌注桩施工工艺，以保证施工的顺利进行。