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摘要：本文主要介绍了在高回填区域进行挖孔桩施工技术。
Abstract: This paper mainly introduced in high backfilling area of hole digging pile construction technology.
关键词:高回填区、旋钻机、灌注桩、施工
Key words: high backfill area, rotary rig, bored pile, construction
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一、前言
高回填区抗滑桩旋挖钻机机械成孔应用技术是在成孔过程中通过根据不同地质采用不同的钻头，满足抗滑桩入岩深度的要求，通过回填素混凝土后重新开钻的方法来处理塌孔及地下水渗漏现象，遇到障碍物通过回填素土的办法控制成孔的垂直度。综合成桩施工技术在类似工程场地的桩基施工中有着广阔的应用前景，该技术的应用成功，将对同类或类似工程技术进步提供一个成熟的技术支撑。
二、工程概况
東方希望重庆水泥厂5×4800t/d水泥熟料生产线E标段工程，其地理位置位于长江岸边属于典型的喀斯特地貌，勘查报告显示地层分布有：由于当时地貌较低，通过人工回填将地坪抬高至现在的199平面，回填深度最深处可达到22m，回填土土质由杂土、碎石、风化岩、较硬岩石组成。由于回填面积较大，回填的高度较高，设计由抗滑桩来防止大面积的滑移，抗滑桩直径2m，要求入岩6m。窑头处于240平台，熟料库处于199平台，由于高低落差较大，原设计通过挡墙来阻挡窑头回填区域的向199平台滑移，而经过2011年雨季，窑头区域滑移较大，原设计的挡墙已经抵挡不住大面积的滑移，存在很大的隐患。经设计单位重新设计，设计窑头区域增加抗滑桩来阻挡大面积的滑移，要求抗滑桩桩长≥18m，入岩6m。由于处在高回填区域进行桩基施工，随时由塌方的现象。如果采用人工挖孔桩安全隐患较大，且建设单位要求工期较紧，桩基施工要求在短时间内全部完成。经过研究决定采用机械成孔施工方法。
三、技术难点
1．高回填区域抗滑桩施工中需穿越回填过程中的孤石，造成一侧是碎土层一侧是中风化孤石的现象。很容易造成成孔不垂直，不符合设计要求，同时不便于成孔后钢筋笼的吊装。
2．由于是高回填区域，土质较松散。挖桩过程中很容易塌方。如果使用人工挖孔桩安全更得不到保证。
3．抗滑桩桩基设计直径2m，入岩深度要求6m。桩基最深达到25m左右，由于岩石较硬，钻机在入岩过程中需要特定的钻头，入岩部分难度较大。
4．抗滑桩施工时正是长江蓄水区，长江最高蓄水位为175m。熟料库工程自然地坪为199m，桩低标高最低处在165m左右，地下水及山体缝隙活水较丰富，给成孔及浇注混凝土带来很大的困难。
四、高回填区内抗滑桩施工方案
该技术是在传统机械成孔基础上通过采取：①对根据实际地质情况对每层地质情况钻进时采用不同的施工方法，采用不同的钻头进行施工，加快施工进度。②利用回填素混凝土办法来处理塌孔现象及桩内出现地下水时的施工。利用素混凝土作为护壁③利用更换扩孔器，回填碎石及素土的办法调整垂直偏差。科学合理地组织工序施工、有效控制成桩关键环节，确保人工成孔灌注桩施工的桩身混凝土灌注质量。实现了确保成桩安全、加快施工速度、保证桩基质量满足工艺及规范要求的目标。
五、专项技术方法
1、不同地质不同的开钻方式
回填土层：采用岩心筒钻或嵌岩双开门钻头进行施工，此方法主要针对回填层中有粘性土、泥岩、极少数砂岩。若回填层中没有砂岩，采用锥型长螺旋钻施工。
粉质粘土：采用锥型长螺旋钻直接钻进，进度快，工效高。也可采用嵌岩双开门钻头钻进，钻进速度稍慢，工效较高。
强风化泥岩：采用嵌岩双开门钻头钻进，速度快，工效较高。进行此层钻进时，不能盲目追求速度，要仔细判断岩层的软硬程度。当钻进比较容易时，证明还处于强风化层中；当钻进比较困难或钻进的阻力较大时，证明已经与中风化岩石接触。此时应更换钻头，采用岩心筒钻进行钻进。
嵌岩中风化泥岩或砂岩：采用岩心筒钻施工，嵌岩钻进因岩石硬度较大，钻进速度较慢，不能急于求成。进行中风化岩层钻进时，记录接触该中风化层的机器显示，逐步加压钻进，钻进到一定深度时，通过钻机的扭转将岩芯扭断，往下加压和钻进将岩芯卡在钻头内，并通过提升将岩芯从孔内取出。通过机器显示钻进深度达到设计嵌岩深度后，改换嵌岩双开门钻头进行清孔钻进并将石渣逐一排出，清孔钻进达到设计深度后，再反复清孔至少一次，达到将石渣基本全部碾成粉末状。最后换自己加工而成的平底清孔钻头，将孔内的细小石渣及粉末状物经过几次反复清孔后达到规范要求后终孔。
2、利用回填素混凝土办法来处理塌孔：
利用回填素混凝土办法来处理塌孔现象及桩内出现地下水时的施工，在塌孔的部位重新进行清孔，然后回填素混凝土待混凝土达到强度的70%时重新开钻，先使用岩心筒钻进行施工，使其周边形成护壁。使混凝土作为塌孔部位的护壁。对于存在地下水的部位采用相同的办法，用素混凝土作为护壁隔离地下水渗漏。
3、有效的控制成孔垂直度问题：
如发现垂直度偏差大于设计要求，则提起钻斗，在钻斗上安装扩孔器，下放到偏斜处进行扩孔。之后，拆下扩孔器，调准垂直度继续钻进。偏斜过大时，填入石子粘土至偏孔处上部0.5m重新钻进。
六、综合成孔技术的应用：
成孔技术应用：由于场地条件复杂，勘察报告不能准确反映地质情况，需要现场进行到前钻探明基岩埋深及岩性。施工中不利因素无法准确确认，因而，本施工技术的成功应用为该工程提供了有利的技术支持。应用效果：本技术在此工程中得以充分的应用，为项目施工中可能遇见的不利条件提供了详实的施工经验，项目技术人员已提前分析了可能遇见的地质条件，并制定了应急技术措施。施工中及时的处理了各种问题。 工程效益和社会效益明显。
七、结论
旋挖钻机设备性能先进，自动化程度高，劳动强度低旋挖钻机为履带式全液压自行式钻机，采用全套液压系统，有些还配备先进的电脑操作系统，钻杆盘配备有两条钢丝绳，可以吊运一定的重物。旋挖钻机机、电、液一体化高度集中，结构紧凑，操纵灵活方便，时间利用率高。旋挖钻机可根据地层情况配置不同的钻头，在粘性土层可使用长钻筒，加快钻进速度；对于砂卵石含量较大的地层可使用短钻筒，配置泥浆护壁，控制钻速；对于含孤石、漂石及较硬岩石地层可换用长、短螺旋钻头进行处理，松动后再换上钻筒继续钻进。一般情况下，在土层、砂层的钻进速度可达8m/h，在粘土层可达4.6m／h，是普通回转钻进的3.5倍，甚至更高。在强风化岩层（如强风化砂岩、强风化泥岩，强度不超过800KPA），与普通回旋钻相比，优势更加明显，旋挖钻的钻进速度可达1~2米/小时。成孔后不须清孔，可直接安装钢筋笼，进行砼浇注。 成桩质量好，旋挖钻进对地层扰动小，孔壁泥皮薄，形成的孔壁为粗糙，有利于增加桩侧摩阻力，保证桩基设计承载力。孔底沉渣少，易于清孔，提高桩端承载力。 环境污染小，旋挖钻进为干式或无循环泥浆钻进，所用泥浆量仅为正反循环钻进的l／10—1／20。因而，施工现场整洁，对环境造成的污染小。同时旋挖钻进振动小，噪声低。
施工技术的改进应用，有利于减少施工资源投入、提高企业竞争力、降低单位工程建设成本，在类似场地条件下桩基础施工中，有着广阔的应用前景，本技术的应用成功，将对同类或类似工程技术进步提供一个有力的技术支持。
Abstract: This paper mainly introduced in high backfilling area of hole digging pile construction technology.
关键词:高回填区、旋钻机、灌注桩、施工
Key words: high backfill area, rotary rig, bored pile, construction
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一、前言
高回填区抗滑桩旋挖钻机机械成孔应用技术是在成孔过程中通过根据不同地质采用不同的钻头，满足抗滑桩入岩深度的要求，通过回填素混凝土后重新开钻的方法来处理塌孔及地下水渗漏现象，遇到障碍物通过回填素土的办法控制成孔的垂直度。综合成桩施工技术在类似工程场地的桩基施工中有着广阔的应用前景，该技术的应用成功，将对同类或类似工程技术进步提供一个成熟的技术支撑。
二、工程概况
東方希望重庆水泥厂5×4800t/d水泥熟料生产线E标段工程，其地理位置位于长江岸边属于典型的喀斯特地貌，勘查报告显示地层分布有：由于当时地貌较低，通过人工回填将地坪抬高至现在的199平面，回填深度最深处可达到22m，回填土土质由杂土、碎石、风化岩、较硬岩石组成。由于回填面积较大，回填的高度较高，设计由抗滑桩来防止大面积的滑移，抗滑桩直径2m，要求入岩6m。窑头处于240平台，熟料库处于199平台，由于高低落差较大，原设计通过挡墙来阻挡窑头回填区域的向199平台滑移，而经过2011年雨季，窑头区域滑移较大，原设计的挡墙已经抵挡不住大面积的滑移，存在很大的隐患。经设计单位重新设计，设计窑头区域增加抗滑桩来阻挡大面积的滑移，要求抗滑桩桩长≥18m，入岩6m。由于处在高回填区域进行桩基施工，随时由塌方的现象。如果采用人工挖孔桩安全隐患较大，且建设单位要求工期较紧，桩基施工要求在短时间内全部完成。经过研究决定采用机械成孔施工方法。
三、技术难点
1．高回填区域抗滑桩施工中需穿越回填过程中的孤石，造成一侧是碎土层一侧是中风化孤石的现象。很容易造成成孔不垂直，不符合设计要求，同时不便于成孔后钢筋笼的吊装。
2．由于是高回填区域，土质较松散。挖桩过程中很容易塌方。如果使用人工挖孔桩安全更得不到保证。
3．抗滑桩桩基设计直径2m，入岩深度要求6m。桩基最深达到25m左右，由于岩石较硬，钻机在入岩过程中需要特定的钻头，入岩部分难度较大。
4．抗滑桩施工时正是长江蓄水区，长江最高蓄水位为175m。熟料库工程自然地坪为199m，桩低标高最低处在165m左右，地下水及山体缝隙活水较丰富，给成孔及浇注混凝土带来很大的困难。
四、高回填区内抗滑桩施工方案
该技术是在传统机械成孔基础上通过采取：①对根据实际地质情况对每层地质情况钻进时采用不同的施工方法，采用不同的钻头进行施工，加快施工进度。②利用回填素混凝土办法来处理塌孔现象及桩内出现地下水时的施工。利用素混凝土作为护壁③利用更换扩孔器，回填碎石及素土的办法调整垂直偏差。科学合理地组织工序施工、有效控制成桩关键环节，确保人工成孔灌注桩施工的桩身混凝土灌注质量。实现了确保成桩安全、加快施工速度、保证桩基质量满足工艺及规范要求的目标。
五、专项技术方法
1、不同地质不同的开钻方式
回填土层：采用岩心筒钻或嵌岩双开门钻头进行施工，此方法主要针对回填层中有粘性土、泥岩、极少数砂岩。若回填层中没有砂岩，采用锥型长螺旋钻施工。
粉质粘土：采用锥型长螺旋钻直接钻进，进度快，工效高。也可采用嵌岩双开门钻头钻进，钻进速度稍慢，工效较高。
强风化泥岩：采用嵌岩双开门钻头钻进，速度快，工效较高。进行此层钻进时，不能盲目追求速度，要仔细判断岩层的软硬程度。当钻进比较容易时，证明还处于强风化层中；当钻进比较困难或钻进的阻力较大时，证明已经与中风化岩石接触。此时应更换钻头，采用岩心筒钻进行钻进。
嵌岩中风化泥岩或砂岩：采用岩心筒钻施工，嵌岩钻进因岩石硬度较大，钻进速度较慢，不能急于求成。进行中风化岩层钻进时，记录接触该中风化层的机器显示，逐步加压钻进，钻进到一定深度时，通过钻机的扭转将岩芯扭断，往下加压和钻进将岩芯卡在钻头内，并通过提升将岩芯从孔内取出。通过机器显示钻进深度达到设计嵌岩深度后，改换嵌岩双开门钻头进行清孔钻进并将石渣逐一排出，清孔钻进达到设计深度后，再反复清孔至少一次，达到将石渣基本全部碾成粉末状。最后换自己加工而成的平底清孔钻头，将孔内的细小石渣及粉末状物经过几次反复清孔后达到规范要求后终孔。
2、利用回填素混凝土办法来处理塌孔：
利用回填素混凝土办法来处理塌孔现象及桩内出现地下水时的施工，在塌孔的部位重新进行清孔，然后回填素混凝土待混凝土达到强度的70%时重新开钻，先使用岩心筒钻进行施工，使其周边形成护壁。使混凝土作为塌孔部位的护壁。对于存在地下水的部位采用相同的办法，用素混凝土作为护壁隔离地下水渗漏。
3、有效的控制成孔垂直度问题：
如发现垂直度偏差大于设计要求，则提起钻斗，在钻斗上安装扩孔器，下放到偏斜处进行扩孔。之后，拆下扩孔器，调准垂直度继续钻进。偏斜过大时，填入石子粘土至偏孔处上部0.5m重新钻进。
六、综合成孔技术的应用：
成孔技术应用：由于场地条件复杂，勘察报告不能准确反映地质情况，需要现场进行到前钻探明基岩埋深及岩性。施工中不利因素无法准确确认，因而，本施工技术的成功应用为该工程提供了有利的技术支持。应用效果：本技术在此工程中得以充分的应用，为项目施工中可能遇见的不利条件提供了详实的施工经验，项目技术人员已提前分析了可能遇见的地质条件，并制定了应急技术措施。施工中及时的处理了各种问题。 工程效益和社会效益明显。
七、结论
旋挖钻机设备性能先进，自动化程度高，劳动强度低旋挖钻机为履带式全液压自行式钻机，采用全套液压系统，有些还配备先进的电脑操作系统，钻杆盘配备有两条钢丝绳，可以吊运一定的重物。旋挖钻机机、电、液一体化高度集中，结构紧凑，操纵灵活方便，时间利用率高。旋挖钻机可根据地层情况配置不同的钻头，在粘性土层可使用长钻筒，加快钻进速度；对于砂卵石含量较大的地层可使用短钻筒，配置泥浆护壁，控制钻速；对于含孤石、漂石及较硬岩石地层可换用长、短螺旋钻头进行处理，松动后再换上钻筒继续钻进。一般情况下，在土层、砂层的钻进速度可达8m/h，在粘土层可达4.6m／h，是普通回转钻进的3.5倍，甚至更高。在强风化岩层（如强风化砂岩、强风化泥岩，强度不超过800KPA），与普通回旋钻相比，优势更加明显，旋挖钻的钻进速度可达1~2米/小时。成孔后不须清孔，可直接安装钢筋笼，进行砼浇注。 成桩质量好，旋挖钻进对地层扰动小，孔壁泥皮薄，形成的孔壁为粗糙，有利于增加桩侧摩阻力，保证桩基设计承载力。孔底沉渣少，易于清孔，提高桩端承载力。 环境污染小，旋挖钻进为干式或无循环泥浆钻进，所用泥浆量仅为正反循环钻进的l／10—1／20。因而，施工现场整洁，对环境造成的污染小。同时旋挖钻进振动小，噪声低。
施工技术的改进应用，有利于减少施工资源投入、提高企业竞争力、降低单位工程建设成本，在类似场地条件下桩基础施工中，有着广阔的应用前景，本技术的应用成功，将对同类或类似工程技术进步提供一个有力的技术支持。