谈高回填区钻孔灌注桩塌孔解决方案

陈 明 梁甜甜

(1.重庆两江新区财政投资评审中心,重庆 400000; 2.重庆建筑职业学院,重庆 400000)

在高回填区施工桥梁的钻孔灌注桩，钻孔开挖过程中出现塌孔是难以避免的事情，针对塌孔现象，存在多种处理方式，作者以重庆地区某跨线公路桥为样本，从技术和经济方面进行了比较并初步提出了解决方案。

该桥337个桩基均为钻孔灌注桩，端承桩，桩长20 m～50 m，桩径在1.2 m～2.4 m，其中在高填方上施工的桩基有165根，填方高度在20 m～40 m之间，回填材料为土石混合料，按设计要求分层回填、碾压、强夯后，压实度达到设计要求的95%以上，但在钻孔过程中仍然出现塌孔现象，无法顺利成孔。对此，作者按人工挖孔桩、冲击钻、土体注浆加固、钢管护壁、预制水泥管护壁和C20混凝土加固6种方法从技术和经济两方面进行了论证比较，如技术可行再进行经济方案论证，主要论证如下。

1 技术论证

1.1 人工挖孔桩

人工挖孔桩理论上虽可解决塌孔问题，但挖孔深度太深，技术上风险太高，施工过程的周期太长，只能排除，主要原因如下:

1)安全风险高：人工挖孔桩最经济和安全的挖孔深度仅为15 m，随着深度不断增加，最深达到40 m左右，护壁吊装成型和出渣难度均大幅增加，特别是超过25 m后护壁质量难以控制，护壁坍塌导致塌孔风险也极高，无法确保孔下施工人员人身安全。

2)施工周期长：由于护壁一般采用2 m每段方式的分段浇筑，浇筑完成后每段均需要养护至少7 d后才能再开挖下一段再浇筑再养护，如护壁30 m，需要至少30/2×7=105 d，加上开挖和钢筋吊装以及准备时间，施工时间在4个月以上。

1.2 冲击钻施工

冲击钻看似可行，但进一步深入论证后发现实际施工操作层面水源因素严重影响施工，只能排除，主要原因如下：

1)水源贫乏：冲击钻施工需要大量水资源，由于该桥为公路跨线桥，周边无市政自来水管网接水，其他水资源也很贫乏，距离最近水源地也在10 km以上，因此无论是新建取水管输送水源还是采用专用车辆运送水源，费用均较大。

2)水源浪费大：由于高填方区为土石混合料，填筑空隙较大，水源会严重流失，浪费极大。

3)渗水影响填方安全：水源流失后会渗入周边土体浸泡，大面积的渗水会对新填土形成滑坡面造成边坡失稳，将严重影响填方安全。

1.3 土体注浆加固

经论证后，土体注浆可解决部分桩基深度较小的挖孔桩塌孔问题，但对于部分桩基深度超过10 m的桩基，其压浆效果不明显，技术上仍然不可行，主要原因如下：

1)注浆量无法控制：土体注浆主要适用于沙土、黏土等软土路基，对人工填土等空隙较大的路基无法控制注浆量，容易造成极大浪费。2)注浆质量不易控制：由于填土的空隙分布不均，注浆后土体加固质量极其不易控制，特别是深度越深空隙越大，越不容易控制加固质量。

1.4 钢管护壁、预制水泥管护壁和回填C20混凝土

经从施工安全性、施工周期和施工质量等几个方面初步论证后，钢管护壁、预制水泥管护壁和回填C20混凝土在技术上基本可行，在此基础上进一步进行经济性比较。

2 经济论证

对以上三种技术可行的措施进行经济性论证，统一套用重庆地区2008定额和2013清单组价；统一采用相同的土石比和人、材、机的价格进行测算；统一以其中的同一根桩为目标，桩长36 m，桩径1.8 m，回填深度约20 m，采用三种不同的施工方式后，分别进行造价测算。

2.1 钢管护壁

采用20 mm厚，直径2 m的钢管，2 m一节，每米重量约1 t。施工过程中采用旋挖钻开挖钻进，每钻进2 m将钢管护壁吊装置入作为护壁。按此种方法测算，每米措施费造价约7 400元，回填深度20 m，整根桩的总措施费约14.8万元。

2.2 水泥管护壁

采用φ2 200×220×2 000的钢筋混凝土排水管，2 m一节，每米重量约4 t，施工方法与钢管护壁基本类似，同样采用旋挖钻先钻孔，每钻进2 m吊装护水泥管护壁。按此种方法测算，每米措施造价约为6 600元，回填深度为20 m，整根桩的总措施费约为13.2万元。

2.3 回填C20混凝土

采用旋挖钻持续开挖钻进成孔，如遇塌孔现象则回填C20混凝土，回填混凝土作为护壁，混凝土终凝后再重新钻孔施工，逐级钻进。如按塌孔较严重且回填混凝土渗漏量较大测算，即塌孔深度按整个回填区20 m均一次性塌孔测算，回填混凝土量按塌孔桩基体积的2倍约100 m3混凝土测算，每米措施费套取定额估算约5 800元，回填深度20 m，整根桩总措施费约11.6万元。

3 最终解决方案

按以上对各种施工方法措施费多少排序如下：

钢管护壁费用(14.8万元)>水泥管护壁费用(13.2万元)>回填C20混凝土费用(11.6万元)。

其中C20混凝土费用最低，且其无需大型吊机进行吊装，施工简便、易操作，施工时间相对较短，故最终采用C20混凝土方式进行桩基施工。