深厚杂填土地层中钻孔灌注桩成桩施工工艺分析

| 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application2019年第9期

深厚杂填土地层中钻孔灌注桩成桩施工工艺分析

陈 浩1，陈 峰2，孙泽良2，孙彬彬3，赵杰伟1

（1.中兵勘察设计研究院有限公司，北京󰀃100053；2.北京和信兴泰房地产开发有限公司，北京󰀃100076；3.北京首开仁

信置业有限公司，北京󰀃100062）摘 要：在岩土工程中，杂填土区的钻孔灌注桩施工历来是施工项目中的重点和难点。尤其是在深厚杂填渣土地层中进行钻孔灌注桩施工，更是存在较大的困难和较多的难题。文章首先对杂填渣土区施工常见的问题进行了介绍，并分析了应对方法。针对深厚杂填土区存在的成孔困难、施工难度大问题，文章提出了旋挖引孔素土回填加长螺旋二次成孔后插钢筋笼施工工艺，并对其施工效果进行了分析和总结。结果表明，该工艺能够解决深厚杂填渣土区成孔困难的问题，极大地提高了施工效率，降低了成本，有效提高了经济效益。

关键词：深厚杂填土；旋挖引孔；素土回填；长螺旋二次成孔；后插钢筋笼中图分类号：TU753.3󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃󰀃󰀃文章编号：2096-2789（2019）09-0056-02

杂填土属于特殊性土，是指含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂质的填土[1]。杂填土是在施工、生产、生活等长期活动中由于胡乱挖采、肆意回填建筑废弃物和生活垃圾等形成的薄厚不一、成分不定的回填土[2]。

现场杂填土组成一般较为复杂，主要由土及建筑垃圾组成，包括混凝土、砖头、钢筋混凝土板及在建筑装饰装修过程中产生的各种材料、废弃物及植物腐殖质等。其成分没有固定的组成比例，颗粒尺寸悬殊，空隙大小相差较大，回填时间不一，使其物理力学性质具有较大的离散性、无规律性，造成杂填土地基均匀性较差、承载力较低、可压缩性较大以及具有湿陷性和负摩阻力等缺点，给岩土工程设计施工带来了较大的困难[3]。处土坑深浅不一，土方局部已开挖，现场多处存在取土或者回填的情况，场地回填平整又回填3～4m厚的砖渣土、建筑垃圾钢筋砼块等渣土；（2）根据地勘勘察报告，原场地地基土层上部就是人工填土层，填土深度为10～13m，主要为建筑垃圾杂填土。

新回填的渣土加上原来的杂填土合计13～17m厚，依据旋挖钻孔情况，局部19～20m均为杂填土，如图1所示。杂填土结构松散不密实，土质不均匀，未经分层压实以及充分固结，工程性质差，导致无法成孔，塌孔的位置主要集中在13～19m杂填土和原状土分界处。穿过地层分界线后继续进尺极易塌孔，塌孔后无法继续进尺。

1 工程简介

1.1 深厚杂填土区地勘情况

大兴区旧宫镇某项目场地标高一般在33.0～35.0m，局部在31.0～32.0m，场地高差约3.0m。勘察时场地大部分区域表层为杂填土，一般厚度为8.0～10.0m，最大揭露厚度为13.5m。该杂填土为新近回填，主要由砖块、灰渣、碎石等建筑垃圾及生活垃圾组成，结构松散，土质不均匀，未充分固结，工程性质差。1.2 设计概况

依据勘察报告和相关设计基础资料，基坑支护方案采用双排桩支护方案，局部采用单排桩和土钉墙支护方案。护坡桩桩径800mm，桩中心距1.60m。护坡桩主筋采用19E25，通长均匀配筋，箍筋采用1d8@200，加劲筋采用1E18@2000，主筋保护层厚度50mm。桩身混凝土强度等级C25，坍落度160～220mm，设计桩长18～24m，基坑东侧局部桩长12～16m。

图1 新回填渣土加原杂填土

3 成孔专项处理方案探讨分析

由于杂填土土层太厚、结构松散不密实，土质不均匀，未经分层压实和充分固结，不适合采用长螺旋直接成孔，采用冲击钻或者旋挖泥浆护壁方案极易造成杂填土区域塌孔，因此也不适用。经试验研究，需对新回填的渣土和原来的杂填土进行处理后才能进行护坡桩成孔施工，得出以下三种处理方案。

方案一：长护筒（钢护筒）+泥浆护壁旋挖成孔。该方案将涉及孔深范围的整个杂填土区域采用长护筒（钢护筒）支护，长护筒须到新老地层分界面以下，深度8～17m，然后泥浆护壁旋挖取土，再下钢筋笼、灌注混凝土。该方案由于钢护筒下入深度比较深，护筒不易拔出，钢护筒会永久埋入地层中，不经济。

方案二：人工挖孔成孔。该方案在整（下转第58页）

2 施工情况说明及原因分析

依据勘察报告和现场实际情况，按照设计方案进行试验桩试桩成孔。采用旋挖钻机直接进行施工，共进行试桩11处，均未成功，仅有1处试桩成孔至设计深度后孔底塌孔，后经砼灌注，充盈系数达到了1.64（理论方量为11m3，实际灌注18m3），其余试桩全部未达到设计深度就塌孔或遇到不明障碍物无法继续进尺。

上述情况原因分析：（1）现状地形高低起伏、多

作者简介：陈浩（1984—），男，高级工程师，研究方向：岩土工程设计及施工管理。

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埋螺栓首次拧紧，上端口固定，临时支架固定，钢管拱内部混凝土浇筑，柱脚二次浇筑，最后完成浇筑前后的坐标复测。（7）系杆从一端开始安装，每隔23.5m一段，穿过拱肋三脚架时从拼装孔穿过，而不是从焊接孔穿过。系杆安装支架等吊杆调整完成后进行拆除工作。完成现场安装工作后，进行超声波和射线探伤检查，满足工程需求后才能进行下一步的施工。对于拱肋混凝土不密实的地方进行加固工作，如钻孔并压浆注满，增加强度。（8）施工过程中整个拱肋的混凝土应该以泵送顶升压注法从拱顶两侧，同时进行对称灌浆。每根钢管的灌注应一次性完成，同时完成各项指标的检测，计算满足规范要求后进行上、下弦管的混凝土浇筑。管内混凝土强度达到设计强度的80%后再压注下根钢管。在部分封拱脚的混凝土中按照施工规范添加钢纤维，以保证整体强度。

梁全宽43.5m，分上下行两幅桥梁，横向共4榀拱肋。

拱桥吊杆距离为5m。拱桥净跨径为（60+95+60）m，主桥全长232m。主跨净矢高为23.75m，净矢跨比为1∶4；边跨净矢高为17.14m，净矢跨比为1∶3.5，主跨跨径为95m，拱高23m；边跨跨径60m，拱高18m。拱肋轴线形按二次抛物线方程设计，钢拱均按哑铃形排列，主跨拱肋由两根φ950的上、下弦管和侧向腹板及加劲钢板组成四根钢管拱；边跨拱肋由两根φ750的上下弦管和侧向封板及加劲钢板组成8根钢管拱。

6 结束语

在我国，由于地域广阔，地势多变，钢管混凝土拱桥有着广泛的应用前景。作为一种新兴的桥型，虽产生时间不长，但发展迅猛，有很多优点，相关设计理论和施工工艺也具有很高的研究价值。在充分考虑钢管内部填充的混凝土的徐变、收缩、温变等多方角度引起的内力变化，考虑到周围环境加注拱桥上的各种荷载后，再考虑优化简化施工工艺的问题，能够更好地保障钢管混凝土拱桥的使用寿命，也能提高行车舒适度。

4 施工注意事项

在工作安排上，应根据当地气候利用有利天气，做好各部分工作的衔接，使工程的每个环节实现流水作业，保证时间安排的合理性。无论雨季还是冬季，避免和预防因天气原因而造成的工程损失和安全问题。同时，也要注意在施工过程中的环境保护问题，杜绝随地排放，拒绝噪声污染，防止对周围居民或生态环境的破坏。

参考文献：

[1]高峰.提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工关键技

术[J].工程建设与设计,2018(22):186-187.[2]何李.挂篮悬臂浇筑法在马蹄河大桥的施工应用[J].工程

技术研究,2016(8):67+97.

5 成功案例

在此以盐城世纪大道通榆河大桥钢管混凝土拱桥为例，主桥上部结构采用三跨中承式钢管混凝土拱桥，桥

（上接第56页）个桩长设计孔深范围采用通长钢筋混凝土护壁，然后人工挖孔取土，下钢筋笼、灌注混凝土。该方案由于人工挖土，需确保孔壁安全，存在很大的安全隐患，同时施工效率低。

方案三：桩孔建筑垃圾杂填土换填处理。该方案首先采用旋挖钻机引孔至13～19m的新老地层分界面；其次进行素土回填，将已成孔钻孔回填至现有地面，如图2所示。为防止塌孔，素土回填封孔后再采用长螺旋钻机二次成孔后插钢筋笼，如图3所示。若遇地下混凝土大块等不明障碍物，可局部采取调整桩位措施。该施工方案既经济，又能提高施工效率，还能有效解决深厚杂填渣土区成孔困难的难题。

4 结束语

杂填土地区成因较多、危害较大，应针对杂填土地层的特点，综合考虑技术可靠性、施工可行性、工期、造价等，选取合适的施工方案，确保工程能够高质、高效完成[4]。

针对深厚杂填土区存在的成孔困难、施工难度大的问题，文章提出了旋挖引孔素土回填加长螺旋二次成孔后插钢筋笼施工工艺，并对其施工效果进行了分析和总结。结果表明，该工艺能够解决深厚杂填渣土区成孔困难的问题，极大地提高了施工效率，降低了成本，有效提高了经济效益。

参考文献：

[1]田福凯.深厚杂填土地基的处理措施[J].水科学与工程技

术,2012(5):72-74.[2]杨定国,吴瑞潜,王秋苹,等.杂填土地基的评价与利用[J].

绍兴文理学院学报,2005,25(8):68-71.[3]周军红,曹亮,马宏剑.北京市区杂填土地基处理技术综述

[J].岩土工程技术,2007,24(20):95-97.[4]刘渤,赵磊.北京某工程杂填土地基处理技术研究[J].工

程质量,2016,34(2):76-81.

图2 旋挖引孔素土回填图3 长螺旋二次成孔后插钢筋笼