談高回填區(qū)鉆孔灌注樁塌孔解決方案

陳 明 梁甜甜

(1.重慶兩江新區(qū)財政投資評審中心,重慶 400000; 2.重慶建筑職業(yè)學(xué)院,重慶 400000)

在高回填區(qū)施工橋梁的鉆孔灌注樁，鉆孔開挖過程中出現(xiàn)塌孔是難以避免的事情，針對塌孔現(xiàn)象，存在多種處理方式，作者以重慶地區(qū)某跨線公路橋?yàn)闃颖?，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行了比較并初步提出了解決方案。

該橋337個樁基均為鉆孔灌注樁，端承樁，樁長20 m～50 m，樁徑在1.2 m～2.4 m，其中在高填方上施工的樁基有165根，填方高度在20 m～40 m之間，回填材料為土石混合料，按設(shè)計要求分層回填、碾壓、強(qiáng)夯后，壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求的95%以上，但在鉆孔過程中仍然出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，無法順利成孔。對此，作者按人工挖孔樁、沖擊鉆、土體注漿加固、鋼管護(hù)壁、預(yù)制水泥管護(hù)壁和C20混凝土加固6種方法從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行了論證比較，如技術(shù)可行再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)方案論證，主要論證如下。

1 技術(shù)論證

1.1 人工挖孔樁

人工挖孔樁理論上雖可解決塌孔問題，但挖孔深度太深，技術(shù)上風(fēng)險太高，施工過程的周期太長，只能排除，主要原因如下:

1)安全風(fēng)險高：人工挖孔樁最經(jīng)濟(jì)和安全的挖孔深度僅為15 m，隨著深度不斷增加，最深達(dá)到40 m左右，護(hù)壁吊裝成型和出渣難度均大幅增加，特別是超過25 m后護(hù)壁質(zhì)量難以控制，護(hù)壁坍塌導(dǎo)致塌孔風(fēng)險也極高，無法確?？紫率┕と藛T人身安全。

2)施工周期長：由于護(hù)壁一般采用2 m每段方式的分段澆筑，澆筑完成后每段均需要養(yǎng)護(hù)至少7 d后才能再開挖下一段再澆筑再養(yǎng)護(hù)，如護(hù)壁30 m，需要至少30/2×7=105 d，加上開挖和鋼筋吊裝以及準(zhǔn)備時間，施工時間在4個月以上。

1.2 沖擊鉆施工

沖擊鉆看似可行，但進(jìn)一步深入論證后發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工操作層面水源因素嚴(yán)重影響施工，只能排除，主要原因如下：

1)水源貧乏：沖擊鉆施工需要大量水資源，由于該橋?yàn)楣房缇€橋，周邊無市政自來水管網(wǎng)接水，其他水資源也很貧乏，距離最近水源地也在10 km以上，因此無論是新建取水管輸送水源還是采用專用車輛運(yùn)送水源，費(fèi)用均較大。

2)水源浪費(fèi)大：由于高填方區(qū)為土石混合料，填筑空隙較大，水源會嚴(yán)重流失，浪費(fèi)極大。

3)滲水影響填方安全：水源流失后會滲入周邊土體浸泡，大面積的滲水會對新填土形成滑坡面造成邊坡失穩(wěn)，將嚴(yán)重影響填方安全。

1.3 土體注漿加固

經(jīng)論證后，土體注漿可解決部分樁基深度較小的挖孔樁塌孔問題，但對于部分樁基深度超過10 m的樁基，其壓漿效果不明顯，技術(shù)上仍然不可行，主要原因如下：

1)注漿量無法控制：土體注漿主要適用于沙土、黏土等軟土路基，對人工填土等空隙較大的路基無法控制注漿量，容易造成極大浪費(fèi)。2)注漿質(zhì)量不易控制：由于填土的空隙分布不均，注漿后土體加固質(zhì)量極其不易控制，特別是深度越深空隙越大，越不容易控制加固質(zhì)量。

1.4 鋼管護(hù)壁、預(yù)制水泥管護(hù)壁和回填C20混凝土

經(jīng)從施工安全性、施工周期和施工質(zhì)量等幾個方面初步論證后，鋼管護(hù)壁、預(yù)制水泥管護(hù)壁和回填C20混凝土在技術(shù)上基本可行，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。

2 經(jīng)濟(jì)論證

對以上三種技術(shù)可行的措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性論證，統(tǒng)一套用重慶地區(qū)2008定額和2013清單組價；統(tǒng)一采用相同的土石比和人、材、機(jī)的價格進(jìn)行測算；統(tǒng)一以其中的同一根樁為目標(biāo)，樁長36 m，樁徑1.8 m，回填深度約20 m，采用三種不同的施工方式后，分別進(jìn)行造價測算。

2.1 鋼管護(hù)壁

采用20 mm厚，直徑2 m的鋼管，2 m一節(jié)，每米重量約1 t。施工過程中采用旋挖鉆開挖鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)2 m將鋼管護(hù)壁吊裝置入作為護(hù)壁。按此種方法測算，每米措施費(fèi)造價約7 400元，回填深度20 m，整根樁的總措施費(fèi)約14.8萬元。

2.2 水泥管護(hù)壁

采用φ2 200×220×2 000的鋼筋混凝土排水管，2 m一節(jié)，每米重量約4 t，施工方法與鋼管護(hù)壁基本類似，同樣采用旋挖鉆先鉆孔，每鉆進(jìn)2 m吊裝護(hù)水泥管護(hù)壁。按此種方法測算，每米措施造價約為6 600元，回填深度為20 m，整根樁的總措施費(fèi)約為13.2萬元。

2.3 回填C20混凝土

采用旋挖鉆持續(xù)開挖鉆進(jìn)成孔，如遇塌孔現(xiàn)象則回填C20混凝土，回填混凝土作為護(hù)壁，混凝土終凝后再重新鉆孔施工，逐級鉆進(jìn)。如按塌孔較嚴(yán)重且回填混凝土滲漏量較大測算，即塌孔深度按整個回填區(qū)20 m均一次性塌孔測算，回填混凝土量按塌孔樁基體積的2倍約100 m3混凝土測算，每米措施費(fèi)套取定額估算約5 800元，回填深度20 m，整根樁總措施費(fèi)約11.6萬元。

3 最終解決方案

按以上對各種施工方法措施費(fèi)多少排序如下：

鋼管護(hù)壁費(fèi)用(14.8萬元)>水泥管護(hù)壁費(fèi)用(13.2萬元)>回填C20混凝土費(fèi)用(11.6萬元)。

其中C20混凝土費(fèi)用最低，且其無需大型吊機(jī)進(jìn)行吊裝，施工簡便、易操作，施工時間相對較短，故最終采用C20混凝土方式進(jìn)行樁基施工。