一种回填土层中桩基础的施工方法

摘要：在回填土层中钻孔灌注桩施工具有施工难度大、工期长、造价高及安全性差等特点，工程师在施工前选择相应的施工方法显得尤为重要。本文介绍了一种在回填土层中灌注桩施工的新方法“预注浆法”。

关键词：钻孔灌注桩；回填土层；注浆

目前随着改革开放以来城市房地产大力开发，城市建设越来越完善，随之而来的是原状土层遭受严重额破坏。素填土、杂填土以及建筑垃圾为主的地层越来越多。这就使桩基础不得不面对在回填土层中施工的难题。

国内桩基工程多采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩穿透回填土层时施工难度大、工期长且成本高，因此正确选择对回填土层的处理方法显得尤为重要。

本文通过对比泥浆护壁成孔法、护筒护壁成孔法和预注浆成孔法三种施工方法的对比。阐述了预注浆成孔法的先进性和可行性。

一、三种施工方法的施工原理及施工流程

（一）泥浆护壁成孔法

泥漿护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土质和地下水位高低都适用，多用于含水量高的软土地区。成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回转钻机应用最多。

泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。泥浆的组成是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，则可利用其作为护壁泥浆，即“自造泥浆”。

施工顺序：施工准备→平整场地→钻孔机的安装与定位→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。

（二）护筒护壁成孔法

护筒护壁法适用于直径为600mm～2500mm的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩长度不宜大于40m的桩基工程。在地下水位较高，易塌孔，使用普通泥浆及化学泥浆无法成孔的地层。

护筒护壁钻孔灌注桩施工是利用专用振动锤设备使钢护筒克服各土层间与护筒间的摩擦力，使护筒穿越钻机施工中的不利地层直至达到稳定的桩端持力层，利用钻孔设备掏空护筒内渣土，保证灌注桩成桩的施工技术。

施工顺序：施工准备→平整场地→钻孔机的安装与定位→钻机引孔→振动锤下护筒→钢筋笼制作与安装→灌注混凝土→振动锤拔出护筒→检查质量。

（三）预注浆成孔法

预注浆成孔法是利用钻机具有高压注浆工程的小孔径钻进设备相配合先在与施工地点测放好桩位（见图一），在桩位周围设定好注浆位置。施工完待其强度达到一定要求后（可做试验）在用钻机进行正常桩位施工。

施工顺序：施工准备→平整场地→钻孔机的安装与定位→高压注浆→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注混凝土→检查质量。

二、三种施工方法的优缺点对比

（一）泥浆护壁法

泥浆护壁法优点是：

1、适用性强，不同土质和地下水位高低都适用，多用于含水量高的软土地区；

2、设备相对其他钻孔灌注桩施工方法造价较低。

泥浆护壁法的缺点：

1、在下钢筋笼时泥浆易造成钢筋笼上浮；

2、泥浆密度需随现场土层密度和水位进行现场改变，由于现场多种因素影响，泥浆的密度往往不能满足实际要求，因此造成孔壁坍塌或漏浆；

3泥浆护壁法是在泥浆下浇筑混凝土，成桩质量往往由工程师的经验而决定。这就可能造成断桩、缩颈和导管拔空等问题的存在；

4、泥浆护壁法在施工过程中将产生大量的泥浆，处理不好对环境将造成重大的污染；

5、需要配置泥浆，护壁泥皮对承载力有一定的影响，有一定的损失。

（二）护筒护壁法

护筒护壁法的优点是：

1、不采用膨润土泥浆或化学泥浆，对地下水污染小，施工现场整洁，满足高环保要求；

2、在泥浆护壁法因环保原因无法施工的情况下，可保证桩基施工的顺利进行；

3、不需要配置泥浆，没有护壁泥皮对承载力的影响，承载力可靠，桩体质量满足规范要求；

4、施工速度比泥浆护壁法快一倍以上，施工效率高。

护筒护壁法的缺点：

1、为满足不同桩径要求，需配套相应桩径的护筒，护筒在施工过程中易造成一定的损伤。配套设备造价较高；

2、回填土层中护筒的开孔垂直度较难控制，且护筒护壁法护筒的垂直度要求较高，需配备测量人员在现场进行两个方向的垂直度监测。

（三）预注浆法

预注浆法的优点是：

1、通过注浆管道向回填土层喷射水泥浆，当注浆孔中水泥浆液凝固达到一定强度后，其周围的回填土层因浆液的渗透得以固结，提高整体性，可是成孔顺利进行；

2、桩位规则，混凝土量不易超方；

3、在相同桩基施工工程量的前提下，预注浆法较泥浆护壁法和护筒护壁法节省时间，节省原材料造价（不超方）、安全不塌孔和机器安全。

4、由于基桩周围回填土层因浆液的渗透得以固结，对承载力有较大的提高，在桩径不变的前提下可大大的提高安全系数，且桩体质量满足规范要求；

预注浆法的优点缺点：

1、在回填土层中注浆，注浆体的直径无法计算得到，需要根据现场试验确定注浆孔中心到基桩中心的距离；

2、注浆体坑能会侵占基桩位置，给基桩成孔带来一定的麻烦；

三、结语：

回填土层对桩的承载力一般都小于桩身材料的强度，基桩的承载力由回填土层的强度变形确定。预注浆法在一定程度上对回填土层起到了改善的作用。水泥浆通过压力注入回填土中，充填了土中的空隙，使土层参数大大的提高。如在上部结构荷载不变的情况下，可一定程度上减小基桩直径，从而节省了工程造价。

参考文献：

[1]李生，于长亮.鞍钢鲅鱼圈钢铁项目填海区域钻孔灌注桩基础通过填抛石层的施工方法[J].岩土工程界，2008（5）.

[2]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[S].

[3]龚晓楠.地基处理手册[M].第3版.北京：中国建筑工业出版社

作者简介：李铎（1980.4-），男，汉族，籍贯：辽宁省、鞍山市；大学本科；高级工程师。