水磨钻人工挖孔桩施工技术及单价分析

金 振

（中国铁路南宁局集团有限公司 概预算审查所，工程师，广西 南宁 530029）

抗滑桩支挡工程是整治山体滑坡常用方法之一。抗滑桩是把桩埋进稳定不动的岩石、土体中，依靠桩与桩周边岩（土）体的相互嵌制作用把滑坡推力传递到稳定岩（土）体中，增加岩（土）体的抗滑力和被动抗力，使滑坡体趋于稳定。抗滑桩常用的施工方法有人工挖孔桩和钻孔桩。邻近既有铁路线抗滑桩加固滑坡施工受地形地貌条件影响及铁路运营条件限制，大型钻机机械无法使用，目前，邻近既有铁路抗滑桩施工大部分采用人工挖孔就地浇筑钢筋混凝土方形、矩形或圆形桩。

南昆线xx 隧道进口滑坡位于八渡站至文佃站区，为单线铁路，线路右侧约10 m 为一农村公路，左侧为南盘江。从地貌形态上看，该滑坡前沿已发生局部浅层滑动，根据现场勘探调查及地质钻探资料揭露，地质表层为第四纪坡残物，为粘土夹砂泥岩碎块，砖红色或浅黄色，下伏三叠系第中统边阳组泥岩夹砂岩、中～弱风化灰岩，地下水主要为粘性土的孔隙水和基岩裂隙水。该滑坡组成边坡岩土体为黏土夹碎石土，厚约2.5～6 m，其底部强风化砂岩，厚约4.5～15.6 m，该滑坡在强降雨作用下发生土体沿强风化砂岩顶面滑动破坏（浅层滑动，），在地质条件不断恶化下，有可能沿强风化砂岩底面、中～弱风化灰岩顶面滑动（深层滑动），滑体长约100 m，宽约70m，厚6～15 m，属于中型滑坡。如不及时整治，将严重危及行车安全。本段线路采用抗滑桩加挡土墙结合锚索框架梁增加坡面稳定性，解决滑坡体滑动挤压隧道和线路路基偏移问题。自隧道进口设12 根抗滑桩加固滑坡，线路左、右侧分别为7根和5根，桩之间距离为6～8 m，抗滑桩截面尺寸2.0×2.5 m，采用C30混凝土浇筑；桩长18～27 m，左侧抗滑桩下方陡坎新设C30 混凝土挡土墙，右侧抗滑桩桩顶设两排4Φ15.2 mm 预应力锚索，第一排距桩顶以下0.5 m 位置，第二排距桩顶以下1.5 m位置，锚索长27 m。

1 抗滑桩施工方案的比选

1.1 钻爆法为确保既有铁路的行车运营安全，在邻近铁路线路两侧路堤坡脚、路堑坡顶、铁路桥梁外侧及铁路隧道上方中心线两侧各1 000 m 范围内明确禁止使用爆破施工。

1.2 抗滑桩常规人工开挖从现场勘测地质地层情况分析，该滑坡为岩质顺层滑坡，层间有软弱夹层，为滑动面，破坏模式为沿软弱夹层顺层滑坡，而在此滑面上下均为中～弱风化砂岩、灰岩，岩石抗压能力强，该工点抗滑桩开挖深度很深，最深达27 m，而且从隧道进口右侧洞门变形观测看，现场观测标全部开裂，该滑坡变形还在加剧，在滑坡持续变形中施工抗滑桩，施工安全风险很大；加之。常规人工开挖中～弱风化硬质灰岩，每日进尺小于10 cm，不仅效率极低而且严重耽误工期。

1.3 静态爆破开挖对抗滑桩开挖采用化学膨胀剂、风枪风镐等方法开挖，由于该地层间有软弱泥岩夹层，吸收大部分化学膨胀剂产生的膨胀力，对岩层破坏较小，开挖效果不佳，既满足不了施工工期要求，而且施工时费时、费力。

1.4 水磨钻钻孔施工水磨钻施工是通过钢钻筒里面刃片在钻机的转动下由外侧向内侧切土施工，并把岩体切入套筒内，岩石钻入一定深度后在钢钻筒刃片水平剪切力和向上拉力的共同作用下，岩石的极限抗剪切力受到破坏，岩石柱体从根部发生剪切断裂，然后提出套筒，清除筒内岩石，如此反复操作。水磨钻开挖对岩体的破坏程度小于钻爆法和静态爆破法，且安全可控，不受封锁点施工的影响，施工进尺每天可达50～60 cm，施工效率显著提高。

经对上述方案比选论证，认为水磨钻施工方法具有安全性效率性效益性等优势，符合“有效治理、施工快速、工艺可行、经济合理”要求，决定其为该滑坡整治抗滑桩施工方案.

2 水磨钻施工工序

2.1 施工准备清理平整孔桩场地，测量放线，定出孔桩位置，做好桩孔施工区的地表截、排水和防渗工作，运送施工材料机具动力通风照明设备等。

2.2 锁口施工挖孔桩的锁口采用钢筋混凝土浇筑，锁口高度设置约30 cm 左右，避免孔桩周边杂物污水等掉入桩孔内影响人员安全，安装好动力提升装置通风照明排水等设施，在锁口附近设置临时蓄水设备，并用水管连接钻机进水口。

2.3 钻孔取芯开挖采取间隔跳空开挖的方式，在一桩灌注完7天后方可开挖相邻桩井。钻机就位后沿桩截面进行连续钻进，取芯直径为15 cm 左右，取芯圆间间距约为14 cm 左右，钻进深度一次一般为50 cm，在各个钻孔外侧边缘合理位置用直径约为3 cm左右的手电钻在剩余临空岩体上钻孔，钻孔深度约为50 cm，在孔内插入钢钎，人工凿除中间临空部分岩体。

2.4 修整弃渣采用电锤或风镐修整孔桩，电动卷扬机提升渣土到孔口，重复钻孔取芯弃渣。

3 水磨钻单价分析

根据水磨钻人工挖孔施工工艺及单价分析的准确度要求，选取其中具有代表性的50 m 成孔施工资料，观察记录施工过程中工料机的具体消耗量，通过统计分析、整理、对比的方式，进行单价分析。

3.1 施工所需人员消耗分析采用计时观察法进行施工消耗时间的记录分析，观察测定时间消耗，计算工程量和劳动产量。水磨桩单孔桩施工采用2个班组，流水分班作业，以现场观察为主要技术方法，采用工作日写实法对现场施工中各种用工消耗统计分析，根据完成水磨钻成孔基本工作时间、辅助工作时间、规范时间和损失时间统计分析，折算每成孔深0.5m（挖方量2.5 m3）抗滑桩消耗的工时分析见表1。

表1 工作日写实工时消耗分析

3.2 施工所需机具设备消耗按钻孔取芯、提升弃渣耗用机械台班以及参照铁路工程路基预算定额抗滑桩孔桩开挖和地基处理钻孔定额分析处理。折算每成孔1m 抗滑桩消耗单位台班量，30 KN 以内卷扬机0.058 台班，转盘钻孔机≤15 KNm0.52 台班（铁路工程施工机具台班定额（2017）没有水磨钻台班，根据水磨钻工作特征参考地基处理钻孔定额用转盘钻孔机替换水磨钻计列费用），空气压缩机≤6 m3/min0.126台班，专用泵机0.52台班。

3.3 施工所需材料消耗分析材料消耗包含必需材料消耗和损失材料。采用现场统计法对水磨钻成孔20 m 使用材料数量及成孔后剩余材料数量整理及参照铁路工程补充定额静态爆破分析，得出材料总消耗量。折算每成孔1 m 抗滑桩工程耗用材料，水磨钻筒（7个刀片）0.7 kg，水6 t，风管0.348 m，水管0.57 m，钢钎1.29 kg，工具钢1.45 kg。

3.4 分析单价根据铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法及铁路基本建设工程设计概（预）算费用定额，按照工程类别编制要求，采用铁路工程预算定额和铁路工程施工机具台班费用定额，基期采用铁路工程材料基期价格，编制期材料价格采用经规定额函发布的材料价格信息和施工地点造价部门公布的市场信息价或编制期调查价分析计算，特殊施工增加费中的行车干扰费依当地铁路运输部门发布的每昼夜列车运行对数表及受行车干扰范围内工程项目的工程量计算，间接费以工程基期人工费和基期施工机具使用费之和为基数乘以路基附属工程所列间接费费率计算，税金按项目不含增值税可抵扣进项税额的9%计算。根据以上规则编制水磨钻人工挖孔单项概预算单价，将上述消耗数据换算成水磨钻每m3 单价，分析结果见表2

表2 水磨钻分析单价 单位m3

工作项目或费用名称单位数量费用（元）单价一、定额直接工程费直接工程费五、施工措施费行车干扰施工增加费六、特殊施工增加费直接费七、间接费八、税金九、单项预算价值元元%元元%%%元282 282 511 6.9 33.5 9合价310 310 19 88 88 417 94 46 557

3.5 市场价格经网上咨询和电话询价及施工地点附近劳务市场现场调研，水磨桩人工挖孔桩成孔市场报价每m3 500～600元（含税）。

根据现场测定数据分析计算，水磨钻人工挖孔每m3单价557 元，现场咨询的实际市场价格每m3500～600 元。该单价分析结果基本符合现场实际施工情况和劳务市场价格。

4 结束语

现行铁路路基工程预算定额没有水磨钻等定额，概预算编制存在一定的困难。通过结合南昆线xx 隧道进口滑坡水磨钻人工开挖孔桩施工方法，采用工作日写实法和铁路工程设计概（预）算编制办法及费用定额分析水磨钻挖孔桩每m3单价，为实现预算编制费用与现场施工实际发生费用基本一致提供有价值的基础资料。