抗滑桩方桩机械冲击成孔施工技术

抗滑桩方桩机械冲击成孔施工技术摘要：本文结合渝湘复线高速公路抗滑桩一种冲击成孔工艺的施工情况，介绍了抗滑桩方桩机械冲击成孔的施工条件、施工主要工艺和工艺优缺点，并通过施工过程统计分析，对抗滑桩冲击成孔的效率、成本等进行了探讨。关键词：抗滑桩

方桩

冲击成孔

施工工艺

分析1

前言在我国山区高速公路施工中，抗滑桩防护是一种有效防止边坡滑移的结构，一般抗滑桩均设计为矩形桩，现有机械设备对矩形桩施工较为困难，常规施工采用人工开挖、水磨钻作业，施工过程中作业空间小，地质环境复杂，人员下孔作业，安全风险大。针对抗滑桩施工安全风险大、施工速度慢等问题，有必要提出一种抗滑桩方桩机械冲击成孔技术。2

工程概况刘家屋基1号/2号大桥右侧位于崩坡积体上，崩坡积体在久雨暴或强烈震动情况下有可能滑动，影响桥墩安全使用。边坡表面主要为崩坡积碎石土，土质松散，孔隙率较大，不宜采用锚固方式对滑坡进行处置，且厚度较大，不适宜大面积开挖，下伏基岩为泥岩，在桥墩外侧5米位置修建一排抗滑桩对桥墩进行防护。抗滑桩截面尺寸1.5×2米，桩中心间距5米，共74根桩，桩长根据现场地质情况设置，最大桩长23米。3

抗滑桩冲击成孔施工工艺3.1

冲击成孔施工条件抗滑桩冲击成孔的施工条件：1.黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土、漂石卵石层及强弱风化岩层；2.适用于平坦地形、坡度小于45度陡峭山地，施工场地较大，需要在现场开挖泥浆池、沉渣池等基坑；现场水源充足；3.桥位处施工便道可满足大型机械设备通行，冲击成孔后需汽车吊配合吊装钢筋笼。3.2

冲击成孔施工工艺抗滑桩冲击成孔施工工艺流程：钻头定制→桩位放样→锁口施工→冲击钻机就位→冲击钻机成孔施工→钢筋笼制作、安装→导管安装→二次清孔→混凝土灌注。1.钻头定制抗滑桩方桩机械冲击成孔，采用常规冲击钻机。冲击钻头市面常规为圆形，需联系专业厂家定定制方形钻头，不同孔径抗滑桩需定制不同尺寸方形钻头。冲击钻头本体的顶部钻尾设置与卷扬机钢丝绳连接的吊环装置，中部沿钻身四边设置四个吊耳，底部设置与桩孔孔径等长度的矩形体钻头，矩形钻头内部布有四个通透的空心矩形体，矩形钻头底部间隔布满半椭圆形冲击齿。2.桩位放样施工测量放线时按设计坐标放线，测量放出抗滑桩角点，用白灰洒出边线。在桩外设置龙门桩，以便随时校正桩位。3.锁口施工锁口开挖采用挖机配合人工的方法施工，根据桩孔孔口段将井口挖至1.5m深，锁口尺寸比设计加大30cm，使钻头与锁口壁有充足的施工空间，采用C25钢筋混凝土浇筑锁口，锁口高出地面不小于0.3m。4.冲击钻机就位冲击钻机利用吊车安装就位，并通过枕木或垫梁调平钻机，使钻杆垂直，钻头中心与桩中心重合，要求偏差不大于±20mm。5.冲击钻机成孔施工施工时通过冲击钻卷扬机钢丝绳卡扣与方形钻头吊环连接，吊起后再释放进行钻头的自由落体运动，向下对土体进行冲击，钻头底部的冲击齿可以强化冲击效果，将冲击范围内的硬质土体或岩体冲击碾碎成细小颗粒，伴随泥浆通过钻头上的空心方体排出桩孔。冲孔至持力层设计标高时，立即对桩孔组织验收，验收合格后，进行第一次清孔，清孔采用换浆法。7.钢筋笼制作、安装钻孔桩的钢筋笼在钢筋加工厂加工成半成品，用平板车运至施工现场，在桩孔旁绑扎成9m一节的钢筋笼，钢筋笼增加横向加强钢筋，防止钢筋笼变形，用吊车分节吊入桩孔进行接长和下放。8.导管安装导管采用无缝钢管，安装时竖直下放、并使导管位于孔位中心，控制导管口距孔底0.3～0.4m。9.二次清孔由于安装钢筋笼及导管时间较长，为确保孔底沉淀厚度满足设计及规范要求，待钢筋笼、导管安装完成后，再次进行孔深检测，若沉渣厚度不满足要求，立即进行二次清孔。10.混凝土灌注抗滑桩采用水下灌注混凝土，首批混凝土采用拔塞法，灌注砼数量保证导管首次埋深≮1.0m，正常灌注导管埋深控制在2～6m。为保证桩身质量，需灌注至设计桩顶以上0.5～1m，现场做好有关试验并记录全部灌注过程。3.3

冲击成孔工艺优缺点根据实践经验对抗滑桩冲击成孔的优点总结如下：1.抗滑桩冲击成孔工艺通过机械替代人工挖孔，从根本上杜绝了人工挖孔存在的高处坠落、物体打击、中毒窒息等安全风险。2.改变了最原始的人工挖孔方式，提高工作效率，有效保证工期进度。3.极大的减少了人员的投入量与时长，减少了人工成本。4.施工过程中不受地下水及破碎岩层、土夹石等不良地质影响。抗滑桩冲击成孔缺点：1.人工挖孔桩人员可下至孔内清渣，基本无虚渣。抗滑桩冲击成孔全部为泥浆护壁成孔，孔内情况不明，沉渣厚度不易控制。2.水下混凝土灌注易发生断桩、夹渣等问题。3.施工污染较严重，泥浆需要沉淀处理，占用场地较大。4.抗滑桩设计截面尺寸不一时，需定制不同尺寸方形钻头，冲击成孔机械费用投入较大。4抗滑桩冲击成孔技术分析4.1

工期分析通过对74根抗滑桩冲击成孔时间进行统计分析，抗滑桩平均桩长为15米，排除设备损坏、现场阻工等外部因素影响，平均冲击成孔时间4.8天，平均工效3.2m/d。对项目人工挖孔桩成孔时间进行统计分析，平均工效为0.6～1m/d。图1

抗滑桩冲击成孔时间统计图4.2

扩孔率分析通过对74根抗滑桩冲击成孔扩孔率进行统计分析，通过抗滑桩砼超方量换算扩孔率，砼设计总方量2703m³，超方量502.5m³，平均扩孔率18.6%。对项目圆桩冲击钻施工扩孔率进行统计分析，平均扩孔率为10%。抗滑桩采用人工挖孔施工基本无扩孔，人工开挖过程中需施工护壁防护，增加护壁砼工程量。该段74根抗滑桩若采用人工挖孔施工，护壁按照最低标准20cm厚度计算，需增加护壁砼945.5m³，护壁砼工程量占桩孔砼设计总方量的35%。图2

抗滑桩冲击成孔扩孔率统计图4.3

结论根据以上分析结果可以得知：1.抗滑桩采用冲击成孔对比人工挖孔施工成孔进度优势明显，可大幅加快抗滑桩成孔速度。2.方形钻头对比圆形钻头冲击成孔扩孔率稍大，方形结构在下落过程中偏移会比圆形结构大，从而增大扩孔率。3.抗滑桩采用冲击成孔砼超方量对比人工挖孔护壁砼方量，减少砼用量16.4%，可节省混凝土用量及护壁钢筋用量。5

结束语渝湘复线高速公路抗滑桩成功应用冲击成孔施工技术，节省2个月施工工期，并取得了较好的经济效益，施工完成的抗滑桩经检测均符合设计要求。相信随着方桩冲击成孔施工技术的进一步成熟，对抗滑桩施工工期紧的工程建设中会有更多的应用。参