矩形截面抗滑桩施工中方形钻头的应用

张家伟 赵湖潮 王锐麟 肖雨松 苏 元 刘 涛

云南建投基础工程有限责任公司 云南 昆明 650501

摘要：在抗滑桩施工过程中，矩形截面抗滑桩往往只能采用人工挖孔的方式进行施工，具有成孔速度慢、安全保障性低及总体成本高等缺点。为此，在原有冲击钻成孔的基础上，创造性地研制出了方形钻头，并成功地应用于实际工程的矩形截面抗滑桩施工中。实践证明，方形钻头的应用具有成孔效率高、质量好等优势，值得进一步推广应用。关键词：矩形截面；抗滑桩；方形钻头；效益分析

中图分类号：TU67 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2019)12-2132-02 DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2019.12.009

Application of Square Drilling Bit in Construction of Anti-slide Pile with Rectangular SectionZHANG Jiawei ZHAO Huchao WANG Ruilin XIAO Yusong SU Yuan LIU Tao

Yunnan Construction & Investment Foundation Engineering Co., Ltd., Kunming, Yunnan 650501, ChinaAbstract: During the construction of anti-slide piles, anti-slide piles with rectangular section can only be constructed by manual excavation, which has the disadvantages of slow pore-forming speed, less security and high overall cost. Therefore, on the basis of the original percussion drilling, a novel square drilling bit is developed and successfully applied to the construction of anti-slide pile with rectangular section in practical engineering. Practice has proved that the application of square drilling bit has the advantages of high drilling efficiency and good quality, which is worth further promotion and application.Keywords: rectangular section; anti-slide pile; square drilling bit; benefit analysis抗滑桩主要用于抵抗滑坡体的滑动力，进而起到稳定边坡的效果，在浅层及中厚层边坡中应用较多。在水平滑动力作用下，桩身将产生弯矩，而矩形截面的抗弯能力要强于圆形截面[1]。同时，矩形截面可根据抗滑桩实际受拉及受压区的特点进行钢筋的配置，能够起到充分利用材料性能的效果。但以往矩形截面抗滑桩施工只能采用人工挖孔的方式，存在费时、费力、工期长及安全保障性低等问题。同时，如遇涌水地段，则必须采取一系列降排水措施后，方可继续进行人工开挖。因此，应尽快针对矩形截面抗滑桩施工的一系列问题进行分析，进而提出一种高效、快捷及安全的施工方法。

采取降排水措施即可施工；不需要开挖一级、防护一级，还能节约工期，并且施工安全保障性较高；适用地层范围较广。

由此可知，方形钻头的应用具有施工进度快、节约成本及技术先进的特点。因此，应将其进一步推广至更多的矩形截面抗滑桩施工中。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1󰀡施工测量

运用全站仪进行施工放样，严格按桩位坐标放出桩孔的开挖线，定出桩位，布设十字保护桩，并将桩位坐标引至孔口钢护筒上，以作为校核桩位的依据。与此同时，针对滑坡建立相应的监控体系，定期对滑坡进行监测，并对实际监测结果进行分析，作为是否应采取防护措施的重要依据。

1 方形钻头选用的依据

通过综合对比分析和现场实践，提出一种“圆形钻头冲击成孔＋方形钻头切削土体”的施工方法。与人工挖孔方法相比，此方法具有如下优势：对于涌水地段，不需要

2.2󰀡孔口钢护筒埋设

护筒埋设时，应确保平面位置与竖直度的准确性，同时周围须紧密且不透水，否则将会对成孔、成桩质量产生不利影响。护筒中心轴线应与设计桩位中心坐标严格对正，且应在护筒下放的过程中严格控制其竖直度。为避免施工场地积水流入桩孔内，应在孔口范围内开挖排水沟，及时将积水排出施工场地，以免对施工不利。

作者简介：张家伟（1991—），男，硕士，助理工程师。通信地址：云南省昆明经济技术开发区信息产业基地林溪路188号建工大厦535室（650501）。电子邮箱：7747267@qq.com收稿日期：2019-06-05

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󰀁张家伟、赵湖潮、王锐麟、肖雨松、苏󰀁󰀁元、刘󰀁󰀁涛:󰀁󰀁矩形截面抗滑桩施工中方形钻头的应用

2.3󰀡桩机就位

基底应采用石砟进行夯实，以防止在钻孔过程中土基发生不均匀沉降而造成钻机倾斜。冲击钻钻头与护筒两者的中心必须严格对准，偏差不得大于20 mm。在“十字交叉点”挂吊线锤，自然下放待其稳定后，观察其与桩中心是否一致，以复核护筒位置是否安放准确。

2.4󰀡冲击成孔

在施工过程中，应经常检测泥浆的相对密度，并定期测定其黏度、含砂率和胶体率。泥浆黏度应在18～22 s之间，含砂率应≤4%，胶体率应≥90%。另外，应随时对泥浆的相对密度进行控制，确保在桩孔成形的过程中，孔壁周围能够形成泥皮，不致坍孔。

在采用圆形钻头（图1）冲击达到设计深度之后，将圆形钻头换掉，而后再采用方形钻头（图2）对扇形位置处的土体进行切削，达到设计深度之后，即可停止钻进。因为方形钻头仅需切削桩孔周围的少量土体（图3），故此过程的施工速度较快。达到设计深度停止钻进之后，进行换浆清孔。

图1 圆形钻头 图2 方形钻头

方钻切削土体方钻切削土体圆钻成孔形状方钻切削土体方钻切削土体图3 圆形和方形钻头的成孔形状

2.5󰀡钢筋笼制作与安装

在换浆清孔后，由吊车将钢筋笼吊入孔内，安装时应通过两点对吊装进行控制，并对起吊点进行加强处理，以免起吊时发生变形。在吊放钢筋笼入孔时，应保证其垂直度，同时应确保其与桩孔中心严格对准。入孔过程应轻、慢，以免钢筋笼摆动而碰撞孔壁。

钢筋笼安设完毕之后，应再次对孔底沉渣进行测量，若厚度大于50 mm，则应进行二次清孔。经检验合格后，即可进行混凝土的浇筑。

2.6󰀡孔内混凝土浇筑

1）在进行水下混凝土浇筑时，应采用直径300 mm导管，接头处采用丝扣进行连接，并进行密封。导管需经检验合格后，方可在工程上使用。

2）混凝土初灌量应能使导管埋深在1～3 m之间。3）混凝土浇筑不应间断，如因特殊情况中断，则中断时间不得超过30 min。

4）在混凝土浇筑过程中，导管埋入深度应在2～6 m之间，桩头应超灌0.5～1.0 m，不得过高，亦不得过低。

5）当导管底口位于钢筋笼底口附近时，应降低混凝土的浇筑速度，以免钢筋笼上浮；当混凝土进入钢筋骨架一定深度后，应适当减小导管的埋入深度，进而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

3 效益分析

以桩长为26 m的矩形截面抗滑桩为例，2种开挖方式的对比情况如下：

1）人工开挖深度每天最多1.5 m，在遇到地质不良的情况下，甚至不到1 m。同时还需要进行护壁浇筑，护壁混凝土达到一定强度后，方可进行下一级开挖。另外，若遇到涌水地段，则必须进行降水后才能施工，耗用时间将进一步加大，甚至可能造成无法施工的情况。相反，采用方形钻头时，一天可以钻进3 m甚至更多，即使遇见地质不良和有水地段，钻进量也基本可以保持在1.5 m以上，耗时较短。通过对比分析可知，对于长26 m的矩形抗滑桩，采用方形钻头至少可以比人工挖孔桩节约20 d的工期。

2）采用人工挖孔桩施工时，需要人进入孔下作业，风险因素较多。而采用方形钻头，则可以在很大程度上规避掉人工挖孔中的风险源，使施工过程相对安全、可靠。

3）采用人工挖孔桩的冲桩成本约为305元/m3，而采用冲击钻的冲桩成本约为380元/m3。虽然采用冲击钻的冲桩成本稍高，但对于渗水及地质不良地段，采用人孔开挖将会非常困难，不仅会造成反复挖掘，费工费时，而且会有

很大的安全隐患。对于长26 m的矩形抗滑桩，经过综合对比分析，人工挖孔成本甚至还要高于冲击成孔。

4 结语

通过对比分析可知，矩形截面抗滑桩采用人工挖孔桩在工期、安全及成本方面都不如采用方形钻头开挖。若把几个因素综合在一起，则用方形钻头施工的性价比要远高于人工挖孔桩。故采用方形钻头施工有很好的应用前景。

[1] 薛梅生.冲击成孔混凝土灌注桩施工技术[J].施工技术,2012,41(增

刊2):5-9.

建筑施工·第41卷·第12期

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