第４２卷第３期２０１１年３月 Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１ １ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 建 筑 技 术 ・２３３・ 高填方碎石地层中人工挖孑Ｌ桩与 冲孔桩的经济技术比较 袁受权 （江苏建科建设监理有限公司，２１０００８，南京） 摘 要：浙东某大型水厂水池工程中，对高填方碎石地质区域人工挖孔桩和冲击成孔桩进行经济技术分析 比较，结果表明在确保施工安全条件下，在高填方碎石土区域，人工挖孔灌注桩的桩身质量、工程造价、施工工期 等均优于冲击成孔桩。 关键词：高填方碎石地质；人工挖孔灌注桩；冲击成孔桩 中图分类号：ＴＵ ４７０ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—４７２６（２０１１）０３—０２３３—０２ ＥＣｏＮｏＭＩＣ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＣｏＭＩＰＡＲＩＳｏＮ ＢＥＴＷＥＥＮ ＭＡＮＵＡＬ ＥＸＣＡＶＡＴＩｏＮ ＢＯＲＥＤ ＰＩＬＥ ＡＮＤ ＰＵＮＣＨＩＮＧ ＢＯＲＥＤ ＰＩＬＥ ＩＮ ＨＩＧＨ ＥＭＢＡＮＫＭ［ＥＮＴ ＣＲＵＳＨＥＤ ＳＴｏＮＥ ＳＴＲＡＴＵＭ ＹＵＡＮ Ｓｈｏｕ—ｑｕａｎ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊｉａｎｋｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｍａｎａｇｅｍ—ｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，２１０００８，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｐｏｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅ ｗａｔｅｒ ｐｌａｎｔ ｉｎ Ｅａｓｔ Ｚｈｅｊｉａｎｇ，ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｒｅ ｍａｄｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｎｕａｌ ｅｘｃａｖａｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ａｎｄ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｐｉｌｅ ｉｎ ｈｉｇｈ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｒｅａ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｉｌｅ ｂｏｄｙ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｏｆ ｍａｎｕａｌ ｅｘｃａｖａｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ａｒｅ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｐｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｍ— ｂａｎｋｍｅｎｔ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｒｅａ ｕｎｄｅｒ ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｇｕａｒａｎｔｅｅｉｎｇ ｓａｆｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅ ｇｅｏｌｏｇｙ；ｍａｎｕａｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ；ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｂｏｒｅｄ ｆｉｌｅ 浙东某大型水厂水池类构筑物工程，构筑物面积 ８４５１．２ｍ ，水池长１１１．２ｍ，宽３８ｍ。两层结构，底层为 放坡。凹沟处大面积填方。填方高度一般为０～３２ ｍ不 等，凹沟前沿最大填方高度近４５ ｍ。填方材料为爆破后 清水池，高３．７ｍ；上层为沉淀池，高５．９１ ｍ，总高９．６１ ｍ。 结构形式为现浇钢筋混凝土薄壁结构，基础工程中同 时使用了两种桩型。 石渣，即山坡挖方。回填材料颗粒大小不一，均匀性差， 级配不符合规范，填料中粒径大于２５０ ｍｍ者很多，局 部粒径大于１ ｏｏ０ｍｍ。 由于水池类构筑物对地基的不均匀沉降较敏感， 根据上部结构形式及荷载情况，设计要求以中风化基 １地质情况 地质资料表明，该水厂地层主要以风化基岩凝灰 岩为主，其残坡积层厚度一般较薄，山坡上部一般小于 ２．５ ｍ，近凹沟处渐厚（一般３～５ ｍ，局部达９ ｍ），残积层 岩作基础持力层，故部分挖方区域直接露出的中风化 基岩可作持力层，部分填方区域须采用大吨位的桩基 础，且应以基岩为持力层，方能满足受力要求。 结合构筑物结构特点和工程地质条件，地质报告 书建议填方区域基础方案采用大吨位的人工挖孔灌注 桩，设计桩型也是人工挖孔桩。但是，囿于本工程所在 （②层）岩性主要为含粘性土角砾，含粘性土碎石，局部 （凹沟及近凹沟处）以含碎石粉质粘土或粉质粘土为 主。基岩全风化层（ａ层）也主要分布于凹沟及山腰以 下．临近凹沟处一般呈土状。 地“人工挖孔深度不宜超过２５ ｍ”的规定和建设单位对 本工程所处山体坡度大，高度小（海拔仅１２０ｍ）， 山体呈馒头形，迳流条件好，不利于地下水汇集，故水 量小，地下水的作用较小。 水池基础跨越丘陵山脊和凹沟，山脊处大量挖方 挖孔桩施工安全的忧虑，参建方最终确定在该区域持 力层较深、回填土较厚的区块采用冲击成孔桩型，较浅 的区块仍采用人工挖孔桩型。 ２人工挖孔桩与冲击成孔桩技术可行性比较 ２．１人工挖孔桩可行性分析 收稿日期：２０１０—１０—１３ 作者简介：袁受权（１９５２一），男，江苏南京人，高级工程师，ｅ—ｍａｉｌ： 人工挖孔灌注桩系用人工挖土成孔，浇筑混凝土 ｎｊｙｓｑ１９６２＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ． ・２３４・ 建筑技术 第４２卷第３期 成桩。该桩型适用于无地下水或地下水较少的一般粘 性土及其填土，中间有硬夹层或软质岩石、风化岩石， 桩基经济比较见表１所示。 表１两种桩基经济比较 桩径／ 长度／ 灌注桩报价 钢护简报价 桩类型 ｍｍ 根数 单价／（元／ｍ） 合ｆｉｒ／（元） （元／ｍ） ９００ ５３ １ １ｌＯ ４７０ ５２１７ｏ０ 无 深度一般２０ ｍ左右，其特点是操作工艺简单，施工方 便，单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小；质量可 靠，易于鉴别持力层和孔底沉渣及桩身质量控制：施工 速度快，２人１组，１组２根桩同时施工，每天每个桩可成 人工桩 １ ｏ（）ｏ ｌ１７ １ ９２０ １２００ ３２ ４３０ ５３ｌ ６８２ １Ｏ１９５２０ ２９３２６０ 无 无 孔１ ｍ；但井下作业劳动强度高，安全隐患大。若应用于 高填方碎石土区域，须解决如下问题。 ２．１．１孔内大块石破碎取出和孔壁塌陷的问题 合计 ９００ ５３ １ １ｌ０ ９０２ １８３４４８０ ｌ０ｏ１２２０ ７８６ 冲击桩 １ ０００ １ｌ７ ｌ ９２０ １２００ ３２ ４３０ １ １１４ ｌ６０４ ２１３８８８０ ６８９７２０ ８７１ ｌＯ４８ 由于回填土材料不符合规范和设计要求．大于２５０ ｍｍ的块石很多，部分井段还含有大于１ ０００ ｍｍ的块 石。有的块石不完全在孔内，有可能卡在孔壁上。块石 取出后，孔壁砂土有可能坍落。对大块石可采用空压机 合计 ３８２９８２０ 不包括钢护筒造价，冲孔桩比人工挖孔桩增加造 价１９９．５３４ ０万元。 和锲子破碎，孔内小于５００ｍｍ的块石可直接吊运出井 口。卡在井壁的大块石取出后，要及时做钢筋混凝土护 从以上两种桩型技术经济比较分析中可以看出． 在高填方碎石土地质条件下，人工挖孔灌注桩方案应 优于冲孔灌注桩方案。 壁，护壁高度不能受ｌｍ的，须随取随护。 ２．１．２人工挖孔桩的施工安全问题 该区域没有地下水和流砂，没有有害气体。只要严 格按操作规程和规范施工，可排除安全隐患。 ２．２冲击成孔桩的可行性分析 ４两种桩基实施情况 （１）现场施工人工挖孔灌注桩６６根，其中桩径 １ ０００ｍｍ工程量６１１ ｍ，直接造价３２．４４４ ｌ万元；桩径 １ ２００ｍｍ工程量１８３ ｍ，直接造价１２．４８０６万元。施工过 程顺利，单桩静载符合设计要求，桩身取芯检测抗压强 度符合设计要求，桩身完整性符合１类桩要求。 冲击成孔灌注桩采用冲击式钻机或卷扬机冲击钻 头上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成土，部分碎渣 和泥浆挤入孔壁，大部分成为泥渣。用掏渣筒掏出成 孔，再灌注混凝土成桩，适用于黄土、粘性土、粉质粘土 和人工杂填土。在本工程区域应用须解决如下问题： （１）本工程区域回填层是尚未稳定的碎石土，泥 浆护壁困难，易因塌孔及漏浆而引起地面下沉，须采用 钢护简护壁； （２）现场施工冲击灌注桩１３６根，其中桩径９００ｒａｍ 工程量１ １１０ｍ，直接造价１００．１２２０万元；桩径ｌ ０００ｍ 工程量１ ３０９ ｍ，直接造价１４５．８２２ ６万元：桩径１ ２Ｏ０ ｌｌｌｍ 工程量２４６ｍ，直接造价３９．４５８４万元。施工中在回填层 出现坍孔漏浆，实际增￣Ｎ０９００ ｍｍ钢护筒２４０ ｍ，直接 造价１８．８６４０万元；０１ ０００ｍ／／１钢护筒２３８１１＇１，直接造价 ２０．７２９ ８万元；Ｏｌ ２００ｍｍ钢护筒４３ ｍ，直接造价４．５ｏ６４ 万元，由此增加造价４４．１００ ２万元。ｌ２号孔发生卡钻，处 理时孔周发生塌陷，１名工人被掩埋，幸抢救及时未酿 成伤亡事故。桩基检测单桩静载符合设计要求。抽取１３ （２）回填土中含有大块石，钻头受力不均易卡钻， 为发生倾斜移位，需要有经验的机工处理； （３）回填层含有中风化微风化大块石，与持力层 中风化岩层混淆，需专业地勘工程师鉴别岩性； （４）中风化持力层岩石坚硬，需提高冲锤重量； （５）孔底泥沙难以掏尽，沉渣厚度不易控制在规 范范围内，易形成“吊脚桩”； （６）灌注混凝土时，孔壁泥土易坍落在混凝土内， 导管提升超出和接近混凝土面形成夹泥桩。 个桩钻芯作桩身完整性检测，３类桩５根。占检测总数 ３８．４６％。２类桩４根，占检测总数３０．７６％。１类桩４根，占 检测总数３０．７６％。 通过上述两种灌注桩基础形式比较。结果表明包 括桩身质量、工程造价、施工工期、安全、文明施工等， ３人工挖孔桩与冲孔桩经济可行性分析 人工挖孔桩桩底可做扩大头，以增加单桩承载力； 桩基础施工可全面展开，工程进度快。冲孔桩单机成孔 速度慢，受场地，不能投入较多机械，卡钻、倾斜处 人工挖孔灌注桩应优于冲击成孔灌注桩。所以若能规 范施工，确保安全，在高填方碎石土地质条件下，桩基 选型应优先考虑人工挖孔灌注桩。 参考文献 ［１］ 建筑施工手册『Ｍ１．北京：中国建筑工业出版社，２００３． 理需要时间，因而旖工工期长；泥渣污染环境。冲孔桩 施工还需要增加钢护筒，增加专业人员判别岩性。两种
