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[摘 要]本文以旋挖钻在临沧市省道319线临翔过境公路K10+800～K11+400段边进行边坡开挖，边进行抗滑桩施工中的应用状况为基础，分析旋挖钻在边进行边坡开挖，边进行抗滑桩施工的利弊。论证旋挖钻是否适合在边开挖易产生滑坡的边坡中施工。以总结施工经验指导类似工作。
[关键词]旋挖钻；边坡；利弊
中图分类号：TU485.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0262-02
旋挖钻因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及使用性强等诸多优势，成为工程界钻孔桩施工的主要成孔设备。在我项目部承建的临沧市省道319线临翔过境公路K10+850～K11+400段为深挖路堑岩土体自稳能力差，一旦出现临空面将产生不同程度的牵引滑动变形，现状下K11+130～+300已诱发形成滑坡，并有逐步扩大趋势。鉴于上述特殊地质情况，且该段路堑边坡较高，须对边坡进行抗滑桩及锚杆框格梁对边坡进行支挡加固，并采取逆作法施工，否则容易诱发滑坡灾害，增加建设投资，并严重影响施工进度及施工安全。分析对比旋挖钻在该地段施工的利弊，已节省成本，保护当地环境，加快工程进度。
1.与传统钻机相比的优点
1.1 钻孔速度快
以本项目之前钻孔完成的六棵桩所需时间作对比（见表1）。
由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土， 并直接将其装入钻斗内提升运至地面， 平均每分钟进尺可达50cm 左右。施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5～6 倍。而钻孔灌注桩需制备泥浆，挖设泥浆池，从开孔至成孔用于解决其它事情的时间较长，纯钻时间较短，从而增加了抗滑桩成孔速度。
1.2 抗滑桩浇筑速度快
钻孔灌注桩在混凝土浇筑前需要对成孔进行换浆，二次清空，而且在钢筋笼下放时存在不可预见因素，需对孔进行重新处理，大大增加了混凝土浇筑用时。
1.3 成桩质量高
同条件下，单桩承载力旋挖钻比钻孔灌注桩高。由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔，钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙、不易产生缩颈，成孔更规则，同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用，成桩后桩体与土体的结合程度比较高，相对而言单桩承载力要高。据有关资料报道，比估计的承载力要高20%。
1.4 施工安全性好
和传统的钻孔灌注桩相比，旋挖钻采用自动行走的履带式底盘。钻孔灌注桩采用电力发动机，需要拉舍用电缆线路，由于电用肉眼无法看到，危险性较大，用电伤人的事故发生概率远远大于机械伤人的概率。
旋挖钻成孔速度快更无需挖设泥浆池，当日钻孔完成便当日浇筑，钻孔灌注桩成孔时间较长，冲孔过程中需要制备泥浆及开挖泥浆池，在生产过程中泥浆池往往危险性较大，稍不注意便会发生安全事故。
1.5 对环境影响小
目前国内公路抗滑桩，桥梁桩基，高层建筑基础，大多数采用钻孔灌注桩泥浆循环施工。泥浆的处理方式主要以用泥漿罐车将泥浆拉至弃土场，倒入如弃土场沉淀后流入地方排水沟渠，往往因为泥浆数量较多，沉淀不充分便流入地方沟渠河道，对沟渠和河道水体造成污染。
而旋挖钻成孔是底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内提升运至地面，只产生渣土。
1.6 施工简易方便，节约资源
施工精度比较高。施工过程可以通过机身电脑控制。易于管理。由于旋挖桩机自身特点，同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少，同时用电要求不高，从管理角度来讲，易于管理和节省管理成本。机械化程度比较高。无需进行泥浆清渣处理等，可降低工人的劳动强度，同时节约人力资源。
2.与传统钻机相比的缺点
2.1 前期投入比较大
目前市场上国产旋挖桩机的售价在600万元左右，如果自购设备，一次性投入比较大，针对本项目特点只适合外包后，以其成桩米数计量予外协队伍。
2.2 自重大，对场地要求比较严格
旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右，但其履带与地面接触面积约8.8m2，所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目抗滑桩施工段落处于滑坡带，地质情况差，且边进行边坡开挖边进行抗滑桩施工，风险性较高。在进行抗滑桩施工时地表有足够承载力，才能保证旋挖钻施工安全。
2.3 孔壁護壁差
由于旋挖桩机钻进速度快，主要靠切土钻进，孔壁护壁同比钻、冲孔桩要差。特别在填土和软土地层，塌孔和缩径容易发生，要给予重视。
2.4 需要机械配合作业
旋挖钻由于构造特点，成孔后钢筋笼的安装和混凝土的灌注不能自行完成，必须有其他起重机械的配合，而且挖孔过程产生的弃土必须有其他运土机械进行挖运配合，否则弃土堆高后会直接影响旋挖钻的施工。
2.5 软土中孔内容易产生负压
旋挖钻钻筒与土体接触面比较大，在软土中如果钻进进尺大，钻斗提升过程容易产生负压，在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响，容易形成孔壁缩径。
2.6 施工过程短期投入增加
由于旋挖钻施工速度快，短期需要投入的材料费用比较大，施工单位要结合项目资金运作情况，项目工期和合同约定的相关奖惩情况进行综合考虑和选用。
3.总结对比
本项目抗滑桩数量共计269棵，共需C30混凝土18300.30m3。
3.1 钻孔灌注桩及旋挖钻浇筑（以直径2.0m，长度20m为例）每棵需要C30水下混凝土数量对比见表2
通过上表计算可知传统的钻孔灌注桩在抗滑桩浇筑时混凝土用量超用率为13.5%，而旋挖钻的混凝土超用率为7.67%，而本项目抗滑桩混凝土设计用量为18300.30m3，以旋挖钻超用7.67%计算共需19703.93m3，钻孔灌注桩超用13.5%计算共需20770.84m3。则旋挖钻所施工的抗滑桩混凝土用量要比钻孔灌注桩施工的抗滑桩混凝土用量少1066.91m3。而以临沧市当地C30水下混凝土435元/方计算则可节约施工成本464105.85元。 通过上述分析比较，在混凝土用量方面，旋挖钻比传统钻孔灌注桩混凝土用量超用百分比小，具备节约施工成本的优势。
3.2钻孔灌注桩与旋挖钻相比开孔至钻孔完成为止每棵桩所耗用能源（以直径2.0m，长度20m为例）对比见表3
通过上表计算可知，直径和桩长相同的抗滑桩所消耗能源的价格旋挖钻为876.40元，钻孔灌注桩为956元，折算为每米旋挖钻所耗能源费用为43.82元/米，钻孔灌注桩所耗能源费用为48元/米，我项目抗滑桩总长5277米，则旋挖钻所耗能源费用为231238.14元，钻孔灌注桩所耗能源费用为253296元。
本项目四台钻孔灌注桩，工地变压器设置在K10+900左侧边坡，按需进行抗滑桩施工K10+578～K11+300段，需电缆线1200米，折合人民币为57600元。
在消耗能源费用方面，旋挖钻比钻孔灌注桩节约79657.86元，旋挖钻具备耗能低，节约施工成本的优势。
3.3 产生泥浆及渣土
钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆约为混凝土体积的2.5倍～3.0倍，而旋挖钻施工工艺为干钻，不产生泥浆，排出的渣土仅为混凝土体积的1.2倍。
按共需C30水下混凝土18300.30m3计算，钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆为45750.75m3～54900.9m3，旋挖钻排出的渣土为21960.36m3，如果采用旋挖钻则比传统的钻孔灌注桩少产生23790.39m3～32940.54m3泥浆和渣土，
钻孔灌注桩进行冲孔作用时还需挖设泥浆池，才能保证泥浆循环，每个泥浆池体积大约为60m3，每个泥浆池可供8棵桩分别循环使用，我项目269棵桩，则最少挖设34个泥浆池。
旋挖钻与钻孔灌注桩相比，不仅有效减少了渣土和泥浆的数量，节约施工成本，减少泥浆对环境的污染，由于无需挖设泥浆池，降低了施工风险。
3.4 施工环境和场地
旋挖钻对施工场地要求较高，旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右，但其履带与地面接触面积约8.8m2，所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目K10+578～K11+300均处于滑坡带，地基承载力较差，旋挖钻工作场地必须进过处理后才能进行施工，特别在K10+578～K10+748填土地区，如果地表没有进行硬化或换填处理，地表水比较丰富或雨季施工要慎重考虑，否则采用旋挖桩机施工只移机就非常困难，严重浪费机械优势。而K10+850～K11+300段属于明槽开挖，在路线右侧设置两排抗滑桩，第一排设在路基边线，第二排设置在距中线39處，处于开挖边坡之上，本段挖方已经出现滑坡现象，在边坡上较难提供47.49m2平整的面积，加之122.5kPa的施工机械压力，边坡无法承载如此大的压力，预计会使边坡产生更大规模的滑坡，且施工便道路況差，旋挖钻行走速度受到很大限制，无法发挥机械优势。
结束语
通过总结对比，结合本项目自身施工情况，优化施工方案，我项目在K10+850～K11+300挖方右侧第二排抗滑桩采用钻孔灌注桩施工，已施工完成抗滑桩设计强度达到70%以上，方进行下一台边坡开挖，开挖完成后立马采用旋挖钻进行施工，这样既保证了边坡稳定性，也发挥了旋挖钻施工速度快的优势，同时边坡开挖完成后还省去场地处理的的工序。在K10+578～K10+748填土地段，采用钻孔灌注桩施工，不需对场地进行处理，减少成本投资。
参考文献
[1] 建筑基坑支护技术规程（j）Gj120—99.
[2] 公路路基施工技术规范（S）JTCF80/1—2004.
[关键词]旋挖钻；边坡；利弊
中图分类号：TU485.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0262-02
旋挖钻因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及使用性强等诸多优势，成为工程界钻孔桩施工的主要成孔设备。在我项目部承建的临沧市省道319线临翔过境公路K10+850～K11+400段为深挖路堑岩土体自稳能力差，一旦出现临空面将产生不同程度的牵引滑动变形，现状下K11+130～+300已诱发形成滑坡，并有逐步扩大趋势。鉴于上述特殊地质情况，且该段路堑边坡较高，须对边坡进行抗滑桩及锚杆框格梁对边坡进行支挡加固，并采取逆作法施工，否则容易诱发滑坡灾害，增加建设投资，并严重影响施工进度及施工安全。分析对比旋挖钻在该地段施工的利弊，已节省成本，保护当地环境，加快工程进度。
1.与传统钻机相比的优点
1.1 钻孔速度快
以本项目之前钻孔完成的六棵桩所需时间作对比（见表1）。
由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土， 并直接将其装入钻斗内提升运至地面， 平均每分钟进尺可达50cm 左右。施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5～6 倍。而钻孔灌注桩需制备泥浆，挖设泥浆池，从开孔至成孔用于解决其它事情的时间较长，纯钻时间较短，从而增加了抗滑桩成孔速度。
1.2 抗滑桩浇筑速度快
钻孔灌注桩在混凝土浇筑前需要对成孔进行换浆，二次清空，而且在钢筋笼下放时存在不可预见因素，需对孔进行重新处理，大大增加了混凝土浇筑用时。
1.3 成桩质量高
同条件下，单桩承载力旋挖钻比钻孔灌注桩高。由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔，钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙、不易产生缩颈，成孔更规则，同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用，成桩后桩体与土体的结合程度比较高，相对而言单桩承载力要高。据有关资料报道，比估计的承载力要高20%。
1.4 施工安全性好
和传统的钻孔灌注桩相比，旋挖钻采用自动行走的履带式底盘。钻孔灌注桩采用电力发动机，需要拉舍用电缆线路，由于电用肉眼无法看到，危险性较大，用电伤人的事故发生概率远远大于机械伤人的概率。
旋挖钻成孔速度快更无需挖设泥浆池，当日钻孔完成便当日浇筑，钻孔灌注桩成孔时间较长，冲孔过程中需要制备泥浆及开挖泥浆池，在生产过程中泥浆池往往危险性较大，稍不注意便会发生安全事故。
1.5 对环境影响小
目前国内公路抗滑桩，桥梁桩基，高层建筑基础，大多数采用钻孔灌注桩泥浆循环施工。泥浆的处理方式主要以用泥漿罐车将泥浆拉至弃土场，倒入如弃土场沉淀后流入地方排水沟渠，往往因为泥浆数量较多，沉淀不充分便流入地方沟渠河道，对沟渠和河道水体造成污染。
而旋挖钻成孔是底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内提升运至地面，只产生渣土。
1.6 施工简易方便，节约资源
施工精度比较高。施工过程可以通过机身电脑控制。易于管理。由于旋挖桩机自身特点，同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少，同时用电要求不高，从管理角度来讲，易于管理和节省管理成本。机械化程度比较高。无需进行泥浆清渣处理等，可降低工人的劳动强度，同时节约人力资源。
2.与传统钻机相比的缺点
2.1 前期投入比较大
目前市场上国产旋挖桩机的售价在600万元左右，如果自购设备，一次性投入比较大，针对本项目特点只适合外包后，以其成桩米数计量予外协队伍。
2.2 自重大，对场地要求比较严格
旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右，但其履带与地面接触面积约8.8m2，所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目抗滑桩施工段落处于滑坡带，地质情况差，且边进行边坡开挖边进行抗滑桩施工，风险性较高。在进行抗滑桩施工时地表有足够承载力，才能保证旋挖钻施工安全。
2.3 孔壁護壁差
由于旋挖桩机钻进速度快，主要靠切土钻进，孔壁护壁同比钻、冲孔桩要差。特别在填土和软土地层，塌孔和缩径容易发生，要给予重视。
2.4 需要机械配合作业
旋挖钻由于构造特点，成孔后钢筋笼的安装和混凝土的灌注不能自行完成，必须有其他起重机械的配合，而且挖孔过程产生的弃土必须有其他运土机械进行挖运配合，否则弃土堆高后会直接影响旋挖钻的施工。
2.5 软土中孔内容易产生负压
旋挖钻钻筒与土体接触面比较大，在软土中如果钻进进尺大，钻斗提升过程容易产生负压，在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响，容易形成孔壁缩径。
2.6 施工过程短期投入增加
由于旋挖钻施工速度快，短期需要投入的材料费用比较大，施工单位要结合项目资金运作情况，项目工期和合同约定的相关奖惩情况进行综合考虑和选用。
3.总结对比
本项目抗滑桩数量共计269棵，共需C30混凝土18300.30m3。
3.1 钻孔灌注桩及旋挖钻浇筑（以直径2.0m，长度20m为例）每棵需要C30水下混凝土数量对比见表2
通过上表计算可知传统的钻孔灌注桩在抗滑桩浇筑时混凝土用量超用率为13.5%，而旋挖钻的混凝土超用率为7.67%，而本项目抗滑桩混凝土设计用量为18300.30m3，以旋挖钻超用7.67%计算共需19703.93m3，钻孔灌注桩超用13.5%计算共需20770.84m3。则旋挖钻所施工的抗滑桩混凝土用量要比钻孔灌注桩施工的抗滑桩混凝土用量少1066.91m3。而以临沧市当地C30水下混凝土435元/方计算则可节约施工成本464105.85元。 通过上述分析比较，在混凝土用量方面，旋挖钻比传统钻孔灌注桩混凝土用量超用百分比小，具备节约施工成本的优势。
3.2钻孔灌注桩与旋挖钻相比开孔至钻孔完成为止每棵桩所耗用能源（以直径2.0m，长度20m为例）对比见表3
通过上表计算可知，直径和桩长相同的抗滑桩所消耗能源的价格旋挖钻为876.40元，钻孔灌注桩为956元，折算为每米旋挖钻所耗能源费用为43.82元/米，钻孔灌注桩所耗能源费用为48元/米，我项目抗滑桩总长5277米，则旋挖钻所耗能源费用为231238.14元，钻孔灌注桩所耗能源费用为253296元。
本项目四台钻孔灌注桩，工地变压器设置在K10+900左侧边坡，按需进行抗滑桩施工K10+578～K11+300段，需电缆线1200米，折合人民币为57600元。
在消耗能源费用方面，旋挖钻比钻孔灌注桩节约79657.86元，旋挖钻具备耗能低，节约施工成本的优势。
3.3 产生泥浆及渣土
钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆约为混凝土体积的2.5倍～3.0倍，而旋挖钻施工工艺为干钻，不产生泥浆，排出的渣土仅为混凝土体积的1.2倍。
按共需C30水下混凝土18300.30m3计算，钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆为45750.75m3～54900.9m3，旋挖钻排出的渣土为21960.36m3，如果采用旋挖钻则比传统的钻孔灌注桩少产生23790.39m3～32940.54m3泥浆和渣土，
钻孔灌注桩进行冲孔作用时还需挖设泥浆池，才能保证泥浆循环，每个泥浆池体积大约为60m3，每个泥浆池可供8棵桩分别循环使用，我项目269棵桩，则最少挖设34个泥浆池。
旋挖钻与钻孔灌注桩相比，不仅有效减少了渣土和泥浆的数量，节约施工成本，减少泥浆对环境的污染，由于无需挖设泥浆池，降低了施工风险。
3.4 施工环境和场地
旋挖钻对施工场地要求较高，旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右，但其履带与地面接触面积约8.8m2，所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目K10+578～K11+300均处于滑坡带，地基承载力较差，旋挖钻工作场地必须进过处理后才能进行施工，特别在K10+578～K10+748填土地区，如果地表没有进行硬化或换填处理，地表水比较丰富或雨季施工要慎重考虑，否则采用旋挖桩机施工只移机就非常困难，严重浪费机械优势。而K10+850～K11+300段属于明槽开挖，在路线右侧设置两排抗滑桩，第一排设在路基边线，第二排设置在距中线39處，处于开挖边坡之上，本段挖方已经出现滑坡现象，在边坡上较难提供47.49m2平整的面积，加之122.5kPa的施工机械压力，边坡无法承载如此大的压力，预计会使边坡产生更大规模的滑坡，且施工便道路況差，旋挖钻行走速度受到很大限制，无法发挥机械优势。
结束语
通过总结对比，结合本项目自身施工情况，优化施工方案，我项目在K10+850～K11+300挖方右侧第二排抗滑桩采用钻孔灌注桩施工，已施工完成抗滑桩设计强度达到70%以上，方进行下一台边坡开挖，开挖完成后立马采用旋挖钻进行施工，这样既保证了边坡稳定性，也发挥了旋挖钻施工速度快的优势，同时边坡开挖完成后还省去场地处理的的工序。在K10+578～K10+748填土地段，采用钻孔灌注桩施工，不需对场地进行处理，减少成本投资。
参考文献
[1] 建筑基坑支护技术规程（j）Gj120—99.
[2] 公路路基施工技术规范（S）JTCF80/1—2004.