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摘要：灌注桩在工程建设中普通使用，而地质情况的好坏直接影响着灌注桩成孔的难易，但在实际工程中地质情况千变万化，如遇到杂填土或溶洞等特殊地质情况则施工更为困难。本文结合工程实际论述利用双螺旋挤土灌注桩在杂填土区域成孔，并在挤土灌注桩施工过程中，通过桩机施工过程控制、优选混凝土品种及严格控制混凝土塌落度等方法，达到预期施工工期、质量要求等目的。
关键词：杂填土；双螺旋挤土灌注桩；成孔
引言
在灌注桩施工过程中，成孔情况是灌注桩施工质量的重中之重。在杂填土施工区域，灌注桩施工过程中，经常会遇到塌孔、缩孔等问题，造成灌注桩成孔困难。如何在杂填土区域提高灌注桩的一次成孔率，确保桩基施工质量这一课题就摆在了我们面前。本文结合某地块桩基施工过程中的问题，介绍杂填土区域是如何解决这一问题的。
一、工程概况
某地块，主要施工内容为7幢高层住宅，两层地下车库。1、2、4#住宅楼及地下车库采用钻孔灌注桩，设计建议采用反循环泥浆护壁施工工艺，明确了在工程桩施工前，先进行27根设计试桩，需根据设计试桩来核实桩基参数及成桩条件。
二、灌注桩试桩施工情况
试桩钻孔施工采用旋挖钻桩机施工，化学泥浆护壁，在杂填土区域有7根桩成孔出现了塌孔、缩孔等现象，导致工程无法继续开展下去。经研究分析后决定改变施工工艺，尝试采用回旋钻进行施工，仍有3根成孔出现了塌孔现象，至此27根试桩中有10根桩出现了塌孔、缩孔等现象，成孔不达标比例超过了30%。
表1 试桩存在问题汇总表
序号 桩机类型 试桩桩号 存在问题 备注
1 旋挖钻 6 塌孔，采用化学泥浆护臂施工
2 旋挖钻 7 塌孔、缩孔，扫孔、二次清孔
3 旋挖钻 5 塌孔、缩孔、垂直度偏差过大，扫孔、二次清孔
4 旋挖钻 8 化学泥浆护壁，塌孔、缩孔，扫孔、二次清孔
5 旋挖钻 4 化学泥浆护壁，塌孔，二次清孔
6 旋挖钻 3 化学泥浆护壁，塌孔，二次清孔
7 旋挖钻 1 化学泥浆护壁，垂直度偏差过大，成孔深度不足，重新钻孔，成孔后塌孔，二次清孔
8 回旋钻 15 塌孔，二次清孔
9 回旋钻 12 塌孔，二次清孔
10 回旋钻 11 塌孔，二次清孔
三、原因分析
发生此情況后，建设单位组织设计、施工、监理、勘察等单位对项目周边工程进行考察，认定该项目处于杂填土区域。并对本工程试桩施工过程中存在的问题进行了分析。
通过人、机、料、工艺、环境各方面的影响进行分析，总结原因如下：
1、人
施工不规范，工人未严格按照技术交底的要求进行施工，泥浆配制未严格按照交底进行配置，导致泥浆护壁效果不好。
2、机
场地不平整，致使桩基位置摆放不平整；护筒漏水，泥浆流到钻机四周，杂填土区域地基不稳，导致地面下沉。
3、料
护筒周围未用粘土紧密填封，导致护筒内泥浆流失较多，泥浆护壁不稳，水头高度时高时低，未起到预计护壁效果。
4、工艺
成孔工艺缺陷，钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长，旋挖钻成孔后易塌孔、缩孔，下放钢筋笼时带落泥渣。
6、环境
钻孔过程中因杂填土区域土方不稳定，在其它重型机械施工过程中，可能存在扰动，导致土体不稳发生塌孔现象。
四、要因确认
为了验证初步确定的影响因素是否准确，对施工过程管理进行分工，各司其责又相互协调配合，对各影响因素进行评估，对其是否为导致塌孔主要因素进行了评判。
1、工人未按技术交底施工
标准：操作人员均参加过三级教育培训，且考核合格。
实测：操作人员均参加过三级教育培训，且考核合格。
结论：非要因
2、工人未按技术交底进行配置泥浆
标准：检查泥浆比重符合设计要求。
实测：检查泥浆护壁泥浆比重符合要求。
结论：非要因
3、施工现场场地不平整，桩机摆放不稳定
标准：桩基就位后机身能否调平摆正。
实测：桩机就位由大挖机对操作平台进行修整，并有一台挖机随时处理操作平台平整问题。
结论：非要因
4、钻头使用错误，或桩头发生磨损
标准：钻头直径600mm，没有磨损。
实测：钻头尺寸符合设计要求，钻头磨损小，对现场施工无影响。
结论：非要因
5、泥浆法不能稳定孔壁
标准：泥浆护壁能否达到护壁要求。
实测：检查护壁泥浆不能满足现场施工要求，施工过程中泥浆流失较为严重，易发生塌孔现象。
结论：要因
6、桩孔垂直度未检测，或检测后未按照检测要求进行调整桩机
标准：钻孔过程有垂直度检测。
实测：桩机上配有铅锤，可随时监测桩机垂直度，施工过程中未发现桩机倾斜。
结论：非要因
7、成孔后等待灌注时间过长
标准：混凝土到场及时，未对连续施工造成影响。
实测：混凝土到场时间需1小时，桩机成孔后需40分钟下钢筋笼和导管，灌注时间不易确定。施工过程中，下放钢筋笼等等待时间较长，出现混凝土到场晚的次数较多。
结论：要因
8、成孔工艺缺陷
标准：旋挖钻施工工艺能否满足现场施工要求。 实测：采用旋挖钻工艺在部分区域能成孔，但成孔后易塌孔、缩孔；厚杂填土区域内完全无法成孔，只能采用回旋钻施工，且都需二次清孔。
结论：要因
9、下放钢筋笼时带落泥渣
标准：钢筋笼下放过程未落泥渣，未破坏孔壁。
实测：现场施工人员在下放钢筋笼时按照要求将钢筋笼垂直吊放，并在下放过程中有两名施工人员辅助调整下放方向。
结论：非要因
10、土方作业的机械扰动
标准：钻孔期间，周边其他工程机械施工对桩机成孔扰动致使塌孔、缩孔等现象。
实测：桩机施工范围内有渣土车辆外运土方，离桩机工作面远，扰动远小于桩机施工本身。
结论：非要因
经过要因的确认，明确影响成孔的要因是：泥浆法不能稳定孔壁、成孔后等待灌注时间过长、成孔工艺缺陷。
五、制定对策
针对上述三项要因，经过认真研究分析，制定如下对策及措施：
1、泥浆法不能稳定孔壁
对策：采用挤土桩钻杆对孔壁进行支撑。
目标：桩机成孔后不塌孔、缩孔。
措施：采用双螺旋挤土灌注桩进行杂填土区域内桩基施工，利用挤土桩钻杆对孔壁进行支撑，达到护壁效果，钻杆边浇筑边上提，不易产生塌孔及缩孔现象。
2、成孔后等待灌注时间过长
对策：更换距离较近的搅拌站，提前预估混凝土浇筑时间。
目标：减短混凝土成桩后等待时间。
措施：更换运距最短的搅拌站提供混凝土；现场旁站人员根据钻孔长度提前要求搅拌站发混凝土，并做好现场钢筋笼加工制作等施工準备工作，减少成孔后等待时间。
3、成孔工艺缺陷
对策：用双向螺旋挤土灌注桩施工。
目标：采用新工艺使桩机成孔率提高。
措施：采用双螺旋挤土灌注桩进行杂填土区域内桩基施工；由挖机和水准仪配合，将原地面整平；桩机行走路径采用钢板铺设，保证桩机行走条件；与设计联系更改桩长，取消扩大头。
六、对策实施
1、双螺旋挤土灌注桩机组装完成后，开始试钻。双螺旋挤土灌注桩钻进过程中钻头将土挤入周边土体中，钻杆将土体护住，直至混凝土进场开始灌注时才开始提钻，确保了桩孔不会出现塌孔、缩孔等现象，清理桩边土并下放钢筋笼，提振动杆成桩。
实施效果：桩机成孔后不塌孔、缩孔，实现目标。
2、将地面标高开挖至桩顶标高以上1m，由挖机和水准仪配合，将原地面整平。
现场道路采用20mm厚钢板为垫板，临时调用挖机协助施工，并由桩基班组自备大挖一台，随时为铺设工作面服务。
实施效果：桩机成孔后不塌孔、缩孔，实现目标。
3、与设计联系更改桩长，取消桩机扩大头，同时更改试桩条件，直接用工程桩进行试桩实验。
实施效果：桩机一次成孔率达100%，实现目标。
4、采用距离施工现场最近搅拌站的混凝土，并要求使用超缓凝细石混凝土，减少成孔后等待混凝土的时间。现场旁站人员在桩机钻孔剩余约一小时时要求搅拌站发混凝土，保证混凝土能提前进场。
实施效果：根据现场实际情况调整混凝土到场时间，减短混凝土成桩后等待时间，实现目标。
七、完成效果
桩基施工完成时，其一次成孔率达到100%，桩位偏差符合设计要求；成孔后桩基检测效果良好，主楼及地库由双向螺旋挤土钻机施工桩基全部为I类合格桩。
结语
本文对在杂填土区域灌注桩成孔易产生塌孔、缩孔等问题进行了分析，研究了塌孔、缩孔等各类诱因问题，制定了相应的因对措施，并采用双螺旋挤土灌注桩进行桩成孔施工，成功地解决了杂填土区域内混凝土灌注桩成孔困难的问题，保证了桩基工程质量，加快了施工进度，取得了良好的经济和社会效益，为今后类似工程的顺利实施积累了经验。
关键词：杂填土；双螺旋挤土灌注桩；成孔
引言
在灌注桩施工过程中，成孔情况是灌注桩施工质量的重中之重。在杂填土施工区域，灌注桩施工过程中，经常会遇到塌孔、缩孔等问题，造成灌注桩成孔困难。如何在杂填土区域提高灌注桩的一次成孔率，确保桩基施工质量这一课题就摆在了我们面前。本文结合某地块桩基施工过程中的问题，介绍杂填土区域是如何解决这一问题的。
一、工程概况
某地块，主要施工内容为7幢高层住宅，两层地下车库。1、2、4#住宅楼及地下车库采用钻孔灌注桩，设计建议采用反循环泥浆护壁施工工艺，明确了在工程桩施工前，先进行27根设计试桩，需根据设计试桩来核实桩基参数及成桩条件。
二、灌注桩试桩施工情况
试桩钻孔施工采用旋挖钻桩机施工，化学泥浆护壁，在杂填土区域有7根桩成孔出现了塌孔、缩孔等现象，导致工程无法继续开展下去。经研究分析后决定改变施工工艺，尝试采用回旋钻进行施工，仍有3根成孔出现了塌孔现象，至此27根试桩中有10根桩出现了塌孔、缩孔等现象，成孔不达标比例超过了30%。
表1 试桩存在问题汇总表
序号 桩机类型 试桩桩号 存在问题 备注
1 旋挖钻 6 塌孔，采用化学泥浆护臂施工
2 旋挖钻 7 塌孔、缩孔，扫孔、二次清孔
3 旋挖钻 5 塌孔、缩孔、垂直度偏差过大，扫孔、二次清孔
4 旋挖钻 8 化学泥浆护壁，塌孔、缩孔，扫孔、二次清孔
5 旋挖钻 4 化学泥浆护壁，塌孔，二次清孔
6 旋挖钻 3 化学泥浆护壁，塌孔，二次清孔
7 旋挖钻 1 化学泥浆护壁，垂直度偏差过大，成孔深度不足，重新钻孔，成孔后塌孔，二次清孔
8 回旋钻 15 塌孔，二次清孔
9 回旋钻 12 塌孔，二次清孔
10 回旋钻 11 塌孔，二次清孔
三、原因分析
发生此情況后，建设单位组织设计、施工、监理、勘察等单位对项目周边工程进行考察，认定该项目处于杂填土区域。并对本工程试桩施工过程中存在的问题进行了分析。
通过人、机、料、工艺、环境各方面的影响进行分析，总结原因如下：
1、人
施工不规范，工人未严格按照技术交底的要求进行施工，泥浆配制未严格按照交底进行配置，导致泥浆护壁效果不好。
2、机
场地不平整，致使桩基位置摆放不平整；护筒漏水，泥浆流到钻机四周，杂填土区域地基不稳，导致地面下沉。
3、料
护筒周围未用粘土紧密填封，导致护筒内泥浆流失较多，泥浆护壁不稳，水头高度时高时低，未起到预计护壁效果。
4、工艺
成孔工艺缺陷，钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长，旋挖钻成孔后易塌孔、缩孔，下放钢筋笼时带落泥渣。
6、环境
钻孔过程中因杂填土区域土方不稳定，在其它重型机械施工过程中，可能存在扰动，导致土体不稳发生塌孔现象。
四、要因确认
为了验证初步确定的影响因素是否准确，对施工过程管理进行分工，各司其责又相互协调配合，对各影响因素进行评估，对其是否为导致塌孔主要因素进行了评判。
1、工人未按技术交底施工
标准：操作人员均参加过三级教育培训，且考核合格。
实测：操作人员均参加过三级教育培训，且考核合格。
结论：非要因
2、工人未按技术交底进行配置泥浆
标准：检查泥浆比重符合设计要求。
实测：检查泥浆护壁泥浆比重符合要求。
结论：非要因
3、施工现场场地不平整，桩机摆放不稳定
标准：桩基就位后机身能否调平摆正。
实测：桩机就位由大挖机对操作平台进行修整，并有一台挖机随时处理操作平台平整问题。
结论：非要因
4、钻头使用错误，或桩头发生磨损
标准：钻头直径600mm，没有磨损。
实测：钻头尺寸符合设计要求，钻头磨损小，对现场施工无影响。
结论：非要因
5、泥浆法不能稳定孔壁
标准：泥浆护壁能否达到护壁要求。
实测：检查护壁泥浆不能满足现场施工要求，施工过程中泥浆流失较为严重，易发生塌孔现象。
结论：要因
6、桩孔垂直度未检测，或检测后未按照检测要求进行调整桩机
标准：钻孔过程有垂直度检测。
实测：桩机上配有铅锤，可随时监测桩机垂直度，施工过程中未发现桩机倾斜。
结论：非要因
7、成孔后等待灌注时间过长
标准：混凝土到场及时，未对连续施工造成影响。
实测：混凝土到场时间需1小时，桩机成孔后需40分钟下钢筋笼和导管，灌注时间不易确定。施工过程中，下放钢筋笼等等待时间较长，出现混凝土到场晚的次数较多。
结论：要因
8、成孔工艺缺陷
标准：旋挖钻施工工艺能否满足现场施工要求。 实测：采用旋挖钻工艺在部分区域能成孔，但成孔后易塌孔、缩孔；厚杂填土区域内完全无法成孔，只能采用回旋钻施工，且都需二次清孔。
结论：要因
9、下放钢筋笼时带落泥渣
标准：钢筋笼下放过程未落泥渣，未破坏孔壁。
实测：现场施工人员在下放钢筋笼时按照要求将钢筋笼垂直吊放，并在下放过程中有两名施工人员辅助调整下放方向。
结论：非要因
10、土方作业的机械扰动
标准：钻孔期间，周边其他工程机械施工对桩机成孔扰动致使塌孔、缩孔等现象。
实测：桩机施工范围内有渣土车辆外运土方，离桩机工作面远，扰动远小于桩机施工本身。
结论：非要因
经过要因的确认，明确影响成孔的要因是：泥浆法不能稳定孔壁、成孔后等待灌注时间过长、成孔工艺缺陷。
五、制定对策
针对上述三项要因，经过认真研究分析，制定如下对策及措施：
1、泥浆法不能稳定孔壁
对策：采用挤土桩钻杆对孔壁进行支撑。
目标：桩机成孔后不塌孔、缩孔。
措施：采用双螺旋挤土灌注桩进行杂填土区域内桩基施工，利用挤土桩钻杆对孔壁进行支撑，达到护壁效果，钻杆边浇筑边上提，不易产生塌孔及缩孔现象。
2、成孔后等待灌注时间过长
对策：更换距离较近的搅拌站，提前预估混凝土浇筑时间。
目标：减短混凝土成桩后等待时间。
措施：更换运距最短的搅拌站提供混凝土；现场旁站人员根据钻孔长度提前要求搅拌站发混凝土，并做好现场钢筋笼加工制作等施工準备工作，减少成孔后等待时间。
3、成孔工艺缺陷
对策：用双向螺旋挤土灌注桩施工。
目标：采用新工艺使桩机成孔率提高。
措施：采用双螺旋挤土灌注桩进行杂填土区域内桩基施工；由挖机和水准仪配合，将原地面整平；桩机行走路径采用钢板铺设，保证桩机行走条件；与设计联系更改桩长，取消扩大头。
六、对策实施
1、双螺旋挤土灌注桩机组装完成后，开始试钻。双螺旋挤土灌注桩钻进过程中钻头将土挤入周边土体中，钻杆将土体护住，直至混凝土进场开始灌注时才开始提钻，确保了桩孔不会出现塌孔、缩孔等现象，清理桩边土并下放钢筋笼，提振动杆成桩。
实施效果：桩机成孔后不塌孔、缩孔，实现目标。
2、将地面标高开挖至桩顶标高以上1m，由挖机和水准仪配合，将原地面整平。
现场道路采用20mm厚钢板为垫板，临时调用挖机协助施工，并由桩基班组自备大挖一台，随时为铺设工作面服务。
实施效果：桩机成孔后不塌孔、缩孔，实现目标。
3、与设计联系更改桩长，取消桩机扩大头，同时更改试桩条件，直接用工程桩进行试桩实验。
实施效果：桩机一次成孔率达100%，实现目标。
4、采用距离施工现场最近搅拌站的混凝土，并要求使用超缓凝细石混凝土，减少成孔后等待混凝土的时间。现场旁站人员在桩机钻孔剩余约一小时时要求搅拌站发混凝土，保证混凝土能提前进场。
实施效果：根据现场实际情况调整混凝土到场时间，减短混凝土成桩后等待时间，实现目标。
七、完成效果
桩基施工完成时，其一次成孔率达到100%，桩位偏差符合设计要求；成孔后桩基检测效果良好，主楼及地库由双向螺旋挤土钻机施工桩基全部为I类合格桩。
结语
本文对在杂填土区域灌注桩成孔易产生塌孔、缩孔等问题进行了分析，研究了塌孔、缩孔等各类诱因问题，制定了相应的因对措施，并采用双螺旋挤土灌注桩进行桩成孔施工，成功地解决了杂填土区域内混凝土灌注桩成孔困难的问题，保证了桩基工程质量，加快了施工进度，取得了良好的经济和社会效益，为今后类似工程的顺利实施积累了经验。