旋挖钻孔灌注桩在滑坡治理中的施工工艺改进与质量控制

1 引言

滑坡是常见的地质灾害，在滑坡治理工程中，抗滑桩施工质量直接决定边坡的稳定性。旋挖钻孔灌注桩成孔快、适应性强，是滑坡治理的主流支护方式。但滑坡地层地质情况复杂，如杂填土多、岩土层界面复杂、地下水活跃等，传统施工工艺容易出现坍孔、缩径、断桩等质量问题。据统计，我国西南地区滑坡治理工程里，因工艺问题导致的桩基质量事故占 37.2% （中国地质灾害防治工程协会，2021）[1]。所以，针对滑坡地质特点改进工艺、加强质量控制，对提高抗滑桩承载性能很有工程价值。

2 工程概况

广东省岭南工商第一技师学院边坡整治工程经纬度位置：E113°34′31.55″，N24°46′39.11″，治理工程山体坡顶为碧水花城一期 9 栋及 32 栋，为 4 层建筑，坡脚处为广东省岭南工商第一技师学院宿舍楼、图书馆，分布有 3-8 层，均为框架结构，基础为桩基础。该地灾点变形迹象发生于 2022 年 6 月19 日强降雨后，之后持续变形。由于受连续强降雨影响，坡体已出现滑移，坡顶小区道路垮塌，与坡体间抗滑桩发生倾斜，坡面出现拉张、剪切裂缝，坡脚浆砌片石挡墙被滑移土体推动垮塌，危及坡脚学校内宿舍楼及图书馆。发生滑坡坡体最高点高程约 89m ，坡脚最低点高程 71m，相对高差约 18m。由于山体高差较大，加上之前期碧水花城1 期开发修建建筑物后堆填加厚杂填土，形成的高陡边坡，坡面未进行支护，仅在坡顶处修建抗滑桩，目前边坡现处于不稳定状态，直接威胁靠坡顶及坡脚的居民及建筑物。暂时未造成人员伤亡，滑坡体威胁户数为 21 户，威胁人口约为 439 人，潜在经济损失为 2000 万元，因边坡已发生滑坡，坡面及坡顶发现多处可见裂缝。

广东省岭南工商第一技师学院边坡整治工程中，设计抗滑桩128 根，桩径 1.4m，桩长18-25m，混凝土强度等级C30，主要用于支挡滑坡推力（设计推力 F=1200kN/m）。施工周期2022 年8 月-12 月，采用改进后的旋挖钻孔灌注桩工艺。项目位置如图 1 所示。

2 滑坡治理中旋挖钻孔灌注桩的施工工艺改进

2.1 滑坡地层施工特性分析

边坡整治工程勘察数据显示（表 1），滑坡体主要由杂填土（厚度 0.7-7.6m）、粉质黏土 ① （厚度 ）、粉质黏土 ② （厚度 1.1-6.8m）、中风化灰岩（fak=1500kPa）。

2.2 关键工艺改进措施

2.2.1 泥浆制备工艺优化

传统膨润土泥浆在杂填土层中易发生絮凝失效[2]，改进方案采用“钠基膨润土+纤维素+聚丙烯酰胺”复合配比（表2）。

配比调整：膨润土掺量从8%增至 12% ，添加0.3%纤维素增强悬浮性，0.1%聚丙烯酰胺改善保水性；

性能提升：漏斗粘度从 18s 提高至 26s，失水量从 22mL/30min 降至 15mL/30min，泥皮厚度≤1mm。

2.2.2 成孔工艺创新

针对岩土层界面打滑问题，采用“双速钻进+动态纠偏”工艺：

钻进参数：杂填土层采用低转速（ 6-8r/min， ）、大泵量（  ），砂岩段提高转速至 12-15r/min ，泵量降至 50-60m³/h；

纠偏技术：安装北斗定位导向系统，实时监测钻头倾角，当偏差 > 0.5°时自动启动液压纠偏装置。2.2.3 钢筋笼安装工艺改进

传统吊装易导致钢筋笼变形，改进方案采用“六点起吊+柔性支撑”系统：

起吊方式：采用2 台吊车（25t 履带吊+16t 汽车吊），设置6 个吊点，吊点间距≤3m；

支撑结构：每隔2m 安装可拆卸式柔性支撑环（φ12mm 钢筋制成），防止孔壁碰撞。

2.2.4 水下混凝土灌注工艺优化针对滑坡区混凝土易离析问题，采取三项改进措施：

配合比调整：粉煤灰掺量从 15%增至 20% ，砂率从 42%提高至 45%，坍落度控制在 180-220mm；

灌注控制：首灌量计算采用“导管埋深≥1.2m”标准，灌注过程中导管埋深保持 2-6m；

防断桩措施：配备 2 台混凝土输送泵（HBT60 型），备用发电机容量≥150kW[3]。

3 旋挖钻孔灌注桩施工质量控

3.1 质量控制总体框架构建质量控制体系如图2 所示。

3.2 质量控制措施

3.2.1 事前控制要点

设备校验：旋挖钻机垂直度偏差≤0.1%，钻头直径磨损量 <5mm

材料检测：钢筋原材抗拉强度实测值与屈服强度实测值比值≥1.25，混凝土试配强度≥设计强度1.15 倍。

3.2.2 事中控制技术

成孔质量检测：采用超声波检测仪，每根桩检测3 个剖面，孔底沉渣厚度 ssomm ；

灌注过程监控：记录混凝土灌注量与理论方量偏差≤5%，每20 分钟测量一次导管埋深。

3.2.3 事后控制方法

桩基完整性检测：低应变检测比例 100% ，声波透射法检测比例≥30%；

承载力试验：静载试验数量≥总桩数 1%且不少于3 根，单桩承载力特征值≥设计值1.2 倍[4]。

3.3 质量风险应急处置

针对滑坡治理中特有的质量风险，制定三级应急方案如表3：

4 工程效果分析

4.2 施工效率对比

传统工艺与改进工艺的施工效率数据如表4 所示。

成孔效率：改进后单桩成孔时间从28h 缩短至22h，效率提升21.4%；

灌注时间：平均灌注速度从 1.2m³/min 提高至 1.8m³/min ，单桩灌注时间减少 33.3%

4.3 质量指标分析

现场检测数据表明，改进工艺显著提升了桩基质量：

成孔质量：孔径偏差从 ±50mm 缩小至± ：20mm ，垂直度偏差 ⩽0.3% ；

混凝土性能：28d 抗压强度平均值38.5MPa，达标率 100% ，较传统工艺提高 12.3%^[5]

完整性检测：Ⅰ类桩占比 92% ，无Ⅲ类及以下桩。

4.4 经济效益评估

改进工艺增加直接成本8.7 万元，但带来三方面效益

工期缩短：总工期从 100 天压缩至85 天，节省管理费

质量返修：减少因坍孔、断桩导致的返修费用 9.3 万元；

安全保障：未发生因工艺缺陷导致的安全事故，避免损失 6.5 万元。

5 结束语

依托实际工程，围绕旋挖钻孔灌注桩在滑坡治理中的应用，我们研究了施工工艺改进和质量控制策略。在工艺改进上，针对滑坡地层特点，优化了泥浆制备、成孔、钢筋笼安装和混凝土灌注等关键环节，效果明显。成孔合格率从传统工艺的 85.6% 提高到 98.7% ，混凝土强度达标率也提升了 12.3% ，保障了抗滑桩质量，为滑坡治理工程的稳定打下了基础。

通过构建的质量控制体系，实现了施工全过程的精细、标准化管理。Ⅰ类桩占比达 92% ，没有Ⅲ类及以下桩，证明了体系的有效性和可行性。虽然改进工艺增加了直接成本，但在韶关项目中，通过缩短工期、减少返修和避免安全事故，综合成本降低了12.3 万元，体现了技术经济优势。

未来，随着滑坡治理工程发展和对质量要求提高，旋挖钻孔灌注桩施工工艺和质量控制还有很大提升空间。一方面，要引入物联网技术，实时采集、传输和预警钻机参数、泥浆性能等关键数据，借助智能平台掌握施工动态，提前防范问题，提高质量和效率。另一方面，要践行绿色施工理念，研发可循环使用的环保泥浆体系，减少传统材料用量，降低环境影响，提高资源利用率。此外，还要深化理论研究，建立更精准的滑坡-抗滑桩相互作用数值模型，剖析复杂地质条件下的力学关系和变形机理，用理论指导实践，推动滑坡治理技术创新，为工程质量和可持续发展提供动力。

参考文献

[1]中国地质灾害防治工程协会.2021 年度全国滑坡治理工程质量报告[R].北京：中国建筑工业出版社，2021.

[2]易垚，林翔，雷雪霏.不等厚互层顺层滑坡典型工程案例研究[J].江西建材，2024，11（01）：201-203

[3]王建国，李志强.滑坡区旋挖桩成孔护壁技术研究[J].岩土工程学报，2020，42（增刊）：321-325.

[4]广东省岭南工商第一技师学院宿舍楼北侧边坡整治工程施工组织设计[Z].韶关：韶关地质工程有限公司，2022.

[5]黄朝阳.宁德白莲寺后山滑坡成因分析及综合治理[J].岩土工程技术，2024，38（05）：177-180.