超厚回填土层是指现有自重压力作用下尚未完全固结的土层。其物理力学性质主要表现为土的压缩性大、孔隙比大、含水量高、松散、欠密实性、抗剪强度低等，其地基承载力较低。超厚回填土层地质条件下的桩基施工，因地质情况复杂、不可控因素多，在工程建设中常常成为重点控制工程，处理得不好就会严重影响工程进度。

　　 拟建贵阳龙洞堡机场T3航站楼场地为素填土，为新近回填土，自然抛填，未进行夯实。填土最厚达64.2m，并且其中的大颗粒碎块石形成较多的架空现象，密实度差、厚度较大、均匀性差、力学性质差，属于超厚回填土层。该地貌特征大大地增大了钻孔灌注桩施工难度，超厚回填土层的钻孔灌注桩与普通地质条件下钻孔灌注桩基础施工相比，具有技术难度复杂、病害类型较多等特点。目前的冲孔桩机与旋挖桩机施工都不能很好满足需求，工期长、效率低、总体成本高。

　　 贵阳龙洞堡机场T3航站楼项目采用旋挖钻机与全回转钻机联合施工工法，确保了工期和质量，共计391根工程桩采用该工法，桩径最大达2.6m。

　　 场址内地层从上到下主要为:(1)超厚回填土层红黏土、块石、碎石块、建筑混凝土块，块石及碎块石、灰岩及少量白云岩，夹钢筋混凝土块构成，厚度为2～64.2m，平均厚度27.65m。到施工前一直在回填，为新近回填土，自然抛填，未进行夯实。(2)溶洞层黏土、溶蚀碎屑、碎石黏性土呈软塑、可塑状态，个别孔洞为空洞，溶洞高度为0.6～7.7m，平均高度为2.4m。(3)强风化灰岩局部夹白云质灰岩，中厚层状构造，胶结程度一般，节理裂隙发育，质软，风化均匀性差，较破碎，呈碎块及少量短柱状。(4)中等风化灰岩局部夹砾屑灰岩及白云岩，中厚层状构造，胶结程度较好，节理裂隙发育较少，质硬，风化均匀性好，岩芯完整。工程地质概况如图1所示。

　　 根据地勘报告，分析该地层情况，在优选最佳桩基施工工艺时，考虑以下3点。

　　 1)桩基础施工需穿过粒径较大、成分复杂的大厚度填土，高抛回填区域在没有护壁的情况下成孔效率极低，保证施工过程中的成孔率是关键。

　　 2)在现状地质条件下，桩基施工属于危险性较大的工程;高抛回填段区域压实度不足，存在严重的安全隐患，优选安全性能更好的桩基。

　　 3)工期相对紧张，对施工工艺要求严格，要考虑桩基施工速度。

　　 桩基工艺比选分析如表1所示。根据上述分析，施工之初，便开始对不同桩径的工程桩采用4种工艺进行试桩。泥浆护壁旋挖湿成孔工艺、全套管管内取土两种方式在夹杂大量石块、混凝土块的高抛回填土层无法成孔;冲击成孔工艺施工过程中入岩遇到溶洞时需回填后进行复打，工效下降严重;采用全套管全回转成孔工艺更为可行。通过桩基工艺比选，确定采用全套管全回转施工工艺。

　　 超厚回填层场地属回填后形成，承载力较低，表面修筑施工便道，需对表面进行一定换填碎石处理，确保够满足桩成孔设备的承压及行走要求。安放路基板使其中心对正保护好的桩位中心后，将全套管全回转钻机移至该位置，使套管抱管器中心对应定位在路基板中心即桩位中心。由于全套管设备具有约2.5m高度，旋挖钻机无法操作，传统采用土方堆筑平台将旋挖钻机安置在土堆上，安全性极难保障。

　　 为解决旋挖钻机就位问题，本工程制作专用操作平台，该操作平台设置有顶板、底板及支架、斜支撑构成，可使得全回转钻机和旋挖钻机转换场地速度加快。

　　 利用全套管全回转钻机回转装置的回转使钢套管与土层间的摩阻力大大减小，边回转边压入。然后用旋挖钻头从钢套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度1.0～1.5m，压入深度视具体土质而定。由于钻机具有强大的扭矩和压入力，可有效对岩层进行切削，且套管本身具有护壁作用，无需回填块石或另下保护筒，即可完成成桩作业。采用旋挖钻机快速取土、联合施工，既发挥了全回转钻机大扭矩切割和下套管的优势，又利用了旋挖钻机快速取土的功能。

　　 本工程地质情况复杂，超厚回填层下层为岩溶区域，桩基钻进过程中遭遇斜岩，钻头受力不均匀，易发生轻微偏移，影响施工质量。

　　 采取在厂家制作完成双钻头后运至现场投入使用，外圈钻头内侧增加1圈钻齿，固定在钻头主体上的旋挖齿槽，在钻进遭遇斜岩时，内圈钻齿先与斜岩接触，外圈跟进，小筒体先行切入，大筒钻跟进环切释放岩石围压;截齿阶跃破碎兼研磨钻进;小钻具取芯率高，大钻具分级配合破碎，增加了与斜岩的接触面积，打碎整块斜岩。

　　 因设计为嵌岩桩，孔底沉渣是影响成桩质量的关键指标。清孔方式基本上根据成孔后孔底的实际状况，因全套管施工工艺为无循环泥浆干作业钻进，钻进的钻斗斗齿是疏排列，齿间漏失不可避免，钻进钻斗内的钻渣在提升中流失严重，有时甚至全部流失在钻孔内。在本工程施工中清孔采用旋挖钻机平底钻清理孔底沉渣，底盖关闭严密，以扫除套管内部残留土方。

　　 通过一种用于灌注桩沉渣厚度的检测装置(见图2)，通过筒体将其范围内的沉渣封闭，由底板接触沉渣。沉渣将底板向上挤压，带动杆体向上移动，厚度通过焊接于杆体上的钢尺反映。通过沉渣厚度的检测装置，提高沉渣测量的精度。该装置整体构造简单、稳定，可保证各桩孔沉渣数据的一致性与精确性，具备便携、易操作的优点。

　　 施工过程中，使孔底成像摄像头对成孔质量拍摄检查，直接可观察孔底沉渣厚度情况，有无异常情况可直观判别。

　　 在施工阶段，套管下钻至岩面至成孔后，全套管全回转钻机的作用为在混凝土浇筑期间拔出套管。但钢筋笼下放以及混凝土浇筑周期长，此阶段因全套管全回转钻机闲置时间长，极大浪费全套管全回转钻机的效率。

　　 拔管作业不需全套管全回转钻机的扭矩切削土体，仅需上拔力。因此，桩基施工中使用拔管机用于混凝土浇筑期间的拔管作业，可以使回转钻机在入岩后转移至其他孔位，进行下一根桩基施工，提高回转钻机的使用率。

　　 全套管全回转钻机与旋挖钻机在超厚回填复杂地层的联合应用在目前的工程中较少，实际施工过程可能遇到一系列的工程难题。

　　 本工程在全套管全回转钻机与旋挖钻机在超厚回填复杂地层的联合应用过程中，发挥了全回转钻机大扭矩切割和下套管的优势，利用了旋挖钻机快速取土的功能;通过旋挖钻机操作平台的应用，解决旋挖钻机就位问题;通过双钻头的使用，解决岩溶场区遭遇斜岩的处理问题;通过平底清孔钻头、沉渣厚度的检测装置、成像摄像头的使用，解决了沉渣厚度处理问题;通过拔管机的使用，提高全套管全回转钻机的使用率。

　　 随着对成孔质量的要求越来越高，对环保越来越重视，相信该工法在未来的施工中一定会使用得越来越普遍。