鉆孔灌注樁應用套筒法穿地下人防施工

宋 黎（武漢地產開發投資集團有限公司，湖北 武漢 430022）

在舊城區的基礎施工中，可能會遇到各種地下障礙物，給基礎施工帶來一定的技術難度。對于體積較大、埋深較深的地下障礙物，采用大開挖法進行施工不僅施工周期長、成本投入大，還可能擾動基礎土層造成土層承載力下降。本文結合某項目基礎施工，對采用套筒法處理鉆孔灌注樁施工中遇到的地下人防工程的處理進行了討論。

一、工程情況簡介

1、工程概況

某地產開發項目具有9棟32層住宅和1.2萬平米地下停車場，基礎為鉆孔灌注樁。在土地場平過程中，陸續發現場地內有數個人防地下室出口，經了解為50年代修建的防空洞。因年代久遠、工程保密等原因，缺乏詳細圖紙。

2、地質情況

地質勘察報告中，依據鉆探資料和各巖土層的物理力學性質，結合地層沉積時代及成因，將場地土劃分為五個層組共7個亞層。第1層組為人工雜填土，平均厚度1米；第2層組為第四系上更新統沖、洪積成因粘性土層，平均厚度25米；第3層組為第四系上更新統沖、洪積成因粘性土夾砂層，平均厚度3.8米；第4層組為第四系上更新統沖、洪積成因礫卵石層，平均厚度3.5米；第5層組為志留系風化泥巖，平均厚度9.9米。

在場地層含粉粒粉質黏土中粉粒和砂粒較為集中的地段尚含有少量層間水，具有弱承壓性，但鑒于其埋藏較深，對本工程而言影響不大。

3、舊人防情況

項目建設方提前委托勘察設計研究院對地下人防工程的基本情況進行了一次勘察。測量報告顯示，場區范圍內地下人防分為上下兩層。

（1）下層為主坑道，底板高程在18.94～20.75米，洞室寬2.5～3.5米，凈高度2.4米左右，彎道和支洞較少。

（2）上層坑道走向十分復雜，轉彎頻繁且不規則。洞底高程在30.53～33.71米之間，洞寬1.4米左右，凈高度1.8米左右。

二、制定施工方案

1、坑道抽水清理

根據前期調查了解的情況，項目部確定將原場地入口處洗車槽附近的一個直通地下坑道的豎井作為集水井，從該井中集中抽排坑道中的積水。抽排水后發現，該豎井是該人防地下室系統的一個上下通道，抽水后可進入坑道進行清淤作業。

2、現場測繪定位坑道

進行測量時，在部分坑道上從場平標高地面向下挖掘了數個豎井。豎井挖至坑道頂端時，直接用風鎬破除坑道頂壁。這些豎井可以提供給坑道一個自然通風的井口，同時又提供給測量儀器一個通道，為將測量成果投射到總平面圖上提供了比較可靠的參考點。

經測量，地下1～10M（標高31.5～22.5米）范圍內的人防結構為磚砌結構。地下10M～15M（標高22.5～17.5米）范圍內的人防結構為鋼筋砼頂板（約0.8M厚）、鋼筋砼側壁（約0.4M厚）、鋼筋砼底板（約0.6M厚）。

3、試樁

根據前階段的走訪調查和地質勘查，結合對坑道的清淤排水和勘察測繪工作，決定利用試樁進一步驗證施工方案。

第一根試樁于孔深34M，于自然地面下6米處遇到舊人防坑道。于自然地面下8米處打穿素砼人防底板。因不能及時澆筑混凝土，成孔后出現塌孔。為施工安全考慮，對樁孔采取了掩埋處理。其他試樁后壓漿施工過程順利，檢測結果符合設計要求。在試樁過程中出現過鉆頭打斷現象，說明必須摸清坑道的結構，分別采用鉆機穿孔、豎井人工開鑿穿孔、人工坑道下氣錘開孔等不同施工方法進行處理。

4、確定施工方案

套筒法是鑿穿人防地下坑道頂、底板，形成一個直徑略大于鉆孔樁護筒直徑的豎井，根據不同的情況，再分別采用磚砌護壁、磚砌+鋼筒護壁、鋼筒護壁等不同的護壁組合方案。在鉆孔灌注樁施工時，護壁起到防止塌孔、保證鉆孔灌注樁成樁質量的作用。最終確定的施工方案為采用豎井法破障開孔或者人工在坑道中直接破障開孔。經過分析穿樁的地下坑道結構，計算鉆孔灌注樁成樁壓力，確定鋼護筒護壁為5mm厚，筒長6m。

以樁徑為800mm的鉆孔灌注樁為例說明施工次序：

1.機械旋挖開孔（孔徑800MM）——→2.如遇到老人防換鉆頭旋挖擴孔至孔徑1200MM——→3.人工磚砌井口至頂板護壁——→4.人工下井機械破除砼頂板和底板（保證孔徑1100MM）——→5.下直徑1000MM鋼套筒（壁厚5MM）并校正固定——→6.機械旋挖至設計持力層

三、技術經濟分析

采用人工挖孔結合鋼筒護筒法解決鉆孔灌注樁穿地下舊人防坑道的技術難題具有較大的經濟價值、社會效應，有一定的推廣意義。

1、相對于傳統的大開挖法和灌注填實法，人工挖孔+鋼筒護筒法可以極大的縮短工期，節約工期將產生顯著的間接收益，該項目僅利息一項就每天節約90余萬元，節約工期3個月以上。

2、以大開挖法進行對比計算，工程現場大開挖會產生18萬方土方，保守計算共需1440萬元。此外，放坡護壁費用、抽水排水費用、檢驗檢測費用、換填土材料費機械費、工程排污費等費用保守估算為600萬元，總直接費用在2000萬元以上。

人工挖孔、磚砌護壁和鋼筒護壁最終花費不到50萬元。因此，采用磚砌+鋼筒護壁法節約成本2000萬元以上。

3、該開發項目位于鬧市區，附近居民較多。磚砌+鋼筒護壁法具有產生的噪音、粉塵、廢氣、廢水、廢渣少的優勢，具有良好的環保效應。

綜上所述，采用人工挖孔+鋼筒護壁法處理鉆孔灌注樁穿舊人防坑道的施工難題，相對于其他施工方法經濟效益良好，社會效益顯著。對于縮短工期、節約造價、方便安全文明施工管理、保證工程質量、保障建設進度等方面具有十分積極的作用。

[1]《不同防空洞處理的新施工工藝和方法》.工程施工與裝修.谷春華，盧遼闊

[2]《常見鉆孔灌注樁遇地下障礙物的處理方法》.沈陽大學學報.王臣

[3]《高層建筑地下人防工程處理》.低溫建筑技術.李宏棟，王儉，于勝金

[4]《建筑地基中人防洞的綜合處理技術》.特種結構.楊智 王方

[5]《深層清障技術縱論》 地下空間與工程學報.楊石飛，顧國榮，王福林

[6]《巖土工程勘察規范》GB50021-2001（2009年版）