人工挖孔樁護壁坍塌的處理方法探討

韋永安

(遵義水利水電勘測設計研究院，貴州 遵義563002)

人工挖孔樁護壁坍塌的處理方法探討

韋永安

(遵義水利水電勘測設計研究院，貴州 遵義563002)

通過工程實踐，闡述了人工挖孔樁施工過程中出現的孔壁局部坍塌現象及其成因分析，介紹了一種簡單實用的處理措施、方法，對處理同類工程問題積累一些經驗。

人工挖孔樁；孔壁坍塌；處理措施

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.046

1 引言

人工挖孔樁施工工藝具有諸多自身優勢，比如：設備簡單，噪聲小，工作面小，可以多孔樁并列施工；易于清除孔底浮渣，保證灌注樁成樁質量。因此，人工挖孔樁施工工藝在灌注樁施工中得到較為廣泛的應用。

然而，人工挖孔樁施工對護壁要求很高。由于樁身穿越的地層多為軟弱地層或松散土層，巖土組成復雜，巖土特性變化多端，護壁質量問題時有發生，典型的護壁質量問題就是護壁坍塌。本文通過某工程實踐，闡述人工挖孔樁施工過程中出現的護壁局部坍塌的現象及其成因，介紹一種簡單實用的護壁坍塌的處理措施、方法，為處理同類工程問題積累經驗。

2 工程概況

2.1 建筑物特征

該工程為遵義市某縣城一新建小區的其中一棟住宅樓，地上28層，地下1層，框支剪力墻結構，設計單柱最大荷載為7000kN。結合周邊建筑地下車庫標高，本棟樓地下1層地板設計標高為680m，與勘察時地表標高基本一致。

2.2 工程地質條件

場區地貌屬于中低山地貌，建筑場地位于沖積扇地帶，地表標高一般為680～682m。場地巖土組成自上而下為：

1）第四系素填土（Qml）：雜色，由碎石、黏土組成。該土層為場地平整時堆積而成，土層一般厚度約為1m，結構松散。

2）第四系沖洪積（Qal+pl）砂質黏土：表層為灰褐色、深部為灰黃色，局部夾砂礫、卵石、角礫碎塊等混雜組成。土層厚度一般為16～18m。

3）三迭系中統嘉陵江組（T2j）灰質白云巖：灰色，薄層至中厚層。巖體表層局部呈強風化狀態，強風化層厚度一般為1～2m。深層巖體為中等風化狀態。

2.3 水文地質條件

鉆探期間測到的鉆孔地下水埋深約19m，與場地中風化基巖面埋深基本一致，主要為基巖溶隙水，涌水量，約0.4m3/h。

3 基礎方案

根據建筑物荷載及結構特征，結合場地工程地質、水文地質情況分析，選用樁基礎以中風化基巖為持力層是安全、經濟的最佳基礎方案。樁型采用端承樁，樁徑為1.2～1.3m，也可以采

用樁徑1.0m加擴底至1.2～1.3m。本場地采用人工挖孔樁[1]。

人工挖孔樁施工工藝，就是依靠人工挖土，輔以簡易的提升設備，將基礎孔樁開挖而成[2]。該工藝具有諸多自身優勢，比如：施工設備簡單，操作簡便，噪聲小；工作面小，可以多孔樁并列施工；易于清除孔底浮渣，保證灌注樁成樁質量；可以進行擴底施工，提高樁底受力面積[3]。

樁身穿越的土層主要為砂質黏土，容易開挖，也方便護壁的制作；多數樁底位于地下水位以上，局部樁底位于地下水位以下1～2m但涌水量不大（約為0.4m3/h）；樁長一般小于20m，孔深在人工可以施工的范圍之內。通過分析，本場地采用人工開挖孔樁進行基礎施工，技術可靠，方案可行。

4 孔壁坍塌及處理措施

4.1 孔壁坍塌

在施工基礎施工過程中，開挖工作順利進行，澆筑到圖1所示的ZH27號孔樁時，護壁出現局部坍塌現象，引起周邊2m范圍內出現不同程度的地面沉陷。孔樁護壁坍塌見圖2。

圖1 護壁局部坍塌孔號位置圖

圖2 護壁局部坍塌剖面圖

4.2 現象觀察

周邊孔樁澆注完成后，ZH27號孔樁孔底開始出現積水、護壁隨后出現滲水，進而出現局部護壁破裂現象，最后孔壁局部坍塌。整個過程歷時約24～30h，期間場地地面有零星積水。

4.3 原因分析

設計樁長相差不大，場地樁基礎施工采用多孔樁同時開挖、批量澆注的施工組織形式。由于各孔樁開挖進度不一致，周邊孔樁批量澆注時，ZH27號孔樁未具備澆注條件，不能參與同批次澆注，從而形成場地“豎井”，為地表水匯集創造了水頭條件。在周邊孔樁澆注時產生大量的施工廢水，而沖洪積砂質黏土層屬于弱透水層，易接受施工廢水滲入土層，匯集至“豎井”周圍。這種臨時性地下水一方面使土體飽和，土的抗剪強度急劇降低，從而加大了護壁土壓力；另一方面，隨著滲入的水位增高，加大了護壁靜水壓力。當這兩種壓力超過護壁承載力極限時，護壁薄弱處發生剪切破壞，導致孔樁護壁坍塌。

4.4 解決措施

ZH27號孔樁的周邊孔樁已經澆注完成，工作面受限，無法改用機械成孔工藝。需要采取有效的技術控制手段后，采用人工開挖孔樁。

4.4.1 常規措施

該孔壁發生坍塌后，施工單位嘗試采用常規措施解決，方法大致為：（1）采用竹條板封堵坍塌口；（2）采用素混凝土填筑空洞。由于素混凝土的容重與土體容重不同，孔壁受力不均，發生孔壁傾斜、偏移現象，該方法效果不佳。

4.4.2 方法探討

通過分析，排水降水是解決問題的關鍵工作，增強孔壁支護能力是處理問題的保障手段。經參建方各方專家討論，同意采用以下措施進行解決ZH27號孔樁護壁局部坍塌問題。工作自上而下分步進行，每進行下一道工序前應對孔壁的水平位移、豎直位移進行觀測記錄，確保措施的安全、可靠性。

1）將地表的施工廢水徹底引出場地，從源頭消除地表水進一步下滲的條件。

2）在孔樁坍塌段以上對未受損的護壁進行內支撐，增強孔壁的支護能力。

3）對坍塌段土體打木樁進行臨時加固，并作高強度孔壁支護，同時設置泄水孔，將土體內臨時滯水引入孔樁內，以便抽排至樁孔外。

4）在坍塌段以下對未受損的護壁進行內支撐，增強孔壁的支護能力。清除坍塌物，并設置泄水孔。

5）抽排孔底積水，進一步開挖、加強護壁，直至設計深度。

5 效果評價

采用該技術手段后，前述的局部護壁坍塌的孔樁得到有效的處理。同時，該方法在同場地的其它孔樁施工中也得到了驗證。在護壁上增加泄水孔的方法，在該場地后續開挖中得到了推廣應用，全場地人工開挖孔樁順利進行。實踐證明，以上處理措施在本場地內是安全、可靠、經濟、可行的。

6 結語

1）人工挖孔樁，主要受土層、地下水位及其涌水量等條件限制，當樁穿越軟弱土層，或樁底位于地下水位以下尤其地下水涌水量大時，慎用[4]。

2）人工挖孔樁，護壁是關鍵技術。增強護壁的支護能力，是保證人工挖孔樁順利進行、保證工程質量的重要技術手段。當護壁欠穩定時，可采用內支撐提高護壁的支護能力。

3）地下水、地表水，是工程建設基礎施工的重大安全隱患因素，在勘察、設計、施工中應予特別的重視。在地下水位低于樁底的基礎工程中，應充分考慮臨時性地下水或上層滯水對基礎施工的影響。

4）基礎施工質量問題是多樣性的，受工程地質、水文地質、施工質量等多方面影響，處理質量問題應因地制宜，牢牢把握“安全、可靠、經濟、可行”的原則。

【1】GB50021—2001巖土工程勘察規范[S].

【2】JGJ94—2008建筑樁基技術規范[S].

【3】GB50007—2011建筑地基設計規范[S].

【4】DB22/46—2004貴州建筑巖土工程技術規范[S].

Discussion on the TreatmentMethods of Retaining Wall Collapse in the Artificial Dig-hole Pile

WEIYong-an
(Designing and Survey Institute of Irrigationand Hydropower of Zunyi City,Zunyi 563002，China)

Throughtheengineeringpractice,thepaperexpoundsthepartialcollapseofholewallintheprocessoftheartificialdig-holepile construction,analysesitsformingreason,introducesasimpleand practical treatment measure,and hopesto supplysome

to deal withthesimilarengineeringproblems.

theartificialdig-holepile;collapseofholewall;treatmentmeasure

TU753.3

A

1007-9467（2016）07-0169-02

2016-02-19

韋永安（1976～），男（水族），貴州獨山人，助理工程師，從事巖土工程勘察與設計研究，（電子信箱）65688289@qq.com。