淺析某項目人工挖孔樁的施工技術

陳 進

（福建中政建設開發有限公司 350001）

1 工程概況

福州市精神病人療養院新病房大樓（施工）位于福州市倉山區上渡李厝山路，總建筑面積為12632.1m2，建筑高度為32.85m，其中地上8層，半地下室1層，結構形式為框剪結構。本工程樁基采用人工挖孔樁，樁身混凝土強度等級為C30，樁徑為800～1000mm，樁長為9～12m，持力層為中風化花崗巖，樁端嵌巖深度≥1m。

2 工程地質水文情況

由建設單位提供地質勘察報告顯示，場地內的土層從上到下依次如下：①雜填土，主要成分為碎磚、細砂和粘性土，層厚為1.60～3.50m；②淤泥，灰黑色，呈流塑～軟塑狀，層厚為2.30～3.40m；③中砂，呈稍密狀態，層厚為3.10～4.30m；④粉質粘土，混有少量的中砂，呈可塑狀態，層厚為0.80～3.40m；⑤淤泥質粘土，呈可塑狀態，層厚為1.10～2.70m；⑥碎塊狀強風化花崗巖，構造形式為碎裂狀，屬性為軟巖，層厚2.50～4.70m；⑦中風化花崗巖，巖石強度高，質地堅硬，呈塊狀結構，層厚3.30～8.60m。地下水水位埋深為3.3～5.6m，地下水豐富。

3 施工難點

（1）土層中存在淤泥、中砂和淤泥質粘土，在地下水豐富情況下很容易形成流泥或者流砂現象，不利于井下安全作業。

（2）地下水位較高，對樁身和護壁混凝土的施工質量要求較高。

（3）要求樁端進入持力層深度≥1m，中風化花崗巖質地堅硬，采用風鎬進行開挖速度緩慢，應結合爆破進行作業。

4 人工挖孔樁的主要施工技術

4.1 施工方案確定

在圖紙會審時，經過參建各方討論研究將護壁混凝土強度等級由原先的C15更改為C30，提高護壁的剛度；施工順序為先深后淺，先中間后兩邊，分段流水作業；對出水量較大或者處于迎水面的樁孔先行進行施工，起到降水井的作用，從而保證其他樁孔的安全施工；在距離外圍樁基約3m的地方布置地表水排放的環形水溝，規格為500×800mm，坡度為6‰，在樁基施工場地內布置排水溝與外圍的環形水溝相連，規格為200×300mm，坡度為4‰，對地表水進行截流，減少地表水的影響。

4.2 挖孔

采用全站儀將樁心位置測量放線出來，然后插上短鋼筋，根據樁徑以及護壁厚度對樁孔的開挖線進行測放，并灑上白灰進行標識，開挖順序由上自下進行循環施工，采用分段進行挖土，土層開挖堅持先挖中間再挖兩邊的原則，對于一般土層，每節的開挖高度為1.0m，對于淤泥、淤泥質土或者砂層則每節的開挖深度為0.5m，土層開挖工具一般采用鋤頭和鐵鏟；當施工至強風化花崗巖則采用風鎬進行開挖；施工至中風化花崗巖時，由于巖質堅硬，采用徑向式微差爆破技術進行作業，炮眼的數量和位置根據樁徑不同進行合理布置，以1000mm樁徑為例，周邊眼設置數量為12個，掏槽眼設置數量為6個，間距均分，炮眼深度≤0.5m，采用乳化炸藥，掏槽眼裝炸藥0.5節，周邊眼裝炸藥0.25節，炮眼堵塞采用泥土和舊報紙混合一起進行堵塞，采用電雷管進行引爆，在樁孔頂部覆蓋鋼板并堆滿沙袋，預防飛石傷人；持力層的爆破后每次開挖深度≤0.3m，防止持力層巖層受到破壞。樁孔的側壁應保證光滑平整，樁孔的中線與樁位的偏差范圍控制在20mm以內，樁孔的垂直度＜0.5%。

4.3 護壁支護

本工程護壁混凝土強度等級為C30，厚度為150mm，護壁混凝土嚴格按照配合比設計進行計量，采用強制攪拌機進行現場攪拌，坍落度30～50mm，砂石的含泥量≤2%，采用吊桶吊運到孔內進行護壁澆筑，采用鋼管振搗密實；護壁模板采用厚度為4mm的鋼模板進行組合拼裝，拆除上節模板再安裝下節模板，循環使用，上下節護壁的搭接長度長度為100mm，護壁鋼筋采用φ10鋼筋網，間距為150×150mm，有效地提高護壁的剛度，增強護壁的擋水功能。第一節護壁的混凝土厚度應增厚100mm，高出地面300mm，護壁混凝土澆筑后養護24h即可拆模，護壁如果發現滲水現象，局部滲水時則將滲水部位鑿開Ф50的小孔，打入木楔，周邊采用防水砂漿進行填堵，木楔遇水膨脹即可堵住滲水；當成段滲水量較大，則在滲水部位鑿開多個Ф50的小孔，裝上止水閥門并放水泄壓，然后采用防水砂漿填堵密實，如果裂縫面積較大時則掛鋼絲網再粉刷防水砂漿20mm厚，待砂漿強度達到80%時再關閉止水閥門。部分樁孔在挖至7～12m時出現流泥或者流砂現象，當流砂或者流泥情況不嚴重，厚度≤1500mm時，則將護壁模板高度由1m換成0.5m，加快開挖速度，及時綁扎鋼筋網并澆筑混凝土；當發現孔壁有塌落趨勢，則采用紡織袋土進行堆堵，護壁混凝土加入速凝劑，使得護壁混凝土盡快達到一定強度；當流砂或者流泥情況較為嚴重，厚度＞1500mm時，每節施工高度改為0.3～0.5m，將直徑為φ16mm的鋼筋打入土層中，長度為1～1.5m，邊掏砂土邊將編織成辮狀的稻草進行填堵，如果土層側壓力較大時，則采用毛竹片打入土層，再采用稻草進行填塞，護壁鋼筋應伸出200mm以上，更好地和下一節護壁鋼筋進行搭接成整體，護壁混凝土厚度應加厚50mm；當涌水量太大，采用上述方法無法有效進行挖孔時，則采用全鋼護筒進行施工，將3mm厚的鋼板滿焊成筒狀，護筒高度為0.7m，護筒沿著圓弧方向采用φ14mm鋼筋設置3道加勁肋，采用千斤頂將鋼護筒壓入孔底，壓入一段則挖孔施工一段，直至于穿過流砂或者流泥層1.0m后再進行正常的挖孔與護壁施工。

4.4 鋼筋籠的加工與安裝

鋼筋籠應嚴格按照設計圖紙的規格、型號和間距進行加工與制作，鋼筋應按照規定進行送檢復驗，鋼筋籠的分段長度一般為6m，在鋼筋籠內側每隔2m設置一道加強箍，每隔4m設置1道十字支撐架，主筋與箍筋之間連接采用單面焊；鋼筋籠的接頭按照規范要求進行錯開；在每個加勁箍上對稱綁扎水泥砂漿墊塊，在主筋四周每隔4m設置1個φ16mm定位耳環，確保鋼筋保護層厚度滿足設計要求。鋼筋籠吊放時應緩慢對準孔位下放，第一節鋼筋籠安裝到位后采用1根槽鋼將鋼筋籠撐在護壁上，將第二節鋼筋籠對準位置后進行單面搭接焊接，搭接長度為10d，焊縫應飽滿連續，鋼筋籠接長焊接完成后應下放到設計標高，將吊筋與槽鋼焊接牢固，避免鋼筋籠在混凝土澆筑過程中出現上浮現象。

4.5 樁身混凝土灌注

混凝土灌注之前，將樁孔內的積水采用帶逆流閥的潛水泵抽除干凈；當樁孔內有少量的積水無法抽除干凈，則采用干水泥鋪入孔底，緊接著進行樁身混凝土的灌注，混凝土采用坍落度60～80mm的商品混凝土，混凝土強度等級為C30，采用串筒進行下料，串筒的底部距離孔底≤2m，樁身混凝土應分層進行澆筑，分層厚度≤1.0m，采用振動棒將混凝土振搗密實，混凝土灌注應連續不中斷；當孔底出水量較大，采用潛水泵無法抽干情況下則采用水下混凝土灌注方法，導管內徑采用Φ300mm，導管下口與孔底距離為0.3m，選擇容量為2m3的料斗，混凝土的坍落度為180～220mm，將混凝土裝滿料斗后拉起隔水塞球，混凝土罐車繼續往料斗里注入混凝土，使得首灌施工成功。水下混凝土的灌注速度為2m/h，根據導管埋入混凝土深度情況進行拆管，保證導管埋入混凝土深度2～6m，導管拆管時應嚴格按照計算好節數進行。為了確保樁頂混凝土的施工質量，混凝土應超灌200～300mm。

5 結束語

本工程地質情況復雜，工期緊張，針對人工挖孔樁施工過程中出現流砂或者流泥現象、孔壁滲水以及中風化花崗巖巖質堅硬導致進尺難等施工難點采取上述的施工技術進行妥善處理，確保人工挖孔樁施工質量與安全。樁基施工完成按照規范規定進行動測和取芯法檢測，其中I類樁占97%，Ⅱ類樁占3%，動測結果合格；芯樣完整，芯樣強度滿足設計要求，施工效果良好。