淺談復雜地質條件下的人工挖孔樁施工

王蓉

摘要：本文結合工程實例，陳述了在復雜地質條件下的人工挖孔樁施工技術成功經驗。

關鍵詞：人工挖孔樁；復雜地質；安全措施

人工挖孔樁具有造價低，受力性能可靠，不需大型機具設備，施工操作工藝簡單，占用場地小，施工質量可靠，單樁承載力高，無環境污染，無噪聲等優點。缺點是容易受一些復雜地質情況影響，單樁施工速度較慢，勞動強度較大，安全性較差。難點是對不明地質狀況的處理。

一、人工挖孔樁施工技術方案的選擇

以某大橋為例，根據區域內的地質報告和試樁情況綜合研究分析，具備挖孔樁條件的有18根，其中一半左右位于淤泥、流沙層厚度≤2m的地段，施工難度不大，采用常規護壁便可成孔；而另一半位于淤泥、流砂層厚度>2m的地質復雜地段，地下水極為豐富，采用常規護壁方法來施工，進度相當緩慢或根本無法成孔，只能采用鋼護筒或外加鋼板樁才能成孔。

二、人工挖孔樁施工的護壁技術

（一）淤泥、流沙層厚度≤2m地段人工挖孔樁的護壁技術

根據試樁的經驗，采用常規的混凝土護壁來施工，容易成孔，節約護壁成本。混凝土護壁模板采用厚度d=4mm的組合式鋼模板拼裝組合而成，拆上節而支下節，循環周轉使用，上下設兩對半圓組合的鋼圈頂緊，不另設支撐，鋼圈之間用專用扣扣緊。每一施工段高度一般取0.8m-1.0m，護壁中插入φ14-φ16的豎向鋼筋，間距取300mm；橫向則用φ14-φ16的圓鋼來加固，間距取200mm。混凝土集中拌和，坍落度取60mm～80mm，混凝土用吊桶運入人工澆筑，用鋼管振搗密實。

（二）淤泥、流砂層厚度> 2m地段人工挖孔樁的護壁技術

淤泥、流砂層厚度> 2m地段，地下水極為豐富，若采用常規護壁方法來施工，流砂塌孔嚴重，施工進度相當緩慢或根本無法成孔，只能采用成本較高、施工技術要求高的鋼護筒來護壁。

（三）復雜地質條件下的人工挖孔樁護壁技術

施工過程中發現，有6條挖孔樁所處地段的淤泥、流沙層厚度達6m- 8m之間，淤泥、流沙層下面的強風化、中風化巖層較薄，僅有100mm- 200mm之間，巖層面傾斜不平；或者缺少阻水性良好的粘性土過渡層，鋼護筒無法插入致密堅硬的微風化巖層中去，這樣，鋼護筒與巖層個別地方之間存在著淤泥、流沙的夾層，形成淤泥、流沙的通道，在外側水作用下，當挖到該夾層時，大量的淤泥、流沙涌入孔內，根本無法下挖，還有可能危及孔內作業人員的人身安全。

處理方法： 根據實驗經驗和充分論證，在鋼護筒外側800mm- 1000mm的四周打入拉森Ⅲ型鋼板樁，鋼板樁之間盡量鎖上口，個別無法鎖扣處，再在外側打一根鋼板樁，形成封閉的止水、止淤泥、止流沙的保護圈。由于拉森鋼板樁的剛度較大，斷面較小，較容易打入中風化的巖層之中去，從而阻斷了淤泥、流沙的通道，減少了孔內的開挖量，加快了施工進度。孔內挖土過程中，當挖到淤泥、流沙層時，每一施工段高度一般取0.4m- 0.5m，以最快的速度，澆筑一圈混凝土護壁，防止流沙、淤泥的滲入。根據實際情況亦可以采取井點降水或雙液注漿的方式施工。

三、樁身混凝土的澆筑質量控制施工技術

（一）消除水的影響

1.孔底積水

澆筑樁身混凝土主要應保證其符合設計強度，符合混凝土的均勻性、密實性，因此防止孔內積水是關鍵。澆筑前要抽干孔內積水，抽水的潛水泵要裝設逆流閥，保證提出水泵時，不致使抽水管中的殘留水又流入樁孔內。如果孔內水抽不干；提出水泵后，應調整混凝土的配合比，適當增加水泥用量，減小用水量，且可使用速凝劑，然后再澆筑混凝土。如果孔底水量很大，無法采取抽水的辦法解決，就應選用水下澆筑混凝土的施工工藝了。

2.孔壁滲水

對孔壁滲水不容忽視；因樁身混凝土澆筑時間較長后，若孔壁滲水過多會影響混凝土質量，降低樁身混凝土的強度。處理方法是在樁身混凝土澆筑前，用防水材料封閉孔壁滲漏部位。對于滲水量較大的部位，可用木楔打入，周圍再用防水材料封閉。或在集中漏水部位嵌入泄水管，裝上閥門，在施工樁孔時打開閥門讓水流出，澆筑樁身混凝土澆筑時，再關閉，這樣也可保證樁身混凝土的強度的質量問題。

（二）保證樁身混凝土的密實性

樁身混凝土的密實性是保證混凝土達到設計強度的必要條件。為保證樁身混凝土的密實性，澆筑樁身混凝土時，澆搗時連續灌注，分層澆搗密實，每層灌注的高度不得超過1.5m。混凝土必須通過溜槽；當高度超過3m時，應用串筒。混凝土串筒末端離孔底高度不大于0.5m，混凝土塌落度不宜過大，以70～100mm為宜。混凝土宜用插入式振搗器振搗密實。

四、安全管理措施

（一）整體半圈范圍設置全鋼防護網，高1.2m，網目200mm×200mm，外罩綠色密目安全網，另一半在沒有樁孔施工時用半圓蓋板封蓋和鐵絲固定；樁孔周邊不得堆棄雜物和亂拉電纜，以免行走磕絆而導致安全事故；井口操作工人應綁扎安全帶，特別是較大直徑樁應做好現場監控；設置上下安全爬梯鋼筋環和上下繩索。

（二）機械安裝到位后，必須安排專人檢測機架、鋼絲繩、吊鉤吊環、吊桶、剎機限位等，符合要求后方可施工，施工過程中定期進行檢查和及時維修，裝土出孔時不應過高裝運，尤其是有石塊的樁土。

（三）項目部對場內電線線路、配電箱進行認真檢查，漏電保護器性能符合安全要求后方可使用，并檢查機架電器的連接和變壓器情況，要求輸出電流必須為低于36V的安全電壓，采用安全燈具和電器具，現場電工及時檢查和維修。

（四）施工人員在進孔綁扎鋼筋或樁孔振搗時，必須系好安全帶，并將其可靠地固定在樁頂預埋環上，并隨混凝土澆灌高度的升高而及時上提。

五、總結

地質結構千變萬化，多數工程還是適于采用人工挖孔樁基礎的。但由于地處復雜地質中，地質條件差異較大，有的地段中風化泥巖距地表很近，且地下水很少，而該場地則恰恰相反，人工挖孔樁施工難度確實較大。通過此類地質條件下人工挖孔樁施工的經驗總結，以便更好地完善此類地段中基礎的設計和施工。

參考文獻：

[1]建筑樁基技術規范，JGJ94- 2008

[2]蘇G08- 2003（人工挖孔灌注樁），江蘇省工程建設標準設計站

[3]建筑地基基礎施工手冊，中國建筑工業出版社

[4]建筑地基基礎設計手冊，中國建筑工業出版社