超大直徑人工挖孔樁樁基涌水綜合治理技術

周岳峰 林 谷

廣州市第三建筑工程有限公司 廣東 廣州 510050

由于人們對改善生活及辦公環境的需求日益迫切，各種超高層商業辦公樓、超高層住宅應運而生[1]。該類工程對地基基礎的處理要求更為嚴謹，安全系數要求更高，其施工難度也比一般地基工程更大[2]。人工挖孔灌注樁具有施工進度快、工藝簡單、單樁承載能力強、布樁靈活、設備投入少、易于控制工程質量、造價相對較低等優點，深得廣大工程設計人員的青睞，被廣泛應用于工民建工程的地基及基礎處理中[3]。

在人工挖孔樁工程中，工程施工進度受項目選址區域的地質、水文環境影響較大，在地下水文環境復雜、水層分布密集、水量充沛的情況下常常有地下水涌出的險情發生[4]，對后續工序的施工造成不良影響，輕則影響工期進度，增加工程額外支出，重則危及周邊建筑及人民生命財產安全，造成難以估計的損失[5]。因此，對于出現涌水情況的人工挖孔樁樁基，如何高效安全地排清積水，使樁基內險情快速排除，對施工進度及施工人員人身安全的保障十分重要[6]。

1 項目概況

南寧某地標項目所處場地為巖溶強烈發育地區，巖面起伏大，地質情況復雜，成孔困難，項目主體建筑地下結構3層，基樁按地上結構高度528 m設計。其基礎為32根人工挖孔樁，編號分別為ZH01—ZH32，最大樁徑可達7 000 mm，遠大于一般建筑工程中的人工挖孔樁直徑，樁長最長40 m。人工挖孔樁樁端飽和單軸極限抗壓強度標準值為61 MPa。樁身混凝土為C50P8，護壁混凝土為C25。縱筋直徑為16～25 mm，鋼筋等級HRB400級。

在人工挖孔樁工程掘進階段發現，ZH8樁樁底在靠近東面處出現5個涌水點（圖1），水量較大，出現返砂及泥漿上涌現象，且無法通過普通抽水泵完全抽干積水，水下澆筑混凝土無法進行，挖樁工程被迫暫停。

圖1 樁底涌水點分布示意

查看工程地質勘測資料發現，該人工挖孔樁所處地區地層結構0～12 m為粉質黏土，12～24 m為石灰巖，24～42 m為溶洞及溶槽，其間填充物主要為流塑-軟塑狀淤泥，42～72 m為破碎石灰巖，下伏基巖發育，人工挖孔樁樁端持力層為微風化石灰巖。查看水文勘測報告得知，該地段由于鄰近邕江，地下水系眾多，地下持水層含水量充沛，地下水充分得到邕江補給，普通的深井泵抽水無法滿足施工要求。經實地調查研究，并組織召開方案論證后，決定采用大功率深井泵抽排水＋高壓旋噴樁單樁封堵綜合止水排水技術，以解決該超大直徑樁基涌水問題。

2 超大直徑樁基礎止水排水綜合施工方案

2.1 樁內溶洞封堵

為解決樁基所處巖層內溶洞較多而存在施工安全風險的問題，需要先對巖層內溶洞進行封堵，采用高壓旋噴樁單樁封堵方法，其中旋噴樁施工具體技術參數為：引孔孔徑100 mm，旋噴樁徑1 000 mm，護壁外圍封閉采用高壓旋噴樁，中心間距800 mm，中心離護壁邊1 000 mm，根據超前鉆探報告建議，樁端嵌入工程樁樁底500 mm。水泥采用P·O 42.5水泥。當高壓旋噴樁施工過程出現漏漿而無返漿時，應增加水泥用量，采用間歇、多次重噴措施，間隔時間為8～12 h，直到孔口返漿為止。

2.2 變管徑集水坑洞施工

根據潛水泵規格大小，在樁內涌水點使用水鉆鉆出800 mm×800 mm×800 mm集水坑洞2個，600 mm× 600 mm×800 mm集水坑洞1個，埋設直徑為320 mm、長度為1 000 mm的鋼套管作為降水井，在其頂部焊接直徑為200 mm的鋼套管作為導管，再沿著鋼套管向樁底集水井放置1臺大功率深井泵，保證匹配鋼導管可連接至地面。使用吊車結合人工，分節吊裝降水井及導管，降水井周邊空隙采用快干水泥封堵，然后用φ8 mm鋼筋把導管固定在樁身鋼筋上，保證穩定性。沿著鋼套管向樁底集水井放置1臺深井泵，管徑為150 mm，額定流量為40 m3/h。

2.3 大型深井泵抽水排水

選用深井泵的功率為18.5 kW，在800 mm×800 mm× 800 mm的集水坑洞內放置2臺深井泵，600 mm×600 mm× 800 mm的坑洞內放置1臺深井泵，每臺接內徑80 mm的豎向排水鋼管用作抽水通道，放置完成后安裝不銹鋼透水鋼板，制作成集水井（圖2）并開始進行抽水作業。每日至少2次安排技術人員對樁底水量進行動態監測，確保樁底無積水。在樁底無明顯涌水后，用混凝土進行封堵并進行下一步灌漿作業。

2.4 混凝土泵快速施工

為加快施工速度，同時使用3臺同一型號的混凝土泵進行混凝土澆筑（圖3）。該部分作業機具選用BW150型壓漿泵、經過計量校準的量程5 MPa壓力表、水泥漿攪拌機及0.5 m貯漿筒（上覆濾網），壓漿管選用直徑2.54 cm焊管，壓漿管之間采用絲扣連接，避免焊接。

圖2 樁底抽排水示意

圖3 混凝土澆筑

樁芯混凝土澆筑完成后，采用水泥漿（水泥為P·O 42.5，水為自來水，水灰比0.4～0.5，注漿壓力0.5～1.0 MPa）從孔底往上進行回灌封閉。

3 結語

超大直徑人工挖孔樁在地形、水文環境復雜的情況下，經常會因為涌水而導致混凝土離析嚴重、質量差。根據現場實際情況，使用多臺大功率深井泵同時作業的止水排水綜合施工方案，在排除超大直徑樁底涌水險情方面取得了有效的成果，在擴大頭孔壁外側引水持續抽水的技術工況下，保證了高強混凝土的順利澆筑，大大降低了水下澆筑高強混凝土的質量風險。

在樁基出現涌水時，常用圍堰填高法、泥漿柱平衡法或使用止水帷幕等方法，但對于上述工程中所遇到的超大直徑、超深樁孔涌水的情況，使用上述方法需要的人力、物力較大，經濟效益低。而使用大功率深井泵綜合止水排水技術，能快速有效地排出樁基積水，配合項目現場的信息化管理，大大降低了勞動強度，也節約了人力、物力，可供各類超大直徑人工挖孔樁涌水的綜合治理技術參考。