巖溶地質(zhì)條件下人工護(hù)壁挖孔灌注樁施工工程實例

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在一些荷載比較大的工業(yè)、電廠和民用建筑中，在地基處理上常常采用樁基，能夠取得一定的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本文從工程實際出發(fā)，論述了在人工挖孔型灌注樁方面，施工過程中人工挖孔結(jié)合爆破的施工工藝成孔。

關(guān)鍵詞：樁基 人工成孔 護(hù)壁 基巖爆破 灌注成樁

1 工程概況

擬建工程為某工程樁基工程，該樁基設(shè)計為混凝土灌注樁，樁徑為1000mm，無固定樁長，樁端進(jìn)入完整微風(fēng)化巖500mm，進(jìn)入中風(fēng)化巖1000mm。根據(jù)巖土工程勘察報告，①②③層地質(zhì)條件為粘性土，且施工季節(jié)為雨季，地層含水量豐富，個別區(qū)域滲水量較大，⑤層灰?guī)r中存在大小不等的溶洞。

為保證構(gòu)筑物的安全運(yùn)營及穩(wěn)定性要求，按規(guī)范必須保證樁端下3倍樁徑范圍內(nèi)無軟弱夾層和溶洞分布。根據(jù)設(shè)計要求，成孔采用人工挖孔結(jié)合爆破的施工工藝成孔，人工挖孔至設(shè)計樁底時采用低應(yīng)變探明溶洞發(fā)育情況，如檢測孔底巖體在3倍樁徑范圍內(nèi)分布有軟弱夾層和溶洞，則應(yīng)繼續(xù)向下挖孔，直至滿足樁端全斷面嵌入微風(fēng)化灰?guī)r500mm，或樁端全斷面嵌入中風(fēng)化灰?guī)r1000mm。

2 廠區(qū)地質(zhì)條件

與本工程有關(guān)的地層條件由上至下依次為：

一層：紅粘土，褐黃～棕紅色，硬塑～堅硬狀態(tài)，切面光滑，韌性及干強(qiáng)度高，無搖振反應(yīng)，表層多為耕土。該層偶見角礫及碎石，分布不均。屬中壓縮性土。

二層：紅粘土，褐黃～褐紅色，可塑狀態(tài)，切面光滑，韌性及干強(qiáng)度高，無搖振反應(yīng)，該層偶見角礫及碎石，分布不均。一般屬中壓縮性土。

三層：紅粘土，褐黃～褐紅色，軟塑狀態(tài)，切面光滑，韌性及干強(qiáng)度高，無搖振反應(yīng)，該層分布不均，局部缺失。屬高壓縮性土。

四層：碎石，雜色，粒徑一般2～6cm，含量50～60%，一般為中密狀態(tài)，粘土充填，該層僅局部有分布。

五層：灰?guī)r，白灰～灰色，微～中風(fēng)化，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，局部裂面見褐黃、褐紅色浸染。巖石一般較完整，巖芯多呈柱狀，局部呈塊狀，巖芯采取率在80%巖石以上，屬堅硬巖。

六層：灰?guī)r，白灰～灰色，一般為中風(fēng)化，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖石破碎，巖芯采取率一般在20～40%間，且?guī)r芯多呈塊狀。在該層中局部有溶洞，一般具充填或半充填，充填物為紅粘土，局部含碎石及角礫，褐黃色，軟塑～可塑狀態(tài)，韌性及干強(qiáng)度高，無搖振反應(yīng)。

3 人工挖孔灌注樁的特點(diǎn)

人工挖孔灌注樁與鉆孔灌注樁相比具有機(jī)具設(shè)備簡單，施工操作方便，占用場地和空間小，無泥漿排出，對周圍環(huán)境及建筑物影響小，施工質(zhì)量可靠，可全面展開施工，縮短工期，造價低等優(yōu)點(diǎn)。因此，近幾年得到廣泛運(yùn)用，特別是在擴(kuò)大頭的樁基施工中，人工挖孔樁施工更有其優(yōu)越性，可以彌補(bǔ)機(jī)械施工的一些不足。挖孔樁適用于無地下水或少量地下水，且較密實的土層或風(fēng)化巖層。若孔內(nèi)產(chǎn)生的空氣污染物超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，必須采取通風(fēng)措施，方可采用人工挖孔樁施工。

4 護(hù)壁厚度計算

挖孔施工應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，因地制宜地選擇孔壁支護(hù)方案報批，并應(yīng)經(jīng)過計算，確保施工安全并滿足設(shè)計要求。

5 施工前的準(zhǔn)備工作

5.1 在正式施工前，應(yīng)具備以下工程資料。主要包括建筑物場地的工程地質(zhì)和必要的地下水位資料；樁基施工圖紙會審紀(jì)要；建筑場地地下管線（管道）資料；主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料；樁基的施工組織設(shè)計或施工方案以及樁基鋼筋混凝土所用建材（水泥、砂石、鋼筋）的質(zhì)檢報告。

5.2 施工前要制定周詳?shù)馁|(zhì)量管理措施。在施工平面圖上應(yīng)標(biāo)明樁位、編號、施工順序、水電線路和臨時設(shè)施位置；指定施工工序檢查程序；制定不良天氣（雨季）施工的技術(shù)措施。

5.3 人工挖孔樁施工中安全措施非常重要，施工單位必須高度重視，應(yīng)做到以下措施保障：孔內(nèi)設(shè)應(yīng)急爬梯供人員上下井；施工人員進(jìn)入孔內(nèi)必須戴安全帽；使用吊籠、電葫蘆等應(yīng)有安全可靠的自動卡緊保險裝置；開挖深度超過10m時應(yīng)配有通風(fēng)設(shè)備；挖出的土石方應(yīng)及時運(yùn)離孔口，不得堆放在孔口四周1m范圍內(nèi)，機(jī)動車輛的通行不得對井壁造成安全影響；要注意安全用電，井下照明應(yīng)采用12V以下安全燈。

6 施工工藝流程

基樁定位—埋設(shè)護(hù)筒—設(shè)備就位—人工挖孔—低應(yīng)變檢測—樁端爆破成孔—清理樁底—成孔。

7 施工方法

7.1 測量放線。樁位測放及標(biāo)高測量所用儀器為全站儀（DTM352）、水準(zhǔn)儀（S3）和塔尺。首先根據(jù)業(yè)主提供的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點(diǎn)建立測量控制網(wǎng)，樁位依據(jù)控制網(wǎng)采用全站儀測放。

7.2 人工挖孔。

7.2.1 護(hù)壁材料。護(hù)壁材料采用P.O42.5水泥，機(jī)制砂、碎石、變徑模板。

7.2.2 挖孔及混凝土護(hù)壁施工。①開孔前，在樁位外設(shè)置定位四角樁，安裝護(hù)壁模板必須用樁心點(diǎn)校正模板位置。②凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時，采用間隔開挖。③井圈中心線與設(shè)計軸線的偏差不得大于20mm，井圈頂面高出場地150～200mm，壁厚比下面井壁厚度增加100～150mm.④上下節(jié)護(hù)壁的搭接長度不得小于50mm，滲水量較大時，從滲水部位開始，搭接長度不得小于100mm。⑤每節(jié)護(hù)壁均應(yīng)在當(dāng)日連續(xù)施工完畢，混凝土護(hù)壁厚度不小于100mm，混凝土強(qiáng)度等級不低于樁身混凝土強(qiáng)度，護(hù)壁混凝土要保證密實。⑥遇有可能出現(xiàn)涌土情況時，每節(jié)護(hù)壁高度減小到500mm，并隨挖隨澆注混凝土。⑦護(hù)壁模板拆除在12小時之后進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)有蜂窩、漏水現(xiàn)象時及時補(bǔ)強(qiáng)。⑧護(hù)壁要打到完整基巖面，連接緊密，防止地層內(nèi)水滲入。

7.3 嵌巖段施工。嵌巖段施工采用人工敲鑿及爆破方法。具體做法如下：人工挖至灰?guī)r頂部，然后根據(jù)巖面的傾斜及完整性情況，采用人工鑿除及爆破。爆破時，要控制好藥量和鉆孔的位置。此處地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地下山體起伏不平，一次爆破很難滿足嵌巖要求，多次爆破又容易造成孔壁的坍塌，所以對傾斜巖層的爆破，控制好藥量和鉆孔的位置，要以風(fēng)鉆垂直于斜巖面鉆出炮眼，炮眼數(shù)量依據(jù)面積而定，一般直徑為1m孔徑的平整孔底，鉆5個炮眼就可以，中心一個，外圍四個，四個炮眼布置在距孔壁大約2/3半徑的地方，5個炮眼的藥量以一斤為宜，既能達(dá)到松動底部巖石的目的，又不至于擴(kuò)大孔徑或有爆破碎石從孔底飛出。炮眼鉆入的深度根據(jù)需要的嵌巖深度而定，一般鉆入10cm。

當(dāng)鑿到全斷面進(jìn)入微風(fēng)化或中風(fēng)化灰?guī)r達(dá)到設(shè)計要求時，把孔底鑿平，清理干凈，磨出5個直徑5cm的平面，聯(lián)系檢測人員對樁端進(jìn)行檢測，如孔底巖體在3倍樁徑范圍內(nèi)分布有軟弱夾層或溶洞，則應(yīng)繼續(xù)向下鑿，直至滿足樁端全斷面嵌入微風(fēng)化灰?guī)r500mm，或樁端全斷面嵌入中風(fēng)化灰?guī)r1000mm，施工完畢后人工清除完殘余虛渣。

7.4 主要成孔質(zhì)量控制指標(biāo)。

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8 施工管理

①建立以項目部為指導(dǎo)的爆破作業(yè)指揮部，下設(shè)爆破總負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全員及各班組長，各專業(yè)工種持證上崗。②建立爆破器材集中收發(fā)制度，按工作量發(fā)料。多余的爆破材料在當(dāng)班施工完成后，應(yīng)及時上交給發(fā)放人員收回，做到集中發(fā)料、統(tǒng)一制作、統(tǒng)一收回、集中保管，嚴(yán)格登記手續(xù)，避免爆破器材流入社會。③安排好作業(yè)時間、爆破時間并將爆破時間告示于周圍居民。④爆破總負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)施工組織、人員調(diào)配、生產(chǎn)安排，并對安全、生產(chǎn)負(fù)全責(zé)。⑤技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)施工過程的技術(shù)工作，并監(jiān)督安全和質(zhì)量，全面指揮爆破工作的實施。⑥安全員負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全檢查，布置檢查爆破警戒。⑦爆破員負(fù)責(zé)起爆工作。

9 施工組織

孔樁入巖爆破通常采用爆破專業(yè)作業(yè)法或混合作業(yè)法。專業(yè)作業(yè)法即專業(yè)班組專職從事爆破工作，負(fù)責(zé)鉆眼、清孔、裝藥、連線、爆破、通風(fēng)、處理瞎炮和啞炮?；旌献鳂I(yè)法即鉆眼、裝藥、連線、爆破、處理瞎炮和啞炮由一組人負(fù)責(zé)，其余工作由另一組人負(fù)責(zé)。

10 結(jié)論

人工護(hù)壁挖孔結(jié)合低應(yīng)變檢測及爆破成孔的施工工藝解決了特殊地質(zhì)條件下難以單獨(dú)采用機(jī)械施工，且能保證樁端持力層穩(wěn)定的問題。

由于個別孔滲水量大，需要保證連續(xù)施工且要減少護(hù)壁高度和增大護(hù)壁厚度，停止施工前，護(hù)壁必須打到樁底，與樁端連接，防止護(hù)壁外的土在水流夾帶下涌入孔內(nèi)，導(dǎo)致護(hù)壁外形成孔洞或護(hù)壁坍塌。

參考文獻(xiàn)：

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