廣東地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的人工挖孔樁施工技術(shù)

蘇梓坤

摘要：本文闡述了人工挖孔樁法的優(yōu)點，施工要求，以及安全措施，針對復(fù)雜地質(zhì)條件下人工挖孔樁施工存在的特殊問題，給出了應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：膨脹土；人工挖孔樁施工

前言

膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液性粘土，常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞。為了解決膨脹土地質(zhì)條件下的施工，必須采取相應(yīng)的措施，人工挖孔灌注樁可適用黏土、粉土、沙土、人工填土、碎石土和風(fēng)華土層，也可在濕陷性黃土、膨脹土和凍土等特殊土層中使用。

1 人工挖孔樁施工的相關(guān)概述

1.1 人工挖孔樁定義

人工挖孔樁，也叫挖孔墩。指樁孔采用人工挖掘方法，進行成孔，安放鋼筋籠，灌注混凝土成為支承上部結(jié)構(gòu)的樁基。人工挖孔樁適用于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較好且持力層埋藏較淺工程，或者是在無水或少水且較密實的粘土或其它較硬地層。既可用于高層建筑、公用建筑的基礎(chǔ)中，也可用于基坑的邊坡支護。

1.2 人工挖孔樁施工順序

場地平整 — 放線、定樁位 — 挖第一節(jié)樁孔土方 — 支模澆灌第一節(jié)混凝土護壁 — 在護壁上測標(biāo)高及做好軸線標(biāo)志 — 安裝、垂直運輸架、起重卷揚機、孔底吊土桶、通風(fēng)、照明設(shè)施等 — 第二節(jié)樁身挖土 — 護壁— 重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆灌混凝土護壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計深度- 檢查持力層后進行擴底（僅限于擴孔樁）- 清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層 — 吊放鋼筋籠 — 澆注樁芯混凝土。

2 人工挖孔樁關(guān)鍵施工

（1）開孔前，樁位應(yīng)定位放樣準(zhǔn)確，在樁位外設(shè)置定位龍門樁，安裝護壁模板必須用樁心點校正模板位置，并由專人負(fù)責(zé)。

（2）成孔施工。第一節(jié)井圈護壁應(yīng)符合下列規(guī)定：井圈中心線與設(shè)計軸線的偏差不得大于20mm；井圈頂面應(yīng)比場地高出150～200mm，壁厚比下面井壁厚度增加 100～150mm。樁開挖時，須先在孔頂用十字中點調(diào)準(zhǔn)樁中，然后沿護壁模向內(nèi)開挖。樁孔最上一圈鹼護壁要高出地面 30cm，防止雜物滾落孔內(nèi)。當(dāng)開挖到設(shè)計持力巖層層位時，及時通知設(shè)計單位、監(jiān)理單位、質(zhì)檢單位及工程地質(zhì)勘探單位等有關(guān)人員驗孔，并做超前鉆孔，以便確定樁長，確保樁端之下持力層有足夠厚度。成孔的允許偏差應(yīng)滿足：樁徑± 5 0 m m，垂直度0 . 5 %，樁位±5 0 m m，且底部擴大段要按設(shè)計挖成圓臺狀，保證尺寸。

（3）鋼筋籠制做安裝。鋼筋籠的主筋為通長鋼筋，其接頭通常采用對焊或雙面焊，保證主筋受力在同一軸線。鋼筋籠制作嚴(yán)格按設(shè)計加工，主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離。主筋間距允許偏差± 10mm；箍筋或螺旋筋螺距允許偏差± 20mm；鋼筋籠直徑允許偏差± 10mm；鋼筋籠長度允許偏差± 5 0 m m。另外注意鋼筋籠的標(biāo)高，到達設(shè)計位置后應(yīng)采用工藝筋（吊筋、抗浮筋）固定，避免鋼筋籠下沉或受混凝土上浮力的影響而上浮。

（4）灌注樁身混凝土。終孔后清凈石渣碎片，然后用水沖洗2 遍，再用麻袋或碎布將水吸干，應(yīng)盡量將樁底的水抽干。澆搗前，先把孔內(nèi)積水抽干，將孔清洗干凈，補好護壁滲水部分，灌注樁混凝土量較大，會出現(xiàn)浮漿，因此，每支樁應(yīng)多灌50cm 高，然后鑿到設(shè)計高度。另外要注意砼拌合料質(zhì)量控制，每盤砼的拌和時間不得少于90 秒，開始攪拌時必須做一次坍落度檢測，調(diào)整好流動性，且具有較好的粘聚性，灌注時作坍落度損失的觀察，以指導(dǎo)砼配合比的調(diào)整，拌好的砼應(yīng)立即使用，有離析現(xiàn)象嚴(yán)禁灌入樁孔。

（5）成樁質(zhì)量檢驗。砼試塊強度的質(zhì)量檢驗和樁身動檢，樁身動檢包括大應(yīng)變和小應(yīng)變，可測出樁長、縮徑、擴徑、斷樁及可估算出砼強度，質(zhì)量檢驗和樁身動檢必須合格。建議有條件的按1 ～2 % 抽樣，按慢速維持荷載法做豎向靜荷載試驗，必須滿足設(shè)計要求。

3 人工挖孔樁施工存在問題和解決方案

3.1 樁孔地下水降排水處理措施

（1）對少量滲水，可在樁孔內(nèi)挖小集水坑，隨挖土隨用吊桶將泥水一起吊出。（2）對大量滲水，可在樁孔內(nèi)先挖較深集水井，設(shè)小型潛水泵抽排出樁孔外，隨挖土隨加深集水井。（3）涌水量很大時，如樁孔較密集，根據(jù)場地樁孔布置，提前將一部分樁孔超前開挖，使附近地下水匯集于此樁孔內(nèi)，用潛水泵抽出，起到深井降水作用，將附近樁孔地下水位降低，循環(huán)降排水，交錯開挖施工。

3.2 樁孔流砂處理措施

（2）當(dāng)挖孔遇到流砂層時，可在井孔內(nèi)設(shè)高1.0～2.0m、厚4mm 的鋼套護筒，直徑略小于混凝土護壁內(nèi)徑，利用混凝土護壁作支點，用千斤頂將護筒壓入土中，阻擋流砂，直至穿過流砂層0.5～1.0mm，再轉(zhuǎn)入正常挖土和混凝土護壁施工，澆灌混凝土至該段時，隨澆混凝土隨將鋼護筒拔出。（2）減少開挖樁孔循環(huán)深度，縮短護壁高度。根據(jù)樁孔土層情況，及時開挖及時布設(shè)護壁鋼筋，灌注混凝土，護壁混凝土配制適當(dāng)加入早強劑加快混凝土的凝固，提高混凝土早期強度。（3）組織充足的護壁鋼模，挖孔遇到流砂層區(qū)段采用多套鋼模支護，挖孔結(jié)束后，鋼筋制安前再進行拆模，進行后續(xù)施工工序。

3.3 驗巖及入巖問題

驗巖及入巖是確認(rèn)樁底巖石是否到設(shè)計巖層以及進入巖層的深度是否滿足設(shè)計要求。有些工程中，地質(zhì)情況復(fù)雜，樁底周邊入巖位置不在同一水平處。比如，在實際施工中，有些孔底兩邊先進入中風(fēng)化，而中間比兩邊進入中風(fēng)化要深。由地質(zhì)勘察單位負(fù)責(zé)確認(rèn)巖層深度較為恰當(dāng)，這樣可確保挖孔樁承載力滿足設(shè)計要求。

3.4 安全問題

人工挖孔樁的常見安全事故有：孔口石塊或雜物掉入孔口砸傷正在孔中的施工人員；孔口操作人員被地下有害氣體中毒昏迷甚至死亡，孔壁支護不當(dāng)而坍塌砸傷甚至活埋操作工人；孔內(nèi)電纜、電線磨損受潮，導(dǎo)致工人觸電傷亡；深孔中突然涌水，淹沒操作人員等等。實踐證明，施工人員樹立安全意識，加強安全教育，做好安全技術(shù)交底，各種安全技術(shù)措施到位。

（1）孔口圍護措施?？卓谒闹鼙仨氃O(shè)置護攔，孔內(nèi)作業(yè)時，孔口上面必須有人監(jiān)護。挖出的土方應(yīng)及時運離孔口，不得堆放在孔口四周1m 范圍內(nèi)，機動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。孔內(nèi)作業(yè)人員必須頭戴安全帽、身系安全帶，特殊情況下還應(yīng)戴上防毒防塵面具。（2）孔中防毒措施。每次下孔前，必須對樁孔內(nèi)氣體進行抽樣檢測（可用快速檢測管），發(fā)現(xiàn)有害氣體含量超過允許值時，應(yīng)將有害氣體清除至化學(xué)毒物最低允許濃度的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，并采用足夠的安全衛(wèi)生防范措施。（3）防止孔壁涌水措施。當(dāng)相距1 0 m 以內(nèi)的鄰樁正在澆灌混凝土或樁孔積水很深時，要考慮對正在挖孔樁的危險影響，一般應(yīng)暫停施工，人不準(zhǔn)下孔。隨時加強對土壁涌水情況的觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時采取處理措施。采用潛水泵抽水時，基本上抽干孔中積水后，作業(yè)人員才能下至孔中進行挖土。（4）其它安全措施。施工人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，孔內(nèi)有人時，孔上必須有人監(jiān)督防護；井孔周邊作業(yè)人員、監(jiān)護人員，必須戴安全帽，嚴(yán)禁穿拖鞋、赤腳、酒后上崗作業(yè)。

4 結(jié)束語

綜上所述，膨脹土地質(zhì)條件下的人工挖孔灌注樁施工，選用技術(shù)方案時應(yīng)首先遵循技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的原則，人工挖孔樁施工設(shè)備簡單，噪音低，施工速度快，對周圍原有建筑物影響小，施工成本較低，在不適宜用機械鉆孔灌注樁及場地狹小的情況下，可酌情考慮采用。