淺析兩種不良地質(zhì)條件下人工挖孔樁成孔的處理

【摘要】在不良地質(zhì)條件下，廣泛采用人工挖孔灌注樁施工技術(shù)，施工簡(jiǎn)便快捷。對(duì)存在溶洞或者地下水豐富等不良地質(zhì)條件的地區(qū)，如采用人工挖孔樁，樁成孔施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施，本文對(duì)溶洞處理和地下水處理技術(shù)進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】溶洞；地下水；人工挖孔樁；成孔

人工挖孔樁在施工過程中分為二個(gè)主要階段，即成孔階段與成樁階段，在成孔施工過程中，容易產(chǎn)生涌泥、滲水、流砂，這些因素是造成成孔失敗的最主要原因。在挖孔樁的過程中，最關(guān)鍵的技術(shù)就是處理好在成孔中的存在的這些問題。人工挖孔灌注樁具有機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便，造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于常見的鉆孔灌注樁等機(jī)械樁型來說，所需場(chǎng)地面積小，對(duì)周邊已有建筑物、市政管道設(shè)施等影響小，能適應(yīng)多種場(chǎng)地；孔底沉渣易被清除，成樁質(zhì)量易控制；樁端做成擴(kuò)大頭式，可提高單樁承載力；可全面展開施工，縮短工期；無泥漿排出， 有利于環(huán)境保護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來，得到廣泛應(yīng)用。在某些不良地質(zhì)條件下，采用人工挖孔樁成孔，因人工挖孔樁施工時(shí)候，施工人員在地下施工，工作環(huán)境惡劣，活動(dòng)空間小，就必須采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施，確保施工人員的安全，確保樁基工程質(zhì)量符合國(guó)家、地方規(guī)范、規(guī)程和設(shè)計(jì)的要求。

1、溶洞處理

對(duì)于有溶洞發(fā)育的工程地質(zhì)條件，施工前需仔細(xì)查閱《工程地質(zhì)勘察報(bào)告（詳勘）》，對(duì)每個(gè)樁位有無溶洞，溶洞位置和大小，有無填充物等信息要準(zhǔn)備掌握。人工挖孔施工成孔過程中，下挖深度接近地質(zhì)勘察報(bào)告中表示的溶洞位置時(shí)，放慢下挖速度，小面積、試探性開挖找出溶洞。溶洞位置確定后，立即采取處理措施，施工人員需在腰間系好安全帶，用安全栓連接安全繩的一端，另一端連接孔口附近的預(yù)埋環(huán)上，施工時(shí)設(shè)專人指揮，隨時(shí)與孔內(nèi)施工人員保持聯(lián)系。同時(shí)必須按照規(guī)范、規(guī)程及施工組織設(shè)計(jì)的要求做好安全防范工作，進(jìn)入溶洞后，盡量探清溶洞的實(shí)際位置和大小等信息，然后與《工程地質(zhì)勘察報(bào)告（詳勘）》溶洞情況進(jìn)行對(duì)比，檢查和是否存在偏差，然后根據(jù)情況，同時(shí)要考慮到溶洞內(nèi)填充物及溶洞的大小等情況分別采取不同的措施：①針對(duì)大于高度1m的溶洞，全部采用鋼護(hù)筒，在井孔內(nèi)設(shè)高2m，用壁厚8mm鋼套護(hù)筒穿越溶洞。②若為空溶洞，如有水，應(yīng)該將水排掉，支模板，進(jìn)行樁身施工。③如溶洞內(nèi)有填充物，應(yīng)根據(jù)填充物的不同，而采取相應(yīng)措施：a）如填充物為粉質(zhì)粘土或軟塑狀粘土?xí)r，每挖深度1m，就及時(shí)進(jìn)行鋼筋混凝土護(hù)壁施工，按施工組織設(shè)計(jì)的要求，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，確保安全。b）如填充物是粉細(xì)砂或中粗砂時(shí)，考慮到砂的內(nèi)聚力較差，特別是遇到水容易發(fā)生流砂等危險(xiǎn)情況，挖孔時(shí)采取強(qiáng)支護(hù)的策略，同時(shí)酌情減少每段開挖深度。溶洞處理完成后，繼續(xù)向下挖進(jìn)。溶洞處挖孔先開挖距孔壁50cm四周部分，溶洞填充并筑壁完成后，再下挖中間部分。溶洞處挖孔每次下挖深度不得超過50cm，平整孔底，清除虛土、軟泥、淤泥，若溶洞內(nèi)有泥漿或者水溢出的，需進(jìn)行抽水。

孔底清理完畢后開始處理溶洞，采用磚塊沿孔壁四周砌筑磚墻，直徑為挖孔直徑。上部預(yù)留孔隙，以便填充混凝土。磚墻砌筑或鋼護(hù)筒施工完畢后，通過預(yù)留孔隙，進(jìn)行混凝土填充，混凝土采用C25素混凝土，填筑量按溶洞大小而定，一般需填滿。混凝土填筑完成后，停止作業(yè)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后，才可繼續(xù)作業(yè)，施工護(hù)壁后按此方法繼續(xù)進(jìn)行施工，直至溶洞全部處理完畢，恢復(fù)正常人工挖孔施工。樁底揭露有溶洞時(shí)，需用與樁身強(qiáng)度等級(jí)相同的混凝土進(jìn)行填充處理。

由于人工挖孔樁絕大部分是端承樁，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第8.5.6-6條規(guī)定，樁端以下3被樁徑且不小于5m范圍內(nèi)應(yīng)無溶洞分布，且在樁底應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)應(yīng)無巖體臨空面。為了達(dá)到這一要求，設(shè)計(jì)要求在樁底進(jìn)行釬探以查明樁端以下巖溶發(fā)育情況。樁孔挖至基巖設(shè)計(jì)深度后，向下釬探3m～5m，查明其是否有溶洞等不良地質(zhì)條件。第一次釬探后，若發(fā)現(xiàn)樁孔3倍樁徑范圍內(nèi)存在溶洞分布。用爆破方法清楚上述不良巖體后，再進(jìn)行第二次釬探，如此反復(fù)，直至滿足設(shè)計(jì)要求。除爆破方法外，采取水泥壓密灌漿，使得樁端持力層滿足設(shè)計(jì)要求，也是處理溶洞或其他破碎巖體的可靠、方便的辦法。

2、地下水處理

在深基礎(chǔ)施工中，地下水是一個(gè)常見問題，給成孔和樁身混凝土澆筑都增加了困難；但只要依照《工程地質(zhì)勘察報(bào)告（詳勘）》中水文情況，采取合理的施工組織設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工過程監(jiān)控，加強(qiáng)對(duì)周邊已有建筑物、市政管道設(shè)施等沉降變形、水平位移監(jiān)控，采用合理的施工工藝，在有地下水地區(qū)，人工挖孔樁也能得要較好應(yīng)用。①如地下水量不大時(shí)，邊抽水邊挖，成孔后立即進(jìn)行護(hù)壁支模和護(hù)壁混凝土澆筑。②如水量較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，因地制宜，采用輕型管井等綜合措施，進(jìn)行成孔施工。當(dāng)大量抽水，任未能順利開挖進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取有效措施截?cái)嗨?，封閉水路。樁孔較淺時(shí)，可采用板樁封閉；樁孔較深時(shí)，用鉆孔壓力灌漿形成擋水帷幕，減小地下水的滲透，確保正常抽水時(shí)正常開挖。

抽水宜連續(xù)進(jìn)行以避免地下水位頻繁漲落，否則，會(huì)加速樁孔四周土體顆粒流失，造成護(hù)壁外面出現(xiàn)孔洞，引起護(hù)壁下沉脫節(jié)。成孔作業(yè)抽出地下水，降水對(duì)周圍環(huán)境、鄰近建筑物和管線影響較大。降水作業(yè)時(shí)，在做好安全預(yù)案的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)鄰近建筑物和管線的監(jiān)測(cè)，確保安全。在同樣降水深度下，降水漏斗的坡度越平緩，影響范圍越大，所產(chǎn)生的不均與降越小。所以抽水時(shí)要適當(dāng)放緩降水漏斗線的坡度，以降低降水影響區(qū)的建筑物和管線的受損可能性。

在挖孔深度、進(jìn)入樁端吃力層巖性和深度等滿足設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)槽；驗(yàn)槽合格后，為避免孔內(nèi)地下水過多等不良影響，應(yīng)馬上進(jìn)行樁身混凝土施工。a）如樁孔內(nèi)滲水量不大，樁身混凝土澆筑前要排除孔內(nèi)積水。b）如樁孔內(nèi)滲水量較大，使用一般的方法無法抽干時(shí)：如果孔底確實(shí)無法采取抽水的方法解決，這時(shí)就要改變施工方法，樁體身凝土的施工就應(yīng)當(dāng)采取水下混凝土澆筑施工工藝，確保樁身混凝土施工質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和設(shè)計(jì)要求。

3、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，人工挖孔樁的經(jīng)濟(jì)性、工期短和成樁質(zhì)量便于控制等突出優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，它不僅在良好的地質(zhì)條件可以廣泛應(yīng)用，在遵守科學(xué)施工、有效控制原則下，隨著施工技術(shù)的進(jìn)步，在存在溶洞或地下水豐富等地區(qū)，也能得到了發(fā)展和應(yīng)用。

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