淺談利用人工挖孔灌注樁樁孔降水在本溪市體育館工程中的應用

張英菡

摘 要：本溪市體育館工程位于本溪市明山區(qū)小堡太子河畔，地下水豐富。哈爾濱工業(yè)大學建筑研究院設計，工程總投資1.06億元。根據本工程的地勘報告及現場的實際勘察，如果采用深井井點的降水方法需要降至設計要求的水位以下開始施工，這樣將工期延后30天左右；根據以往的施工經驗及現場的實際條件及施工季節(jié)，改用利用灌注樁原樁孔降水的方法施工，取得了較好的施工效果。

關鍵詞：原樁孔；降水

1 概述

體育中心工程為四層結構，地下一層，地上三層，整個工程占地174942×146456=25621.3㎡，總建筑面積29005.36㎡，總座席數6475。

我公司承擔的6～28軸人工挖空灌注樁共有215根，其中直徑0.8m的有124根，其中直徑1.0m的有31 根，其中直徑1.2m的有30根；樁身砼強度等級為C30，樁長度H依據現場條件確定，并且不小于5m?！?.00標高相對于高程120.50m。灌注樁頂標高為-6.0m，，樁基礎底標高不低于12.6m，地下水位在-8.30m～-9.40m之間，施工過程中必須作好降水措施。

2 施工難點

該工程場地的地層主要由雜填土、粉土、細砂、角礫、圓礫、卵石、強風化砂巖、中風化砂巖等組成并夾帶流沙層帶，降水處理不當將會出現坍塌等嚴重的安全事故。

3 降水方案的選擇

依據正常的施工方法即根據現場實際涌水量的計算，降水降至設計標高，需要用30天的時間，工程工期為30天，按照此方法施工無法完成按時完成施工任務。經過現場的實際勘察與類似工程施工的經驗相結合，采用利用灌注樁原樁孔作為降水井的施工方法施工，將地下水降至設計標高，既保證施工進度質量又保證了施工的安全。

1、涌水量計算

按照無壓非完整深井井點的涌水量理論進行計算

式中：Q——井點系統(tǒng)總永水量（m3/d）

K——滲透系數（m/d）

H0——含水層厚度（m）

R——抽水影響半徑（m）

S——水位降低值（m）

X0——基坑假想半徑（m）

基坑假想半徑

77.54m

水位降低S=-8.3-（-12.6）=4.3m

含水層厚度H0=20.3m

土的滲透系數K=100m/d

抽水半徑377.79m

Q =1.36×100×[（2×20.3-4.3）×4.3]/（lg377.79 -lg77.54 ） =1.36×100×[36.3×4.3×0.64]=13586.07m3/d=9.21m3/s

2、確定井點管數量與間距

深井進水過濾器進需要總長度計算

深井單位長度進水量q可按下式計算：

深井進水過濾器部分需要總長度計算

確定井點數量n=20時

由nh=20×20.3=406 ≥Q/q=9.21/0.035=263.14

可知井點數量及管徑符合條件

井的深度鉆孔打到不透水層，根據地勘報告計算，濾管長度為l=16m。

由于建筑物基坑平面比較規(guī)則，可暫假設井點均勻布置，井點間距 D=（129.602+4+135.849+4）×2/20=27

取D=27m-30m

由于井點計算受、水文地質和井點設備等諸多因素的影響，并且公式及數據多為經驗性，在實際施工中，計算結果根據現場實際情況須進行修正。

3、現場降水點的布置

選用直徑為1.0m或1.2m大孔徑灌注樁孔作為降水井，降水孔數為20個，這20個降水樁提前施工而要帶水作業(yè)，邊施工，邊降水，施工是要求使用12KV的安全電源，保證施工作業(yè)人員的人身安全，帶灌注樁挖至地下水位以下后，加入功率為22KW，流量80—160m3/h，揚程30m的大型深井潛水泵。而其他灌注樁在降水樁施工3天后開始施工，遇到少量的水直接在灌注樁內下入2寸水泵，將水抽干。

4 施工方法

針對基坑面積大，樁根數多的特點，我們在挖孔樁施工時將基坑以形心為基準點分為Λ、B、C、D四個面，由四支專業(yè)化施工隊伍同時進行施工。

1、施工布署

整個挖樁的施工程序為：場地平整→放線、定樁位→ 挖第一節(jié)樁孔土方→支模澆注第一節(jié)砼護壁→在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線→安裝轆轤、吊桶等設施→第二節(jié)樁身挖土→清理樁孔四壁、校核樁孔直徑和垂直度→拆上節(jié)模板，支第二節(jié)模板，澆注第二節(jié)砼護壁→重復此項工序直至設計深度→檢查持力層后進行擴底 → 對樁孔直徑、深度、擴底尺寸、持力層進行全面檢查、驗收→清理虛土、排除孔底積水→吊放鋼筋籠就位→澆灌樁砼

第一批挖土成孔的樁宜選擇樁身較大者，且均勻散開，不宜集中在一處，以便全場地的水位得到均勻下降，并且在施工中均屬于帶水作業(yè)，最終樁孔形成后，作為降水井進行場地降水。繼而開始施工第二批、第三批樁，若樁孔內少量的水，使用2寸泵將其抽走。最后一批樁也應均勻散開同時開挖，并待全部護壁打完后，才能澆注樁身砼。

應留取最深一個樁孔最后澆注樁身砼，使其它樁孔澆注砼時，能在此孔內繼續(xù)抽水，以利降低整個場地地下水位。

同時在遇到廢舊的挖孔樁時，為了防止塌方，將回填土根據實際情況，在廢棄樁深2m以內的使用鋼模板（為了防止護壁坍塌，鋼模板直接回填在土中）支護的方法施工，在2m 以上的廢棄樁施工全部將土方挖出再灌注C20砼的方法施工。

2、主要工序施工方法

Ⅰ、支護設計和施工

為防止樁孔土體坍塌和確保操作安全，支護采用現澆砼護壁，

其整體性好，受力均勻。厚度為120mm，高度為1m，砼強度等級為C20，人工澆筑，人工振搗，其坍落度控制在100mm左右，在護壁內加配Φ8光圓鋼筋。

護壁施工采用一節(jié)組合式鋼模板（由四塊弧形工具式內鋼模拼裝而成），拆上節(jié)支下節(jié)，循環(huán)周轉使用。模板間用U形卡連接，上下設兩道50×5角鋼頂緊。第一節(jié)砼護壁高出地面200mm，便于擋水和定位。

Ⅲ、灌注樁挖孔

挖土由人工從上至下逐層用鎬、鍬進行，遇堅硬土層、砼塊用錘、

風鎬破碎，挖土次序為先挖中間部分后周邊，按設計樁直徑+240mm控制截面。擴底部分采取先挖樁身圓柱體，再挖擴底尺寸從上至下削成擴底形。挖出的土由膠皮桶用轆轤提升至地面后，用手推車運至指定地點進行現場土方平衡。

挖孔時要隨時進行測量控制。第一節(jié)護壁做好后，將樁位十字線和標高測設在護壁的上口，然后用十字線對中，吊線墜向樁底投設，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度，隨之進行修整，樁深必須以基準點為依據逐根進行引測，保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。

挖孔時注意以下事項：

多樁孔同時成孔，應采取間隔挖孔方法，以減少水的滲透和

防止土體滑移。

② 對樁的垂直度和直徑，應每段檢查，發(fā)現偏差隨時糾正，保

證位置正確。

③ 遇塌孔，則在塌方處磚砌外模，配適量Φ8或Φ10鋼筋，間距

150，再支鋼內模澆灌護壁砼。

④擴底時，為防止擴大頭處塌方，可采取間隔挖土擴底措施，

留一部分土方作為支撐，待澆砼前再挖。

遇有流砂或淤泥層時，采用300mm～500mm高短護壁，一

次挖土高度也相應地降為300mm～500mm高。

⑥挖孔樁的護壁最小厚度應不小于100mm，挖孔樁的孔深一般不宜超過25m，當樁長L≤8m，樁身直徑（不含護壁，下同）不應小于0.8m；當樁長為8m

⑦人工挖孔樁的土質巖樣、入巖深皮、孔底形狀、粒徑、樁長、垂立度、樁頂標高和混凝土強度等，必須符合設計要求。

⑧人工挖進深度過程中，對可能會出現流砂、涌泥、涌水以及有害氣體等情況，必須要有針對性的安全防護措施，對施工現場所有設備、設施、安全裝置、工具和勞保用品等需要經常進行檢查，確保完好和安全使用。

5 小結

利用灌注樁樁孔做為降水井，首先節(jié)約了深井井點降水施工的過程，對于施工工序上起到了節(jié)約的效果；第二，在從經濟角度講，利用灌注樁孔做為降水井，節(jié)約了井點降水的成本；第三，保證施工工期在30天內順利完成，提高了工作效率。