人工挖孔樁遇流砂、涌水及淤泥層施工處理技術(shù)

【摘要】人工挖孔樁基因具有施工簡便、經(jīng)濟(jì)、承載力大，施工質(zhì)量容易控制等特點(diǎn)得到設(shè)計(jì)、業(yè)主及施工等單位的認(rèn)可，應(yīng)用廣泛，但因各項(xiàng)目施工條件千差萬別、地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，施工中常遇到淤泥層、流砂、涌水等嚴(yán)重不良地質(zhì)情況，嚴(yán)重地影響到施工安全、進(jìn)度及質(zhì)量，本文以工程實(shí)際為例，詳細(xì)說明了遇到上述情況時采取的針對性處理措施，快速有效地完成施工處理，確保了施工進(jìn)度及質(zhì)量，以供同業(yè)借鑒。

【關(guān)鍵詞】人工挖孔樁；淤泥層；涌水流砂；處理方案

1.工程概況

貴陽火車北站項(xiàng)目站東路3#蓋板橋12根樁基和房建工程212根樁基采用挖孔樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)需置于持力層2m以上，設(shè)計(jì)的挖孔樁基礎(chǔ)深度9～33m。挖孔樁采用C20混凝土護(hù)壁，壁厚15cm。每挖深1m澆注一節(jié)混凝土護(hù)壁。

地質(zhì)勘察資料表明，此地段地質(zhì)條件復(fù)雜，上層為雜填土，以下在不同區(qū)域及深度內(nèi)存在含水砂礫層及軟土層等不良地質(zhì)。經(jīng)調(diào)查了解，項(xiàng)目場址處原為市郊的菜地、垃圾場、民房以及村民污水排放處理區(qū)，該施工區(qū)域覆土厚度為0.5～11.0m范圍。

在施工時部分孔樁出現(xiàn)流砂及涌水現(xiàn)象，因地層水量豐富，開挖時砂礫層極易坍塌，再加之施工時需進(jìn)行孔內(nèi)不間斷抽水，加劇砂土流失，致使井下形成空洞，不但給挖孔、護(hù)壁作業(yè)帶來極大難度而且危及作業(yè)者人身安全。此外部分孔樁穿越淤泥層，正常開挖時高含水量的淤泥不斷流入孔樁，造成開挖及支護(hù)困難。

根據(jù)本工程的實(shí)際情況，我公司針對性的采取施工處理方案。確保了本項(xiàng)目樁基工程按時按質(zhì)完成施工，以上就本項(xiàng)目施工過程采取的處理方法及措施進(jìn)行闡述，以期對其它相類似項(xiàng)目起到借鑒作用。

2.挖孔樁遇流砂涌水現(xiàn)象的施工處理措施

房建結(jié)構(gòu)工程B交17軸挖孔樁人工鑿?fù)谥?.2m時，出現(xiàn)流砂和涌水地層，地質(zhì)勘察資料顯示，此處砂礫地層厚度約為2.3m。本工程場內(nèi)表層為人工填土，上層人工填土以粉質(zhì)砂土為主，本身開挖時就極易坍塌，如果在出現(xiàn)流砂涌水的情況下，不采取其它處理措施，而是加強(qiáng)進(jìn)行孔內(nèi)抽水繼續(xù)開挖，則加劇流砂、涌水程度，致使井下形成空洞，上方土層向下坍塌，不但給施工、護(hù)壁帶來極大難度，而且危及作業(yè)者人身安全。根據(jù)本工程的實(shí)際情況并結(jié)合以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，采取如下針對性施工處理方案。

1）因地下水位標(biāo)高僅比目前開挖的底部高約60cm，當(dāng)涌水的水面在達(dá)到地下水位標(biāo)高后，樁內(nèi)水位不會繼續(xù)上升（孔底水深60cm左右），為減少抽水帶出的細(xì)砂流失，在未確定施工措施方案并開始實(shí)施前停止井下抽水。

2）處理方案實(shí)施時，配備了大功率抽水機(jī)不間斷抽水，同時采取措施阻止孔樁周圍地表水流入孔內(nèi)。確保施工的連續(xù)順利進(jìn)行。

3）施工每循環(huán)縮短至50cm，并將孔徑擴(kuò)挖50cm，將2m長的Φ25鋼筋沿孔壁以60°打入孔樁周圍土層，其間距為40cm，梅花型布置，作為簡易錨桿抵抗土層的滑移。

4）在孔徑擴(kuò)挖部分砌筑磚護(hù)壁，采用M10水泥砂漿砌筑MU10水泥標(biāo)磚240mm厚，以阻止土層細(xì)砂的涌出。

5）磚砌體完成后沿孔樁周邊豎向打入φ50無縫鋼管，鋼管長100cm，間距20cm，插入下節(jié)土層50cm，對磚砌體支護(hù)進(jìn)一步加固。

6）在原混凝土護(hù)壁中增配鋼筋，確保護(hù)壁穩(wěn)固，其縱向鋼筋采用Φ14，間距為15cm布置，箍筋采用φ8@150。

7）護(hù)壁模板安裝，每50cm進(jìn)行一次支模?；炷羾?yán)格按照配合比執(zhí)行，塌落度要求為14cm為宜，太大初凝時間相對延長，太小不易澆筑。為了進(jìn)一步提高混凝土早期強(qiáng)度及加快混凝土凝固時間，加入一定劑量的早強(qiáng)劑。

3.人工挖孔樁遇淤泥層處理方案

3#蓋板橋F-1#挖孔樁人工鑿?fù)谥?m時，底部出現(xiàn)黑色淤泥土層，淤泥含水量高，呈流塑狀態(tài)，開挖過程中淤泥持續(xù)流入孔樁，造成孔樁不能開挖及澆注護(hù)壁。施工時根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況及施工材料情況，采取如下措施阻止淤泥向樁內(nèi)流淌，以使孔樁施工能夠順利進(jìn)行。首先將草墊及水泥袋沿樁壁用木棍強(qiáng)行壓入樁身外側(cè)的四周淤泥中，因施工現(xiàn)場施工堆放有石灰，壓入淤泥的草墊及水泥袋沾裹一些石灰，以吸收部分淤泥中的水分，提高土體強(qiáng)度。然后用長1m的Φ18螺紋鋼筋按間距20cm，交叉方向沿樁壁四周斜插進(jìn)淤泥，整體呈網(wǎng)片狀。通過鋼筋、草墊，外加石灰吸附水分后的淤泥共同形成了足夠阻止淤泥向樁內(nèi)擴(kuò)散的隔離圈，施做隔離圈的同時，將護(hù)壁高度縮短至50cm一道，確保了施工的順利進(jìn)行及施工安全。挖孔樁遇淤泥施工處理方案見圖2。

在整個項(xiàng)目以后的施工中，總共遇到淤泥層的挖孔樁為11個，均采用了上述的處理施工措施，全部按時順利完成挖孔。

4.為了確保施工安全及質(zhì)量采取的其它技術(shù)措施

1）施工前熟悉樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)圖紙、說明及施工要求，以及完整的地質(zhì)勘察報(bào)告書，以掌握施工區(qū)域各層土質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)，樁持力層的巖土特征及埋深、地下水位及分布情況。制定詳細(xì)的人工挖孔樁施工方案，并針對可能出現(xiàn)的問題編制技術(shù)處理措施及安全技術(shù)措施預(yù)案。

2）樁孔的施工順序宜為先淺后深，先施工淺的孔樁可起到穩(wěn)固作用，更可減少深孔樁施工時土的側(cè)向壓力。

3）多孔同時開挖施工時，如孔樁樁距較近，容易互相干擾造成護(hù)壁的不穩(wěn)定以至發(fā)生塌孔等事故，則需采取間隔開挖的方法。相鄰的樁不能同時挖孔，須待相鄰樁孔澆灌完混凝土之后才能開挖，以保證土壁穩(wěn)定。

4）每當(dāng)一節(jié)挖孔、擴(kuò)孔完成后，及時組織驗(yàn)收并澆筑混凝土，特別是孔壁為砂土、松散填土、軟土等不良土壤時不得隔夜?jié)仓炷?，以免塌孔。護(hù)壁混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行拆模。

5）當(dāng)挖孔樁出現(xiàn)涌水時，采用裝有漏電保護(hù)裝置的水泵抽水，如果涌水量過大，僅一個孔樁難以抽除涌水時，可考慮周邊幾個孔樁同時開挖，利用周圍鄰近樁孔共同抽水，從而控制單獨(dú)孔樁內(nèi)涌水量，以便施工繼續(xù)進(jìn)行，同時相鄰孔樁之間采取工序交替進(jìn)行，可以達(dá)到較好的施工效果。如是周邊環(huán)境較為復(fù)雜，地層以較為容易流失的砂土組成，則應(yīng)注意不能無節(jié)制地抽水，避免過度抽水造成細(xì)砂流失過多，引起孔樁坍塌、其它構(gòu)建（筑）物發(fā)生下沉及開裂等現(xiàn)象。

5.結(jié)束語

孔樁人工開挖方法作為一種不需要大型機(jī)械，施工操作簡便，造價(jià)低廉，往往為施工單位、業(yè)主單位所最為愿意選用，但因施工技術(shù)落后，施工環(huán)境復(fù)雜等原因，存在較大的安全隱患，施工時常有各種不利情況出現(xiàn)，不及時處理將影響到施工進(jìn)度、質(zhì)量，甚至是危及施工人員的生命安全，需引起極大重視。本文通過施工實(shí)踐，將本人在挖孔樁施工中所遇到的流砂涌水、淤泥層等不良地質(zhì)條件下的所采取的施工處理技術(shù)措施與各位同行共同探討，為今后類似工程的工程積累施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]卿三惠·土木工程施工工藝：房屋建筑工程[M]·北京：中國鐵道出版社，2007，3。

[2]中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院·公路橋梁施工系列手冊：墩臺與基礎(chǔ)[M]·北京：人民交通出版社，2012，01。

[3]鄭機(jī)、劉輝·圖解橋梁施工技術(shù) [M]·北京：中國鐵道出版社，2009，07。

作者簡介：覃鳳陽，（1984.04-），男，學(xué)歷：本科，助理工程師。