淺析某項(xiàng)目人工挖孔樁的施工技術(shù)

陳 進(jìn)

（福建中政建設(shè)開發(fā)有限公司 350001）

1 工程概況

福州市精神病人療養(yǎng)院新病房大樓（施工）位于福州市倉山區(qū)上渡李厝山路，總建筑面積為12632.1m2，建筑高度為32.85m，其中地上8層，半地下室1層，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)。本工程樁基采用人工挖孔樁，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C30，樁徑為800～1000mm，樁長為9～12m，持力層為中風(fēng)化花崗巖，樁端嵌巖深度≥1m。

2 工程地質(zhì)水文情況

由建設(shè)單位提供地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，場地內(nèi)的土層從上到下依次如下：①雜填土，主要成分為碎磚、細(xì)砂和粘性土，層厚為1.60～3.50m；②淤泥，灰黑色，呈流塑～軟塑狀，層厚為2.30～3.40m；③中砂，呈稍密狀態(tài)，層厚為3.10～4.30m；④粉質(zhì)粘土，混有少量的中砂，呈可塑狀態(tài)，層厚為0.80～3.40m；⑤淤泥質(zhì)粘土，呈可塑狀態(tài)，層厚為1.10～2.70m；⑥碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，構(gòu)造形式為碎裂狀，屬性為軟巖，層厚2.50～4.70m；⑦中風(fēng)化花崗巖，巖石強(qiáng)度高，質(zhì)地堅(jiān)硬，呈塊狀結(jié)構(gòu)，層厚3.30～8.60m。地下水水位埋深為3.3～5.6m，地下水豐富。

3 施工難點(diǎn)

（1）土層中存在淤泥、中砂和淤泥質(zhì)粘土，在地下水豐富情況下很容易形成流泥或者流砂現(xiàn)象，不利于井下安全作業(yè)。

（2）地下水位較高，對樁身和護(hù)壁混凝土的施工質(zhì)量要求較高。

（3）要求樁端進(jìn)入持力層深度≥1m，中風(fēng)化花崗巖質(zhì)地堅(jiān)硬，采用風(fēng)鎬進(jìn)行開挖速度緩慢，應(yīng)結(jié)合爆破進(jìn)行作業(yè)。

4 人工挖孔樁的主要施工技術(shù)

4.1 施工方案確定

在圖紙會(huì)審時(shí)，經(jīng)過參建各方討論研究將護(hù)壁混凝土強(qiáng)度等級由原先的C15更改為C30，提高護(hù)壁的剛度；施工順序?yàn)橄壬詈鬁\，先中間后兩邊，分段流水作業(yè)；對出水量較大或者處于迎水面的樁孔先行進(jìn)行施工，起到降水井的作用，從而保證其他樁孔的安全施工；在距離外圍樁基約3m的地方布置地表水排放的環(huán)形水溝，規(guī)格為500×800mm，坡度為6‰，在樁基施工場地內(nèi)布置排水溝與外圍的環(huán)形水溝相連，規(guī)格為200×300mm，坡度為4‰，對地表水進(jìn)行截流，減少地表水的影響。

4.2 挖孔

采用全站儀將樁心位置測量放線出來，然后插上短鋼筋，根據(jù)樁徑以及護(hù)壁厚度對樁孔的開挖線進(jìn)行測放，并灑上白灰進(jìn)行標(biāo)識(shí)，開挖順序由上自下進(jìn)行循環(huán)施工，采用分段進(jìn)行挖土，土層開挖堅(jiān)持先挖中間再挖兩邊的原則，對于一般土層，每節(jié)的開挖高度為1.0m，對于淤泥、淤泥質(zhì)土或者砂層則每節(jié)的開挖深度為0.5m，土層開挖工具一般采用鋤頭和鐵鏟；當(dāng)施工至強(qiáng)風(fēng)化花崗巖則采用風(fēng)鎬進(jìn)行開挖；施工至中風(fēng)化花崗巖時(shí)，由于巖質(zhì)堅(jiān)硬，采用徑向式微差爆破技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，炮眼的數(shù)量和位置根據(jù)樁徑不同進(jìn)行合理布置，以1000mm樁徑為例，周邊眼設(shè)置數(shù)量為12個(gè)，掏槽眼設(shè)置數(shù)量為6個(gè)，間距均分，炮眼深度≤0.5m，采用乳化炸藥，掏槽眼裝炸藥0.5節(jié)，周邊眼裝炸藥0.25節(jié)，炮眼堵塞采用泥土和舊報(bào)紙混合一起進(jìn)行堵塞，采用電雷管進(jìn)行引爆，在樁孔頂部覆蓋鋼板并堆滿沙袋，預(yù)防飛石傷人；持力層的爆破后每次開挖深度≤0.3m，防止持力層巖層受到破壞。樁孔的側(cè)壁應(yīng)保證光滑平整，樁孔的中線與樁位的偏差范圍控制在20mm以內(nèi)，樁孔的垂直度＜0.5%。

4.3 護(hù)壁支護(hù)

本工程護(hù)壁混凝土強(qiáng)度等級為C30，厚度為150mm，護(hù)壁混凝土嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)量，采用強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場攪拌，坍落度30～50mm，砂石的含泥量≤2%，采用吊桶吊運(yùn)到孔內(nèi)進(jìn)行護(hù)壁澆筑，采用鋼管振搗密實(shí)；護(hù)壁模板采用厚度為4mm的鋼模板進(jìn)行組合拼裝，拆除上節(jié)模板再安裝下節(jié)模板，循環(huán)使用，上下節(jié)護(hù)壁的搭接長度長度為100mm，護(hù)壁鋼筋采用φ10鋼筋網(wǎng)，間距為150×150mm，有效地提高護(hù)壁的剛度，增強(qiáng)護(hù)壁的擋水功能。第一節(jié)護(hù)壁的混凝土厚度應(yīng)增厚100mm，高出地面300mm，護(hù)壁混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)24h即可拆模，護(hù)壁如果發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象，局部滲水時(shí)則將滲水部位鑿開Ф50的小孔，打入木楔，周邊采用防水砂漿進(jìn)行填堵，木楔遇水膨脹即可堵住滲水；當(dāng)成段滲水量較大，則在滲水部位鑿開多個(gè)Ф50的小孔，裝上止水閥門并放水泄壓，然后采用防水砂漿填堵密實(shí)，如果裂縫面積較大時(shí)則掛鋼絲網(wǎng)再粉刷防水砂漿20mm厚，待砂漿強(qiáng)度達(dá)到80%時(shí)再關(guān)閉止水閥門。部分樁孔在挖至7～12m時(shí)出現(xiàn)流泥或者流砂現(xiàn)象，當(dāng)流砂或者流泥情況不嚴(yán)重，厚度≤1500mm時(shí)，則將護(hù)壁模板高度由1m換成0.5m，加快開挖速度，及時(shí)綁扎鋼筋網(wǎng)并澆筑混凝土；當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔壁有塌落趨勢，則采用紡織袋土進(jìn)行堆堵，護(hù)壁混凝土加入速凝劑，使得護(hù)壁混凝土盡快達(dá)到一定強(qiáng)度；當(dāng)流砂或者流泥情況較為嚴(yán)重，厚度＞1500mm時(shí)，每節(jié)施工高度改為0.3～0.5m，將直徑為φ16mm的鋼筋打入土層中，長度為1～1.5m，邊掏砂土邊將編織成辮狀的稻草進(jìn)行填堵，如果土層側(cè)壓力較大時(shí)，則采用毛竹片打入土層，再采用稻草進(jìn)行填塞，護(hù)壁鋼筋應(yīng)伸出200mm以上，更好地和下一節(jié)護(hù)壁鋼筋進(jìn)行搭接成整體，護(hù)壁混凝土厚度應(yīng)加厚50mm；當(dāng)涌水量太大，采用上述方法無法有效進(jìn)行挖孔時(shí)，則采用全鋼護(hù)筒進(jìn)行施工，將3mm厚的鋼板滿焊成筒狀，護(hù)筒高度為0.7m，護(hù)筒沿著圓弧方向采用φ14mm鋼筋設(shè)置3道加勁肋，采用千斤頂將鋼護(hù)筒壓入孔底，壓入一段則挖孔施工一段，直至于穿過流砂或者流泥層1.0m后再進(jìn)行正常的挖孔與護(hù)壁施工。

4.4 鋼筋籠的加工與安裝

鋼筋籠應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)格、型號和間距進(jìn)行加工與制作，鋼筋應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行送檢復(fù)驗(yàn)，鋼筋籠的分段長度一般為6m，在鋼筋籠內(nèi)側(cè)每隔2m設(shè)置一道加強(qiáng)箍，每隔4m設(shè)置1道十字支撐架，主筋與箍筋之間連接采用單面焊；鋼筋籠的接頭按照規(guī)范要求進(jìn)行錯(cuò)開；在每個(gè)加勁箍上對稱綁扎水泥砂漿墊塊，在主筋四周每隔4m設(shè)置1個(gè)φ16mm定位耳環(huán)，確保鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠吊放時(shí)應(yīng)緩慢對準(zhǔn)孔位下放，第一節(jié)鋼筋籠安裝到位后采用1根槽鋼將鋼筋籠撐在護(hù)壁上，將第二節(jié)鋼筋籠對準(zhǔn)位置后進(jìn)行單面搭接焊接，搭接長度為10d，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，鋼筋籠接長焊接完成后應(yīng)下放到設(shè)計(jì)標(biāo)高，將吊筋與槽鋼焊接牢固，避免鋼筋籠在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

4.5 樁身混凝土灌注

混凝土灌注之前，將樁孔內(nèi)的積水采用帶逆流閥的潛水泵抽除干凈；當(dāng)樁孔內(nèi)有少量的積水無法抽除干凈，則采用干水泥鋪入孔底，緊接著進(jìn)行樁身混凝土的灌注，混凝土采用坍落度60～80mm的商品混凝土，混凝土強(qiáng)度等級為C30，采用串筒進(jìn)行下料，串筒的底部距離孔底≤2m，樁身混凝土應(yīng)分層進(jìn)行澆筑，分層厚度≤1.0m，采用振動(dòng)棒將混凝土振搗密實(shí)，混凝土灌注應(yīng)連續(xù)不中斷；當(dāng)孔底出水量較大，采用潛水泵無法抽干情況下則采用水下混凝土灌注方法，導(dǎo)管內(nèi)徑采用Φ300mm，導(dǎo)管下口與孔底距離為0.3m，選擇容量為2m3的料斗，混凝土的坍落度為180～220mm，將混凝土裝滿料斗后拉起隔水塞球，混凝土罐車?yán)^續(xù)往料斗里注入混凝土，使得首灌施工成功。水下混凝土的灌注速度為2m/h，根據(jù)導(dǎo)管埋入混凝土深度情況進(jìn)行拆管，保證導(dǎo)管埋入混凝土深度2～6m，導(dǎo)管拆管時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照計(jì)算好節(jié)數(shù)進(jìn)行。為了確保樁頂混凝土的施工質(zhì)量，混凝土應(yīng)超灌200～300mm。

5 結(jié)束語

本工程地質(zhì)情況復(fù)雜，工期緊張，針對人工挖孔樁施工過程中出現(xiàn)流砂或者流泥現(xiàn)象、孔壁滲水以及中風(fēng)化花崗巖巖質(zhì)堅(jiān)硬導(dǎo)致進(jìn)尺難等施工難點(diǎn)采取上述的施工技術(shù)進(jìn)行妥善處理，確保人工挖孔樁施工質(zhì)量與安全。樁基施工完成按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行動(dòng)測和取芯法檢測，其中I類樁占97%，Ⅱ類樁占3%，動(dòng)測結(jié)果合格；芯樣完整，芯樣強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，施工效果良好。