人工挖孔樁技術(shù)在地質(zhì)施工中應(yīng)用探究

羅恒

（中鹽勘察設(shè)計院有限公司 湖南長沙 410014）

引言

人工挖孔樁就是用人工挖掘的方式形成孔洞，然后再孔中放入鋼筋等，最后進(jìn)行混凝土的灌注，形成一個起支撐作用的樁基。人工挖孔樁技術(shù)在施工過程中占地比較小，用到的設(shè)備比較少，施工操作較簡單，這就降低了工程的成本，此方法還可以進(jìn)行平行作業(yè)，這就縮短了工期，同時還能對地質(zhì)情況有個直觀的確認(rèn)，所以在地下水位比較深的土質(zhì)、巖石地質(zhì)與砂礫地質(zhì)適合采用人孔挖孔樁技術(shù)?，F(xiàn)在高層建筑發(fā)展越來越快，人工挖孔樁技術(shù)就應(yīng)用的很廣泛，尤其在狹窄的場地施工的時候，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)更能凸顯出來。

隨著社會的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)人口越來越多，城市化的進(jìn)程也越來越快，土地資源就變得越來越緊張。為了使農(nóng)用土地得到基本的保障，建筑用地有時就會用到地質(zhì)和地形條件很復(fù)雜的土地，特別是在河灘、江河海邊等地方的建筑物隨著社會的發(fā)展越來越多。這就在人工挖孔樁時遇到很多問題，因此要對此技術(shù)進(jìn)行研究探討，制定一些技術(shù)措施，使施工的質(zhì)量和安全得到保障。

1 地質(zhì)因素對人工挖孔樁施工的影響

1.1 地下水

挖孔樁的施工質(zhì)量與安全受地下水的影響。因為有時候在施工過程中會破壞水層的平衡條件，樁孔附近的水就會灌到孔里面，造成孔壁坍塌、護(hù)壁裂開、井涌等質(zhì)量安全問題的出現(xiàn)，特別是在具有動態(tài)水壓的土質(zhì)中施工，因為水壓沖擊的作用使混凝土的護(hù)壁被穿透，假如在細(xì)砂土質(zhì)下施工時，流砂與井漏的問題就更加容易出現(xiàn)，就會增加施工的難度。

1.2 流砂

形成流砂的原由非常多，地下水的動力原由和地下土質(zhì)自身的特性是形成流砂的主要原因。施工過程中出現(xiàn)的流砂問題包括粉土流砂與石層細(xì)小顆粒造成的管涌。流砂問題產(chǎn)生以后，施工難度就會增加，挖孔施工的人員沒有良好的工作環(huán)境，土體一邊挖一邊冒出，這就經(jīng)常使護(hù)壁產(chǎn)生傾斜和塌落，嚴(yán)重的還會使樁孔塌方，使施工的質(zhì)量嚴(yán)重下降，附近的建筑物也會受到影響，在使用時會不安全。

1.3 淤泥

淤泥的含水量比較高，因此流動性就比較強(qiáng)、強(qiáng)度比較低，穩(wěn)定的狀態(tài)很容易被破壞。當(dāng)施工碰到這種淤泥土質(zhì)的時候，護(hù)壁外圍就非常容易產(chǎn)生塌孔的情況。

2 施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作

（1）當(dāng)施工正式開始之前，工程的資料要整備詳細(xì)完整。例如：建筑物所在場地的地質(zhì)特征與地下水位的詳細(xì)資料；樁基施工的圖紙；施工地的地上和地下的管線資料；施工機(jī)械和配套設(shè)施的性能資料；專項的施工方案的審查報告；施工所用的建筑材料的質(zhì)檢報告。

（2）在人工挖孔樁進(jìn)行之前，質(zhì)量的管理措施也要詳細(xì)制定。樁位、水電線路、編號等要在施工圖紙上明確標(biāo)注；施工的工序也要制定好檢查程序；做好預(yù)對不良天氣的施工措施。

（3）施工時的人身安全非常重要，所以安全措施一定要制定詳細(xì)。應(yīng)急爬梯應(yīng)該在孔內(nèi)設(shè)置以便人員進(jìn)出；安全帽在施工時必須要佩戴；吊籠等設(shè)備要安裝保險裝置；優(yōu)良的通風(fēng)設(shè)備也必須具備；要及時運(yùn)離挖出的土，嚴(yán)禁把土方堆放在孔的附近，車輛以及其它設(shè)備的運(yùn)行不能對井壁造成破壞。

3 孔內(nèi)降排水措施

（1）當(dāng)?shù)叵滤牧坎皇呛艽蟮臅r候，可以用潛水泵進(jìn)行排水。如果地下水比較多的時候，可以多個樁基同時進(jìn)行抽水來減少地下水。邊抽邊挖，同時進(jìn)行檢查和澆筑混凝土的護(hù)壁。

（2）如果人工挖孔樁比較淺時，就可以在場地附近安置井點(diǎn)進(jìn)行排水。

（3）假如挖掘在地下水中進(jìn)行時，集水坑應(yīng)該在樁孔中提前挖掘，在集水坑中放置潛水泵進(jìn)行抽水，等水位降低后就進(jìn)行外孔。如果場地的土質(zhì)不好，抽水應(yīng)該晝夜不間斷的進(jìn)行，這樣才能讓水位保持一個穩(wěn)定狀態(tài)，也就防止了水位反復(fù)的變化造成土層塌方。

（4）假如地下水非常多時，有水泵進(jìn)行抽水挖孔也不容易，交替循環(huán)施工的措施就比較適合這種狀況，附近的樁孔同時進(jìn)行抽水，從而使開挖孔的水位降低。如果樁孔設(shè)計的比較深，地下水大量的抽離可能造成地面下沉，周邊的建筑的安全也會受到影響，這時就應(yīng)該使用井邊預(yù)注漿的方法來預(yù)防這種情況的出現(xiàn)。

4 人工挖孔樁施工的護(hù)壁技術(shù)

4.1 鋼筋混凝土護(hù)壁

（1）鋼筋混凝土式的護(hù)壁多為平直狀與鋸齒形態(tài)，在施工的時候應(yīng)該進(jìn)行分段，地質(zhì)環(huán)境不同就要使用不同的形式和厚度，具體情況見表1。

表1 不同條件下的護(hù)壁做法

（2）當(dāng)在一般土質(zhì)下進(jìn)行施工時，護(hù)壁的混凝土凝結(jié)到一定程度以后才能對模板進(jìn)行拆除，施工才可以繼續(xù)進(jìn)行，如此反復(fù)。

（3）如果施工過程中碰到流砂土層，應(yīng)該沿著孔壁周圍按照合理的間距設(shè)置比護(hù)壁高3倍的長鋼筋，從而支撐護(hù)壁，保證在支下段模的時候不會產(chǎn)生塌方。流沙層護(hù)壁示意圖見圖1。

圖1 流沙層護(hù)壁示意圖

（4）如果在淤泥層的地質(zhì)中施工，護(hù)壁應(yīng)該先澆筑，然后中間的土再進(jìn)行挖掘，邊挖邊建模，護(hù)壁的尺寸要控制好，樁孔的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到。

4.2 鋼護(hù)筒護(hù)壁

（1）鋼護(hù)筒護(hù)壁可以增加護(hù)筒接頭位置的穩(wěn)定性以及密封性。當(dāng)在孔內(nèi)進(jìn)行挖掘時，為了防止出現(xiàn)護(hù)壁下沉，造成人員傷亡，施工人員的手腳嚴(yán)禁出現(xiàn)在護(hù)壁下方。在卵礫層進(jìn)行施工時，鋼護(hù)筒可以分節(jié)進(jìn)行打入從而使施工更加容易。靜力壓入與振動打入是主要的兩種方法。

（2）在流砂層的應(yīng)用

當(dāng)粉細(xì)砂層不大時，鋼護(hù)筒護(hù)壁效果較好，鋼護(hù)筒的壁厚通常是2到5mm。鋼護(hù)筒不應(yīng)該分節(jié)過多，分節(jié)裝入孔內(nèi)之前要先進(jìn)行預(yù)裝，防止意外情況的發(fā)生。如果使用靜力壓入的方法壓入流砂層中，要注意護(hù)筒接頭處的止水。

（3）在淤泥層的應(yīng)用

在使用振動法的時候，振動錘和鋼護(hù)筒要選擇的合理，現(xiàn)場的土質(zhì)來決定振動錘的類型。鋼護(hù)筒應(yīng)該連續(xù)下沉，直到到達(dá)指定位置，不能在護(hù)筒沉入一部分時挖土，這樣容易打破護(hù)壁的內(nèi)外的穩(wěn)定性。

在使用靜力壓入的方法的時候，現(xiàn)場的土質(zhì)情況要提前搞清楚。要參考樁的尺寸、護(hù)筒的重量以及壓入的深度等原因來挑選合適的靜壓裝置，從而順利使護(hù)筒壓到設(shè)計的深度。在操作過程中，樁的軸心受到的壓力要特別注意，如果出現(xiàn)偏差要立即進(jìn)行調(diào)整?？斓竭_(dá)硬土層的時候，不能過早的停止壓入，這樣會產(chǎn)生壓不下或者護(hù)筒不到位的問題。

5 樁身混凝土的澆筑

工程中所使用的混凝土要符合澆筑樁身的設(shè)計要求，要使用均勻性良好、密實(shí)的混凝土，但是孔內(nèi)的積水會使混凝土的密實(shí)性下降。所以要防止孔壁漏水、滲水等問題的出現(xiàn)。假如樁身澆筑的時間比價長，混凝土的質(zhì)量就會受到嚴(yán)重影響，樁身的強(qiáng)度就有很大可能達(dá)不到設(shè)計的要求，所以可以用防水的材料對滲漏位置進(jìn)行封閉。為了使混凝土澆筑的樁身到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，可以使用分層澆筑和用串流筒進(jìn)行下料的方法。要掌握好澆灌的速度，盡快在較短的時間內(nèi)完成混凝土的澆灌，尤其是地下水有壓力的時候，要在最短的時間內(nèi)把足夠量的混凝土澆灌到孔內(nèi)，用混凝土自己所具的重量防止水流的透入。

6 結(jié)論

人工挖礦樁技術(shù)的操作比較簡單，對環(huán)境的傷害比較小，而且工程的投入成本比較小，在建筑方面應(yīng)用的越來越廣泛。在良好的地質(zhì)環(huán)境中運(yùn)用人工挖孔樁技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)會更加突出，施工質(zhì)量的控制也非常容易，但是在不良地質(zhì)中用此技術(shù)時，就要注意坍塌、滲水事故的發(fā)生，要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)行操作，保證施工質(zhì)量以及安全。