淺談人工挖孔樁在流沙層的施工技術(shù)

周波

中鐵北京工程局集團(tuán)第二工程有限公司 湖南長沙 410007

近些年，人工挖孔樁作為常見的樁基礎(chǔ)形式，在工程中的應(yīng)用越來越廣泛，它具有操作工藝簡單、施工方便、無需大型機械設(shè)備，樁外形尺寸和樁地質(zhì)情況可直接視檢保證率高，施工質(zhì)量可控且容易保證等優(yōu)勢。但是，人工挖孔樁常常會受到水文地質(zhì)情況復(fù)雜多變性制約。本文通過工程實例，介紹了人工挖孔樁施工中在樁孔內(nèi)產(chǎn)生涌砂、涌水的情況，從施工每個工序處理對策進(jìn)行了介紹，并取得了一些具體可行的實踐經(jīng)驗。

1 工程概況

本工程地處福州市平潭縣澳前鎮(zhèn)，總建筑面積168173．24m2，由地下室一層、地上十八層組成，是集商業(yè)、住宅于一體的綜合性群樓，地下室平面尺寸為299．2m×116．7m，建筑面積31882．21m2，地下一層為人防兼車庫及部分設(shè)備用房。地上尺寸為281．1m×110．9m，建筑總高度為61．9m，本工程為二類高層建筑，耐火等級地下室為一級，其他為二級，建筑設(shè)計合理使用年限為50年。1#樓、2#樓、10#樓基礎(chǔ)設(shè)計為樁基礎(chǔ)，施工方式采用人工挖孔樁，其他樓棟基礎(chǔ)形式采用自然基礎(chǔ)。

2 地質(zhì)情況

擬建場地建筑工程抗震設(shè)防烈度為七度，設(shè)計基本地震加速度為0．10g，設(shè)計地震分組為第三組，建筑場地類別屬Ⅱ類，設(shè)計特征周期可按0．45s采用。根據(jù)地勘報告顯示，地下水埋藏深淺不一，埋深0．1m-7m，從地表至基礎(chǔ)持力層土性分別為：素填土、耕植土、砂質(zhì)粘土、全風(fēng)化巖、強風(fēng)化巖、中（微）風(fēng)化巖，部分砂質(zhì)粘土及全風(fēng)化巖土層中顯示存在大尺寸微風(fēng)化巖孤石，基礎(chǔ)持力層為中（微）風(fēng)化巖，樁基均嵌入持力層1．5m-2．0m。樁基區(qū)域土層顯示存在2m-3m層深流沙層，施工期間大部分樁基出現(xiàn)涌水、涌砂現(xiàn)象。

3 設(shè)計與施工方案

3.1 地下水處理措施

根據(jù)設(shè)計圖紙采用人工挖孔灌注樁，編制人工挖孔樁施工方案。施工單位在場區(qū)內(nèi)設(shè)置縱橫排水溝，將樁孔內(nèi)水抽到排水溝內(nèi)，統(tǒng)一匯集到北側(cè)沉淀池內(nèi)，經(jīng)三級沉淀后排出。

場區(qū)周圍均設(shè)置降水點，在挖孔樁區(qū)域以10m間距的樁孔為降水點先行開挖，挖孔至地下水位以下直至嵌入持力層。從挖樁至全部灌注結(jié)束，此部分樁孔內(nèi)匯集地下水持續(xù)抽出排至水溝。

樁基開挖過程中，出現(xiàn)滲水、積水，根據(jù)現(xiàn)場實際情況分別采取以下措施：

a．少量滲水可在樁孔底施工面挖小的集水坑，隨挖土隨用吊桶，將泥水一起吊出。

b．大量滲水或積水，在樁孔施工面打入小口徑鋼護(hù)筒，先挖筒內(nèi)泥水，設(shè)小型潛水泵將積水排出樁孔外，隨挖土隨加深鋼護(hù)筒。

3.2 流沙處理措施

措施一：砂層地段施工，先對孔樁區(qū)域周圍增設(shè)4-6個降水井進(jìn)行降水處理，使地下水位低于砂層底面標(biāo)高，開挖后地下水匯集，而且因流體能對護(hù)壁產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，護(hù)壁厚度由原設(shè)計150mm加大至200mm，鋼筋數(shù)量增大，在流砂層中，則每次只能下挖0．5m深度，防止產(chǎn)生局部坍塌及砂體位移。護(hù)壁混凝土攪拌時摻入WG型早強劑，護(hù)壁縱向鋼筋采用HRB400φ14@100鋼筋，長度為800mm，橫向鋼筋為HPB300φ8@150，迅速支模后立即澆筑護(hù)壁混凝土。以0．5m深為一個工作循環(huán)，直到樁孔順利穿越流砂層。

措施二：樁孔流砂嚴(yán)重、且護(hù)壁四周坍塌形成空洞并不斷擴(kuò)大，為阻止流砂的外涌，護(hù)壁每節(jié)高度為0．5m并加大厚度至300mm。護(hù)壁縱向鋼筋采用HRB400φ14鋼筋，長度為1．2m（有0．7m伸入下一模外測，與下一模工序進(jìn)行事先銜接）鋼筋間距按100mm，橫向鋼筋為HPB300φ8@100。將準(zhǔn)備好的稻草或麻袋層層編入事先插好的鋼筋外側(cè)進(jìn)行擋砂、濾水，邊挖邊堵，以滿足裝模高度為止，減少對護(hù)壁外砂體的擾動。然后在稻草及鋼筋之間加鋪一層1．5厚PVC防水卷材形成止水帷幕，減少濾水及其對護(hù)壁混凝土稀釋產(chǎn)生的空洞。打入HRB400φ14縱向鋼筋至下一模底，圍好HPB300φ8橫向鋼筋，布置方式如圖1。迅速裝模，將事先準(zhǔn)備好的C25商混盡快搗入，然后將混凝土振插密實。重復(fù)上一模步驟，直至穿過流砂涌水地層。

如果流砂及滲水量過大,在采用上述兩種辦法都不行的情況下,采用如下預(yù)案：采用打鋼護(hù)筒的形式，當(dāng)滲水量特大的情況下砂子很容量流動，只能采用鋼護(hù)筒的形式成孔，并且鋼護(hù)筒是不能重復(fù)利用的。采用機械壓力將護(hù)筒壓入流砂層，然后將筒內(nèi)沙淘出，護(hù)筒接頭處做好搭接和止水。

4 結(jié)語

人工挖孔樁作為樁基礎(chǔ)基本形式，施工工藝已日臻成熟，但由于水文地質(zhì)情況復(fù)雜多變性，導(dǎo)致了樁基礎(chǔ)設(shè)計、施工的復(fù)雜化。所以在地基基礎(chǔ)施工時，須詳細(xì)調(diào)查地勘資料，對不同實情對癥下藥，采用不同工序有效結(jié)合的方法應(yīng)大膽嘗試。

本文通過人工挖孔樁穿越流沙層的工程實例，詳細(xì)分析了其施工工藝，對在樁孔內(nèi)產(chǎn)生涌砂、涌水的情況，從施工每個工序處理對策進(jìn)行了介紹。工程實踐證明，本文所推薦的施工措施具有可操作性，是切實可行的，同時也可在施工現(xiàn)場類似問題處理加以推廣。