特殊地質(zhì)條件下人工挖孔樁施工技術(shù)探討

牟楠 吳恒

摘? 要：本文簡(jiǎn)要介紹了在貴州省百里杜鵑公租房項(xiàng)目基礎(chǔ)人工挖孔樁施工中遇到特殊地層情況所帶來(lái)的施工難題，針對(duì)施工難題而采取的施工工藝、方法，以及通過(guò)針對(duì)性的施工處理所得到的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，并對(duì)溶洞處理和地下水處理技術(shù)進(jìn)行闡述，以期為類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：溶洞;特殊地層;人工挖孔樁;成孔

中圖分類號(hào)：TU753.7? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）09-0000-00

1 工程概況

貴州省百里杜鵑公租房項(xiàng)目總建筑面積約為152460.03m2。地處云貴高原東部臺(tái)地斜坡地段，為喀斯特溶蝕殘丘地貌區(qū)，該地區(qū)以低中山地貌為主，是比較典型的喀斯特低中山地區(qū)。場(chǎng)區(qū)位于溶蝕殘丘坡腳地段，整體為北高南低，地勢(shì)整體較平坦，北側(cè)1、2號(hào)樓整體呈臺(tái)階狀地形，臺(tái)階主要為土坎，高1.5～3.0m，場(chǎng)區(qū)主要為民房及耕地，民房已全部拆除，勘察期間，場(chǎng)區(qū)正進(jìn)行地下室開(kāi)挖工作。場(chǎng)區(qū)內(nèi)地形標(biāo)高為：1787.464～1803.429m，按地下室標(biāo)高平場(chǎng)后，場(chǎng)區(qū)主要為挖方區(qū)，挖方區(qū)主要集中在場(chǎng)區(qū)1、2號(hào)樓附近，最大挖方深度為12.0m左右。

2 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為燕山運(yùn)動(dòng)形成的走向北西的復(fù)式褶皺及斷裂構(gòu)造，場(chǎng)區(qū)位于水城背斜南西翼，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，該場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)斷層通過(guò)。下伏基巖為石炭系下統(tǒng)擺佐組（C1b）灰色中厚-厚層白云質(zhì)灰?guī)r，偶家白云巖及灰?guī)r，受區(qū)域構(gòu)造影響，場(chǎng)局部巖層存在撓曲現(xiàn)象，節(jié)理裂隙較發(fā)育，場(chǎng)區(qū)主要發(fā)育兩組節(jié)理，JI：節(jié)理產(chǎn)狀為，傾向290°，傾角80°;J2：節(jié)理產(chǎn)狀為，傾向190°，傾角72°，主要為泥質(zhì)膠結(jié)，結(jié)合差，線密度為1～2條/m，張開(kāi)度一般，延伸1.0～3.0m;巖體多為較破碎，巖層產(chǎn)狀為：傾向190°～220°，傾角25°～33°，平均值為：傾向204°，傾角30°。除此外，尚有溶蝕裂隙、溶槽、溶洞、石芽等巖溶形態(tài)發(fā)育。

3 挖孔樁的施工程序

放線、定樁位→挖第一節(jié)樁孔土方→支模澆筑第一節(jié)砼護(hù)壁→在護(hù)壁上二次投測(cè)標(biāo)高及樁位十字軸線→安裝活動(dòng)井蓋、垂直運(yùn)輸架、活底吊土桶、照明等設(shè)施→第二節(jié)樁身挖土→清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑→拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板、澆筑第二節(jié)砼護(hù)壁→重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆筑砼護(hù)壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計(jì)深度→檢查持力層（地勘認(rèn)定）后進(jìn)行擴(kuò)底→清理沉渣、排除積水、檢查尺寸→吊放鋼筋籠就位→澆筑樁身砼。

4 測(cè)量定位和施工放線

利用建立的控制點(diǎn)，采用全站儀放出孔樁位置，用木樁打入作為記號(hào)。挖完第一節(jié)樁土，澆筑護(hù)壁混凝土?xí)r，支模時(shí)再次放線并精確校正模板位置后固定;第一節(jié)樁護(hù)壁混凝土澆筑好后在井圈上進(jìn)行二次精確定位并在井圈上彈出十字中心線，用紅油漆作三角形標(biāo)記，以便校核樁孔垂直度和直徑。

5 護(hù)壁施工

本工程護(hù)壁為C30混凝土護(hù)壁。護(hù)壁模板采用組合式鋼模板拼裝而成，拆上節(jié)支下節(jié)，循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，模板用U形卡連接，上下設(shè)兩半圓組成的鋼圈頂緊，不另設(shè)支撐，砼用吊桶運(yùn)輸人工澆筑，上部留100mm高作澆筑口，每節(jié)模板寬限1000mm。遇土質(zhì)不良，每節(jié)模板寬300～500mm。拆模后用砼堵塞，砼強(qiáng)度達(dá)到1MPa 即可拆模。

孔樁護(hù)壁施工時(shí)第一井圈頂面應(yīng)比地面高150mm，井圈寬250mm。人工挖孔樁護(hù)壁施工如圖1。

對(duì)于位于地下水位以下的樁。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最終采取稻草和毛竹的處理措施護(hù)壁，其相當(dāng)于反濾作用，既可以滲水，又可以防治砂礫隨水的流動(dòng)而被帶出。同時(shí)為了保證護(hù)壁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，我單位在護(hù)壁內(nèi)側(cè)增加了箍筋，豎向綁扎了鋼筋，確保護(hù)壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

6 成孔內(nèi)挖土方

挖孔采用人工從上而下逐層開(kāi)挖，采用用鎬、鍬進(jìn)行，如遇堅(jiān)硬土層用錘、釬破碎;挖土次序嚴(yán)格按照先挖中間后挖兩邊，允許尺寸誤差+5cm，擴(kuò)底部分采取先挖樁身圓柱體，再挖擴(kuò)底尺寸從上到下削土修成擴(kuò)底形。棄入裝土吊桶或籮筐內(nèi)，垂直運(yùn)輸，吊至地面上后，用機(jī)動(dòng)翻斗車外運(yùn)。

當(dāng)樁凈距小于兩倍樁徑且小于2.5m時(shí)，采用間隔挖孔法，挖孔施工分段進(jìn)行，每節(jié)開(kāi)挖深度為500～1000mm左右，地質(zhì)情況比較差時(shí)每節(jié)高度不大于500mm，當(dāng)掘進(jìn)8m以上時(shí)每節(jié)的開(kāi)挖深度也應(yīng)適當(dāng)降低;當(dāng)樁開(kāi)挖至離設(shè)計(jì)標(biāo)高1000mm時(shí)，為保證嵌巖尺寸及不破壞基巖的完整性，不得爆破，采用風(fēng)鎬及人工進(jìn)行挖掘至樁底標(biāo)高。

挖孔時(shí)，多注意當(dāng)?shù)貧庀髨?bào)告，采取在孔口搭棚作好防雨措施及時(shí)澆灌混凝土。當(dāng)開(kāi)挖深度大于10m時(shí)，應(yīng)按規(guī)范要求向孔洞內(nèi)送風(fēng)。

7 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠在加工廠制造，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行制造，根據(jù)樁長(zhǎng)計(jì)算出鋼筋籠的長(zhǎng)度、勁筋的長(zhǎng)度，放樣制作出加勁筋，再把主筋焊接在加勁筋上，焊接主筋時(shí)必須在平坦的地面上進(jìn)行或者用較平直的鋼筋籠懸空，主筋焊接完后方可進(jìn)行螺旋筋的綁扎，主筋與箍筋間隔點(diǎn)焊固定，控制平整度誤差不大于50mm，鋼筋籠側(cè)主筋上每隔5m設(shè)置耳環(huán)，控制保護(hù)層為50～70mm，鋼筋籠外形尺寸比孔小11～12cm。

鋼筋籠安裝：鋼筋籠采用汽車吊吊放。在入孔時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩緩下放，如果遇到下放困難，正反旋轉(zhuǎn)，不得猛放，防止鋼筋籠碰撞孔壁。安放過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋籠的位置，并采取必要的加固支撐措施，保證鋼筋籠上下同心，并在樁心線上，不扭曲傾斜。

8 混凝土施工

混凝土主要用輸送泵下料，施工過(guò)程中泵管直接接到樁底代替串筒，隨著澆筑振搗高度的上升逐節(jié)拆去導(dǎo)管，用插入式振搗器振搗密實(shí)，分層高度為1000mm以內(nèi)。樁砼必須連續(xù)澆筑，絕不允許留施工縫。

由于喀斯特地貌地區(qū)，澆筑混凝土?xí)r可能存在地層滲透，澆筑混凝土前先進(jìn)行試驗(yàn)，確定合適的配合比，盡量把坍落度控制在4～8cm，對(duì)直徑小、深度大的樁，人工下井振搗困難時(shí)，可在砼中摻水泥用量0.25%的減水劑，使砼坍落度增至13～18cm。

砼澆筑時(shí)樁頂比設(shè)計(jì)標(biāo)高高，高度根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)確定，樁頂高出部分待承臺(tái)、地梁施工時(shí)鑿出，以便新老混凝土結(jié)合和保證混凝土質(zhì)量。

9 樁基礎(chǔ)檢測(cè)

在人工挖孔樁進(jìn)行終孔時(shí)，進(jìn)行樁端持力層檢驗(yàn)，復(fù)雜地質(zhì)條件的樁和大直徑灌注樁，采用可靠的檢測(cè)方法，確保樁底下3倍樁端直徑或5m的深度范圍內(nèi)基巖的完整性（無(wú)土洞、溶洞、破碎帶或軟弱夾層等不良地質(zhì)）。

樁身檢測(cè)：≤800mm，檢測(cè)總樁數(shù)的10%，檢測(cè)方法為可靠的動(dòng)測(cè)方法;>800mm，檢測(cè)總樁數(shù)的10%且每根柱下承臺(tái)的抽檢樁數(shù)不少于一根，檢測(cè)方法為鉆孔抽芯法或聲波透射法。

10 溶洞處理

根據(jù)溶洞情況，擬采用預(yù)處理（壓漿、灌注砂漿、灌注低標(biāo)號(hào)小粒徑碎石企壓注、旋噴帷幕）和施工過(guò)程處理（鋼護(hù)筒跟進(jìn)、拋填片石、粘土和水泥）兩種方法施工溶洞樁基。對(duì)于大型溶洞，在樁基開(kāi)工前必須進(jìn)行預(yù)處理。

11 地下水處理

根據(jù)地下水量的大小，采取不同的方式，擬采取邊抽水邊開(kāi)挖的方式和輕型管井等措施，進(jìn)行挖孔施工。

當(dāng)孔洞深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求及進(jìn)入樁端吃力層巖性滿足設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)槽;驗(yàn)槽合格后，應(yīng)馬上進(jìn)行樁身混凝土施工。

12 結(jié)語(yǔ)

人工挖孔樁的突出優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，在采取合理措施的情況下，在溶洞或地下水豐富、淤泥、流砂等地區(qū)，其也能得到了發(fā)展和應(yīng)用，本工程的成功經(jīng)驗(yàn)可供今后類似工程借鑒。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-08-02

作者簡(jiǎn)介：牟楠（1981—），男，重慶人，本科，高級(jí)工程師，從事建筑新技術(shù)、新工藝方面的研究。