人工挖孔樁在復雜地形建筑的應用

高安華

（福建嘉康建設工程有限公司， 福建 龍巖 364000）

0 引言

在建筑樁基工程中，人工挖孔樁具有顯著應用優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：環(huán)境適應能力強，不受施工場地限制，能夠在惡劣場地條件下施工；樁徑適應范圍廣，單樁承載力高；樁底沉渣清理干凈，成孔質(zhì)量高，可便于觀察和檢驗樁孔土質(zhì)情況；施工設備簡單，環(huán)境污染小，符合文明施工要求等。在復雜地形條件下，應結合樁基工程應用特點，合理選擇和應用樁基施工技術，滿足樁基礎施工技術要求。

1 工程概況

本工程為梅列區(qū)國防動員指揮中心工程項目，本項目位于福建省三明市梅列區(qū)。根據(jù)工程設計，本工程總占地面積為1499.95m2，建筑占地面積為383.92m2，地上建筑6 層，建筑面積為2310m2，建筑高度23.95m，首層層高為5.4m，頂層為4.0m，其余層高為3.6m。本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，人工挖孔樁基礎，持力層為砂土狀強風化砂巖層，樁基礎、承臺、地梁混凝土等級均為C25，墊層混凝土為C10。本工程抗震設防烈度為6 度，結構安全等級為二級。根據(jù)工程設計，基坑東、北、南側人工挖孔樁樁長為22mm，間距2.4m，西側采用矩形人工挖孔樁，樁長25m，樁間距為3.6m。

2 人工挖孔樁施工難點問題及應對

2.1 人工挖孔樁難點問題分析

（1）現(xiàn)場環(huán)境較為復雜。經(jīng)現(xiàn)場勘察，本工程西側為商業(yè)中心，北側為街道，南側和東側為既有高層建筑，基坑圍堰至北側街道距離僅為2m，至高層建筑和商業(yè)中心最近僅6m，場地環(huán)境較為復雜。

（2）軟質(zhì)基礎。根據(jù)巖土勘察報告，本工程為軟質(zhì)地基，自上而下土層分別為：①填土層，雜填土，未完成自重固結，厚度1.5～4.0m；②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，飽和，可塑，高壓縮性，厚度4.5～5.7m；③粉質(zhì)黏土，中壓縮性，飽和，厚度3.5～5.8m；④粉砂，中密，飽和，厚度2.2～4.6m；⑤圓礫，粒徑2～35mm，最大粒徑75mm，含量50～74%；⑥強風化砂巖層，少量風化裂隙，軟巖，厚度3.5～4.5m。

根據(jù)水文勘測報告，本工程地下水位較高，場地水位僅為-1.5m，地下水賦存于淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂等土層中，地下水補充主要來自于地表水滲入和側向地下水補充，地下水水量大、水位穩(wěn)定。

根據(jù)巖土、水文勘察結果，本工程屬于軟質(zhì)基礎，地下水水位較高，且地下水賦存于淤泥質(zhì)層、砂卵石層中，在基坑開挖過程中容易出現(xiàn)涌水、涌砂、孔壁坍塌等問題。

2.2 本工程施工技術難點應對

針對上述施工技術難點問題，本工程主要采用的技術措施包括：

（1）分析地質(zhì)情況，編制技術方案。施工單位深入研究工程勘察資料，分析調(diào)研場地周圍水文、地質(zhì)情況，針對性編制施工技術方案。

（2）針對可能發(fā)生流砂的土層措施。針對本工程地下水位較高，軟質(zhì)土層容易在地下水的擾動下產(chǎn)生流砂、流泥等問題，經(jīng)專家組研究討論，制定措施包括：①減小動水壓力，在人工挖孔樁附近設置排水溝，樁周圍澆筑混凝土面層，并在基坑內(nèi)側放坡土方，落實地表水疏浚工作；②在淤泥質(zhì)層和粉砂層開挖時，每次掘進1/2 或1/3 深度，防止大面積施工造成砂體移位；③為增強護壁混凝土對流泥、流砂的側壓力，適當加大護壁厚度，并在混凝土中加入適量速凝劑，提高混凝土早期強度；④在人工挖孔樁開挖困難地段，在護壁外側打入長度1.2m、厚度20mm 的鋼板作為止水帶，減少護壁外土體擾動；⑤淤泥質(zhì)層、粉砂層人工挖孔樁開挖必須連續(xù)施工，防止因施工中斷形成流砂、流泥，影響人工挖孔樁成樁質(zhì)量。

（3）地下水處理。在人工挖孔樁開挖過程中，除地層影響挖孔外，側向地下水滲漏問題也將影響樁孔開挖。針對該問題，本工程采用井點降水技術，即在樁孔開挖時同時降水、排水，以此降低地下水水位，減少井點涌水量，保障樁孔順利開挖。

（4）堅硬巖石層樁孔開挖。遇堅硬巖層人工開挖困難情況時，采用爆破開挖工藝，制定專項施工方案經(jīng)批準后實施。本工程采用風鉆打炮眼，炮眼呈梅花狀布設，裝填防水炸藥，由專業(yè)爆破單位計算裝藥量，采用淺眼咋松動爆破方法，單次爆破深度控制在0.5m 左右。起爆采用微差爆破方法，確?？妆谠谠诒浦型暾１泼咳辗秩芜M行，以便于疏散地面施工人員，確保爆破施工安全。爆破后，使用鼓風機通風，吹凈煙塵后方可下人清渣。

3 人工挖孔樁施工技術要點

3.1 軸線與標高控制

本工程中，為確保樁基施工符合工程設計要求，使人工挖孔樁與控制中心線重疊，根據(jù)坐標點測放人工挖孔樁縱向、橫向軸線，并核對樁基平面圖與柱網(wǎng)平面圖，分別計算樁中心點位置，以此定位孔樁位置。樁心定位后，在定位木樁周圍澆筑混凝土，防止人工挖孔過程中定位木樁偏位。第一個孔 樁開挖前，采用四個小木樁將樁心定位樁引測到樁孔周圍，并在樁孔上部護壁澆筑后利用麻線將樁位中心護壁上，標記明確標志。

孔樁第一托護壁混凝土澆筑施工完成后，將相對標高引測到護壁上，在孔樁護壁施工完成后，借助相對標高計算孔樁開挖深度和樁底標高，并結合設計圖紙中人工挖孔樁承臺底部標高，確定樁心混凝土澆筑高度和孔樁鋼筋籠長度，防止少澆或超澆問題。

3.2 孔樁護壁模板制作與安裝

本工程中，護壁模板第一節(jié)高度為1000mm，局部出現(xiàn)流砂、流泥時，孔樁護壁高度控制在300mm～500mm，按孔樁數(shù)量1/2 制作孔樁護壁，以滿足成孔挖土和護壁澆筑交替使用要求。第一節(jié)護壁頂面高出場地約300mm。本工程中，護壁木模板分為三塊弧形模，模板制作按工程設計要求放樣制作，采用20mm 厚、50mm 寬的板釘固定，以滿足模板牢固固定要求。模板安裝應在護壁鋼筋綁扎驗收完成后進行，先將分塊模板置于孔樁內(nèi)，核對模板圓弧無誤后按頂部護壁標志拉線確定護壁中心點，放下線錘并移動模板，使模板圓心與線錘中心點重合。

3.3 護壁鋼筋綁扎與鋼筋籠制作安裝

護壁鋼筋豎筋制作時，先打300mm 彎鉤，本托護壁綁扎前將上一托護壁底部彎鉤部分調(diào)直，借助二道鐵絲將護壁豎筋綁扎牢靠，然后安裝環(huán)向鋼筋與豎筋綁扎牢固。樁芯鋼筋籠按工程設計加工綁扎，主筋間距偏差控制在±10mm 內(nèi)，主筋下料長度根據(jù)孔樁開挖后樁底標高至承臺高度高度減去樁底混凝土保護層厚度確定。鋼筋籠主筋接頭采用對稱焊接方法，相鄰焊接接頭錯開至少50%，鋼筋籠制作前先將豎向主筋與每隔2m 設置一道Φ16mm 加筋箍，使鋼筋籠形成整體。為確保鋼筋籠吊裝緊固，本工程在鋼筋籠上整體設置一道螺旋箍筋Φ10mm，螺旋箍筋間距為400mm，檢查無誤后將箍筋與主筋點焊固定，確保鋼筋籠剛度能夠應對變形控制要求。

人工挖孔樁開挖至設計標高后，借助汽車吊將鋼筋籠吊運至孔樁內(nèi)。放入鋼筋籠后，施工人員下入孔樁內(nèi)檢查鋼筋籠放置標高和孔樁中心重疊情況，并借助汽車將鋼筋籠調(diào)整至準確高度和垂直度。鋼筋籠調(diào)整到位后，使用短鋼管放置于護壁承臺上。為防止混凝土澆筑過程中鋼筋籠偏向和碰撞護壁，在鋼筋籠周圍綁扎混凝土保護層墊塊。

3.4 人工挖孔樁澆筑施工

混凝土澆筑施工前，先將孔底積水、沉渣清理干凈，將導管下放至孔底，距孔底標高距離控制在1m～2m 范圍內(nèi)，防止混凝土自由降落對孔底沉渣造成沖擊。本工程中，混凝土澆筑遵循“分層澆筑”原則，混凝土分層澆筑高度為500mm～800 ㎜，操作人員下孔振搗，采用陣列振搗方法，嚴格控制振搗深度和振搗時間，振搗棒插入下層深度不小于50mm，確保樁身整體性。隨混凝土界面提升，緩慢提升導管，并安排專人測量導管埋深，使導管位于澆筑界面2m 以下，不小于1m。澆筑完成前，嚴禁將導管提升至澆筑界面以上?？讟痘炷翝仓瓿珊?，將導管提升出樁孔并拆卸導管。混凝土終凝后，及時灑水養(yǎng)護管理。

4 人工挖孔樁安全保護措施

為確保人工挖孔樁施工安全，應加強人身安全施工管理與控制。本工程中，現(xiàn)場安全管理主要措施包括：①人工挖孔防護措施。每個挖孔樁配置應急施工軟爬梯供施工人員進出?？變?nèi)吊籠配置可靠自動卡緊、保險裝置，防止吊籠自由降落造成人身傷害事故。井下施工人員加強井下塌方、流砂、流泥等跡象，如發(fā)現(xiàn)異常及時通知，待處理后方可繼續(xù)施工；②孔內(nèi)氣體檢測。每日開工前檢測井下有無有害氣體，借助生物檢測法檢查孔底施工環(huán)境?？椎组_挖深度超過10m 后，配置送風機，并在孔樁周圍設置1m 高護欄；③開挖土方運輸。開挖出的土方及時運離樁孔，堆放土方至孔口距離大于1m，堆放高度小于1m，并及時外運，防止土方高于護欄和承臺高度，掉落石塊、土塊砸傷孔下施工人員；土方外運車輛至孔口距離不小于2m；④電氣安全。施工現(xiàn)場電氣線路、電氣設備安裝與拆除均由專業(yè)電工操作，電器必須嚴格接地，各樁孔內(nèi)電氣線路、電器設備分閘管理，嚴禁一閘多用?？讟渡想姎饩€路架空2m 以上，嚴禁埋地、拖地，避免現(xiàn)場施工人員、車輛出現(xiàn)觸電事故?？變?nèi)照明采用12V 安全照明燈，電纜配備方磨損、防潮、防斷措施；⑤爆破安全。本工程爆破施工由專業(yè)爆破人員施工，并設立安全界線，爆破施工前認真清點施工人員人數(shù)，防止爆炸施工造成人身傷害事故。

5 人工挖孔樁成樁質(zhì)量檢查驗收

本工程人工挖孔樁開挖完成后，組織業(yè)主、監(jiān)理單位、設計單位進行樁孔質(zhì)量驗收，檢查驗收樁孔垂直度、深度、軸線偏差、孔底沉渣清理情況等。人工挖孔樁澆筑完成后，根據(jù)《建筑基樁檢測技術規(guī)范》（JGJ 106—2014）要求，本工程委托專業(yè)檢測單位進行成樁質(zhì)量檢測驗收，經(jīng)超聲波檢測，本工程65 根人工挖孔樁，不合格數(shù)量3 根，合格率為95.38%，成樁質(zhì)量滿足工程設計要求（如表1 所示），達到預期施工質(zhì)量控制目標。工程施工過程中，經(jīng)現(xiàn)場跟蹤監(jiān)測，周圍道路、建筑物沉降不顯著，最大沉降幅度小于10mm，施工現(xiàn)場采用人工挖孔樁施工技術方案，噪音污染較小，達到安全文明施工要求。

表1 人工挖孔樁成樁質(zhì)量控制要求

6 結語

在復雜地地質(zhì)環(huán)境和復雜地形條件下，人工挖孔樁施工技術具有顯著應用優(yōu)勢，可改善機械施工靈活度低、成本高等問題。在人工挖孔樁施工中，施工單位應結合地質(zhì)、水文勘察情況，加強現(xiàn)場監(jiān)測和異常情況監(jiān)控，加強現(xiàn)場施工人員安全防護與管理，避免出現(xiàn)施工安全施工，保障建筑工程施工安全。