人工挖孔抗滑樁施工中的常見問題與預(yù)防措施

曾安懷，湯立文，韋興標(biāo)

（廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，廣西柳州545006）

人工挖孔灌注樁是指采用人工挖土、鑿巖成孔，然后安放鋼筋籠，灌注混凝土成樁。人工挖孔灌注樁具有單樁承載力高、結(jié)構(gòu)受力明確、沉降量??；可直接檢查樁直徑、垂直度和持力層情況、樁質(zhì)量可靠；施工機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，成孔工藝操作簡(jiǎn)便，占用場(chǎng)地??；施工無振動(dòng)、無噪聲、無泥漿污染環(huán)境，對(duì)周邊建筑無影響等優(yōu)點(diǎn)，因此在建筑施工設(shè)備高度機(jī)械化的時(shí)代仍有一席之地。而人工挖孔灌注樁用于基坑支護(hù)時(shí)稱其為基坑支擋樁，人工挖孔灌注樁用于滑動(dòng)邊坡的支擋樁時(shí)則稱其為抗滑樁，主要承受滑坡體上部滑動(dòng)土體的水平推力，尤其是人工挖孔抗滑樁設(shè)計(jì)為方樁時(shí)，具有較好的抗剪能力和較大抵抗滑坡體水平推力。在滑坡治理工程施工中，人工挖孔抗滑樁多設(shè)置在山坡或臺(tái)階上且與當(dāng)?shù)卮迕褡》拷嚯x較近、施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄，旋挖鉆機(jī)等大型施工機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)場(chǎng)施工，僅依靠空壓機(jī)提供動(dòng)力，采用風(fēng)鎬掘進(jìn)成孔，局部孔段基底巖石堅(jiān)硬時(shí)，采用水磨樁掘進(jìn)基底巖石成孔。我院自2003 年起承擔(dān)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工以來，相繼完成南寧市城南生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)工程（下稱“項(xiàng)目1”）、梧州市獅臥山原鉛筆廠后山地質(zhì)災(zāi)害綜合整治項(xiàng)目二期工程（下稱“項(xiàng)目2”）等工程施工，完成了懸臂式或后錨式人工挖孔抗滑樁的施工，取得了良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，結(jié)合工程生產(chǎn)實(shí)際情況，總結(jié)人工挖孔抗滑樁工程施工經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為開展今后人工挖孔抗滑樁工程施工中積累一些施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為同仁在人工挖孔抗滑樁工程施工中提供借鑒。

1 人工挖孔成孔過程中常見的事故與預(yù)防措施

1.1 樁位偏差大及其預(yù)防處理措施

1.1.1 樁位偏差大的原因分析

（1）測(cè)量定樁位的原因：測(cè)量放樣時(shí)，樁位偏差較大的原因是測(cè)量?jī)x器未校正或校正過期，測(cè)量定樁位時(shí)，出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

（2）樁孔施工過程中，因運(yùn)輸材料和設(shè)備的車輛碾壓而造成樁位偏差大。

（3）開挖前沒有拉線，引出控制點(diǎn)；或樁孔遭遇障礙物，造成控制點(diǎn)破壞，而測(cè)量未能及時(shí)校正第一模鋼筋混凝土護(hù)壁。

（4）在支撐鋼模時(shí)，未按照規(guī)定拉控制點(diǎn)的十字交叉線，吊線校正鋼模，積重難返，造成樁孔傾斜度超標(biāo)。

1.1.2 樁位偏差大的預(yù)防措施

（1）樁位偏差大的預(yù)防措施：測(cè)量工程師應(yīng)使用校正后測(cè)量?jī)x器施測(cè)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)誤差；同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制測(cè)量誤差，測(cè)量誤差應(yīng)控制在20mm以內(nèi)。

（2）樁孔開挖前，應(yīng)設(shè)置樁位控制點(diǎn)，并確保樁位的準(zhǔn)確；在樁孔開挖過程中，應(yīng)注意保護(hù)控制點(diǎn)。

（3）在樁孔開挖過程中如遭遇漿砌石擋墻等障礙物時(shí)，開挖會(huì)造成樁位偏差大時(shí)，在第一模鋼模時(shí)，應(yīng)采用測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)樁位。

（4）在支撐鋼模時(shí)，應(yīng)按照規(guī)定拉控制點(diǎn)的十字交叉線，吊線校正鋼模；由專人檢查樁孔垂直度，避免出現(xiàn)“積重難返”的現(xiàn)象。

1.2 樁孔傾斜及其預(yù)防處理措施

1.2.1 樁孔傾斜的原因分析

（1）在挖孔過程中，作業(yè)人員未按照施工要求拉控制點(diǎn)的十字交叉線，灑線標(biāo)明樁孔直徑進(jìn)行開挖，挖孔直徑控制不嚴(yán)。

（2）雖拉線、灑線標(biāo)明開挖樁直徑，但樁孔開挖不垂直；支撐模板前，未拉控制點(diǎn)的十字交叉線、吊線校正樁孔的垂直度，也不吊線修整樁孔；支撐護(hù)壁混凝土模板時(shí)，未認(rèn)真校正鋼模，積重難返，造成樁孔傾斜度超標(biāo)。

（3）地層復(fù)雜或地下水原因：施工場(chǎng)地內(nèi)存在粉砂且地下水豐富，樁孔開挖過程中，因不斷抽排樁孔內(nèi)積水，出現(xiàn)“流砂或流泥”現(xiàn)象，而造成樁孔坍塌，挖掘成孔困難，樁孔開挖不垂直。

1.2.2 樁孔傾斜的預(yù)防措施

（1）開挖樁孔前，應(yīng)采用鋼筋制作的圓環(huán)和十字架的定位圈放出樁孔開挖線，或在樁位以外設(shè)置定位龍門架，支撐護(hù)壁模板時(shí)，必須用樁中心校正模板位置，并由專人負(fù)責(zé)。

（2）樁孔中心線應(yīng)與設(shè)計(jì)軸線保持一致，樁孔中心線與設(shè)計(jì)軸線偏差不得超過20mm。

（3）在樁孔開挖過程中，應(yīng)經(jīng)常采用吊錘吊線檢查樁孔的垂直度，如發(fā)現(xiàn)樁孔開挖偏差過大時(shí)，應(yīng)立即糾偏；每次支撐模板時(shí)要求以頂部中心的十字圓環(huán)為準(zhǔn)吊線一次。

1.3 樁孔坍塌及其預(yù)防措施

1.3.1 樁孔坍塌的原因分析

（1）人工挖孔抗滑樁多設(shè)置在邊坡失穩(wěn)的中下部位，邊坡變形嚴(yán)重，出現(xiàn)裂縫或崩塌現(xiàn)象，多為滑坡堆積層，地質(zhì)條件復(fù)雜，如項(xiàng)目1中坡面出現(xiàn)大面積裂縫或崩塌現(xiàn)象。

（2）滑坡地質(zhì)勘查時(shí)勘查鉆孔少，出現(xiàn)突發(fā)情況，而人工挖孔抗滑樁施工方案考慮不周全，施工準(zhǔn)備不足。

（3）場(chǎng)地內(nèi)地下水豐富，預(yù)防措施不當(dāng)，造成孔壁坍塌，成孔困難。

（4）樁孔遭遇流砂或流泥，預(yù)防措施不當(dāng)，護(hù)壁不及時(shí)，造成孔壁坍塌，如項(xiàng)目2 中，樁孔遭遇流砂或流泥，前期準(zhǔn)備不足，護(hù)壁困難。

（5）樁孔鋼筋混凝土護(hù)壁坍塌的主要原因：在項(xiàng)目1 中，抗滑樁單號(hào)樁已全部開挖完畢，因澆筑樁身混凝土順序由兩端往中間進(jìn)行澆筑，因中間樁孔所受滑坡體水平推力較集中，15#樁鋼筋混凝土護(hù)壁損壞，發(fā)生樁孔坍塌。

1.3.2 樁孔坍塌的預(yù)防措施

（1）人工挖孔抗滑樁須有詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察與水文地質(zhì)報(bào)告，重點(diǎn)查明場(chǎng)地內(nèi)滑坡堆積層厚度、滑帶土分布、滑坡面潛在位置及場(chǎng)地內(nèi)水文地質(zhì)條件，以便事先采取有效預(yù)防樁孔坍塌措施。

（2）人工挖孔抗滑樁必須采取“隔樁跳挖法”進(jìn)行開挖，能有效預(yù)防樁孔坍塌。

（3）當(dāng)樁孔遭遇豐富上層滯水、地下水，出現(xiàn)流砂或流泥時(shí)，應(yīng)在流砂或流泥等復(fù)雜地層中打入?16mm以上的短鋼筋，保護(hù)孔壁；也可將每節(jié)護(hù)壁高度減少小到30～50cm，并隨挖、隨檢、隨灌注混凝土護(hù)壁。

（4）雨季施工，孔口應(yīng)設(shè)置高出地面20～30cm 的鋼筋混凝土護(hù)圈，預(yù)防雨水流入樁孔內(nèi)，同時(shí)開挖明溝排水，保持施工場(chǎng)地?zé)o積水。

（5）對(duì)于地下水豐富、水量大、易坍塌的地層，除預(yù)防護(hù)壁橫向坍塌外，還應(yīng)防止豎向護(hù)壁脫節(jié)，上下相鄰兩節(jié)護(hù)壁應(yīng)增加縱向鋼筋的連接。

（6）樁孔遭遇坍塌嚴(yán)重時(shí)，還可采用預(yù)制混凝土管，采用沉管方式埋設(shè)、跟管挖掘成孔。

（7）保護(hù)鋼筋混凝土護(hù)壁，避免樁孔坍塌：

①護(hù)壁的厚度、拉接鋼筋、配筋和混凝土強(qiáng)度均須符合設(shè)計(jì)要求；

②發(fā)現(xiàn)護(hù)壁蜂窩、漏水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)修復(fù)；

③合理安排樁身混凝土澆筑順序，避免因滑坡水平推力集中而造成護(hù)壁鋼筋混凝土出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，如從一端往另一端澆筑樁身混凝土；如出現(xiàn)護(hù)壁混凝土損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)往樁孔內(nèi)回填砂，回填到護(hù)壁損壞部位，清除損壞護(hù)壁，重新澆筑鋼筋混凝土護(hù)壁，如項(xiàng)目1。

④因圓形樁護(hù)壁受力較方樁護(hù)壁受力好，為確保樁孔開挖安全，在復(fù)雜地質(zhì)條件下人工挖孔抗滑樁的樁型應(yīng)采用圓形樁。

1.4 樁底巖石完整、挖掘困難及其處理措施

1.4.1 樁底巖石完整、挖掘困難

抗滑樁嵌固段應(yīng)嵌入滑床中，約為樁長(zhǎng)的1/3～2/5；人工挖孔抗滑樁設(shè)計(jì)要求樁端嵌入完整基巖（中風(fēng)化—微風(fēng)化基巖）且嵌固段長(zhǎng)度不小于樁長(zhǎng)的1/3～2/5。因樁端基巖完整且堅(jiān)硬，風(fēng)鎬掏挖困難。

1.4.2 樁端嵌固段開挖困難的處置措施

因樁端基巖完整且堅(jiān)硬，采用風(fēng)鎬掏挖困難，為確保人工挖孔抗滑樁嵌固段長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求，在旋挖樁機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)場(chǎng)施工的情況下，現(xiàn)場(chǎng)多采用水磨樁進(jìn)行樁底完整基巖的鉆掘與挖掘，其鉆掘效率約0.6m/d，以解決大型樁機(jī)設(shè)備無法進(jìn)場(chǎng)施工的難題。

1.5 樁底虛土過多及其預(yù)防措施

1.5.1 樁底虛土過多的原因分析

（1）通常情況下，人工挖孔樁樁底不會(huì)存在過多虛土，但樁底裂隙發(fā)育、地下水豐富，流砂隨地下水流動(dòng)而涌入樁孔內(nèi)；或樁端嵌固段遇中風(fēng)化—微風(fēng)化基巖，可采用水磨樁鉆掘方式開挖，而設(shè)計(jì)多在中風(fēng)化—微風(fēng)化基巖孔段未設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)壁，地層中的流砂等會(huì)沿裂隙流入樁孔內(nèi)，造成樁底虛土過多。

（2）雨季施工，在樁孔前未開挖截排水溝，雨水?dāng)y帶砂土流入樁孔內(nèi)。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸車輛碾壓或孔口堆土多且孔口未蓋好等。

1.5.2 樁底虛土過多的預(yù)防與處理措施

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)開挖截排水溝，并保持排水暢通，同時(shí)在孔口設(shè)置高出地面20～30cm的護(hù)孔圈，避免雨水?dāng)y帶砂土流入樁孔內(nèi)；

（2）樁孔四周2m 范圍內(nèi)不得堆放渣土，如確實(shí)需要堆放，每天應(yīng)將開挖上來的渣土及時(shí)清除場(chǎng)地；

（3）在無人作業(yè)時(shí)應(yīng)采用方條和膠合板對(duì)孔口進(jìn)行封蓋；

（4）對(duì)于水磨樁鉆掘方式挖掘的孔段，應(yīng)按照施工要求澆筑鋼筋混凝土護(hù)壁；

（5）封底：當(dāng)樁孔開挖深度滿足設(shè)計(jì)要求后，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、勘查和設(shè)計(jì)單位檢查驗(yàn)收合格后，應(yīng)及時(shí)采用C30 混凝土進(jìn)行封底（封底厚度20cm），能減少流砂隨地下水涌入樁底，避免樁底虛土過多的現(xiàn)象。

1.6 鋼筋籠不當(dāng)及預(yù)防措施

1.6.1 鋼筋籠不當(dāng)?shù)脑蚍治?/p>

（1）鋼筋籠加工制作不當(dāng)：將縱向受力鋼筋的接頭設(shè)置在潛在滑動(dòng)面上、下孔段各3m 范圍內(nèi)，且同一截面內(nèi)縱向鋼筋接頭數(shù)量超過50%。

（2）人工挖孔過程中，發(fā)現(xiàn)滑帶土或滑動(dòng)面與原勘查設(shè)計(jì)的潛在滑動(dòng)面不一致，縱向加密鋼筋長(zhǎng)度與區(qū)域與原設(shè)計(jì)孔段有區(qū)別。

（3）樁孔垂直度局部孔段出現(xiàn)偏差較大，刮掉的箍筋或螺旋筋堆集，鋼筋保護(hù)層不均勻，甚至鋼筋籠無法吊裝入樁孔內(nèi)。

1.6.2 鋼筋籠不當(dāng)?shù)念A(yù)防與處理措施

（1）鋼筋籠制作前，應(yīng)對(duì)鋼筋籠制作人員進(jìn)行施工前交底工作；使之熟悉抗滑樁鋼筋籠對(duì)縱向受力鋼筋有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求：在潛在滑動(dòng)面上、下孔段各3m 范圍內(nèi)，縱向受力鋼筋不得設(shè)置鋼筋接頭；且大部分抗滑樁在潛在滑動(dòng)面上、下孔段各3m范圍內(nèi)設(shè)置加密縱向受力鋼筋。

（2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)開挖情況與勘查時(shí)地層條件不一致時(shí)，及時(shí)與勘查設(shè)計(jì)人員溝通，確?？v向加密鋼筋長(zhǎng)度與加密區(qū)域真正放在滑帶土或滑動(dòng)面內(nèi)，縱向加密鋼筋不設(shè)置接頭；同時(shí)縱向受力鋼筋在潛在滑動(dòng)面上、下孔段各3m范圍內(nèi)不設(shè)置鋼筋接頭。

（3）為避免縱向鋼筋接頭出現(xiàn)在潛在滑動(dòng)面上、下孔段各3m 范圍內(nèi)，對(duì)于場(chǎng)地不受限制，鋼筋籠最好整條加工制作，并采用大型吊車進(jìn)行起吊、安放入樁孔內(nèi)；如施工場(chǎng)地有限，地面下料時(shí)計(jì)算好長(zhǎng)度和搭接區(qū)域，也可采用樁孔內(nèi)焊接加長(zhǎng)縱向鋼筋，樁孔內(nèi)綁扎鋼筋籠。

2 灌注成樁施工中的常見事故及其預(yù)防處理措施

2.1 樁底沉渣超標(biāo)、樁底與混凝土膠結(jié)差及其預(yù)防處理措施

2.1.1 樁底沉渣超標(biāo)、樁底與混凝土膠結(jié)差的原因分析

（1）現(xiàn)場(chǎng)施工不連續(xù)，因樁底未封底、樁底出現(xiàn)涌砂或流泥現(xiàn)象，特別是場(chǎng)地內(nèi)地下水豐富的人工挖孔樁，易造成樁底沉渣超標(biāo)；

（2）場(chǎng)地內(nèi)地下水豐富的人工挖孔樁，無法采用水泵干就直接從孔口灌注樁身混凝土，混凝土經(jīng)樁孔內(nèi)積水離析、分散作用面落入樁底，形成樁底沉渣且沉渣易超標(biāo)；

（3）樁底沉渣超標(biāo)會(huì)造成樁底巖石與混凝土膠結(jié)差。

2.1.2 樁底沉渣超標(biāo)、樁底與混凝土膠結(jié)差的預(yù)防與處理措施

（1）當(dāng)樁底沉渣超標(biāo)時(shí)，應(yīng)采取二次清孔法將樁底沉渣清除干凈，即在安放好鋼筋籠和灌漿串筒后，將樁孔內(nèi)積水抽干，作業(yè)人員下入樁底進(jìn)行人工二次清底，保證樁底沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求。

（2）對(duì)于地下水豐富、孔內(nèi)積水無法抽干的樁孔，在樁孔開挖完工時(shí)應(yīng)及時(shí)封底；在樁身混凝土灌注時(shí)，應(yīng)采取“水下混凝土灌注工藝”進(jìn)行灌注樁身混凝土，以確保樁身混凝土澆灌質(zhì)量。

（3）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)具備利用商品混凝土進(jìn)行混凝土澆灌的樁孔，應(yīng)采用商品混凝土公司提供的商品混凝土、混凝土泵送方式進(jìn)行澆灌樁身混凝土，確保樁身混凝土澆灌質(zhì)量。

（4）發(fā)現(xiàn)樁底與混凝土膠結(jié)差，應(yīng)采取灌漿補(bǔ)強(qiáng)措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2.2 斷樁及其預(yù)防措施

2.2.1 斷樁的原因分析

在樁身混凝土澆灌過程中，吊車或攪拌機(jī)等設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障，或外部停電、停水等原因長(zhǎng)時(shí)間停灌而造成斷樁。

2.2.2 斷樁的防治措施

（1）樁身澆灌前，應(yīng)檢查吊車、攪拌機(jī)、發(fā)電機(jī)組等設(shè)備，確保其在樁身混凝土澆灌過程中運(yùn)行良好，并注意機(jī)械設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)；

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)配備柴油發(fā)電機(jī)組并確保其運(yùn)行良好，一旦外部停電，立即啟用柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，供現(xiàn)場(chǎng)樁身混凝土攪拌、振動(dòng)用，保證樁孔混凝土澆灌連續(xù)性，避免因外部停電而造成斷樁。

2.3 樁身混凝土離析及其預(yù)防措施

2.3.1 樁身混凝土離析的主要原因

（1）混凝土的和易性差，或攪拌好的混凝土經(jīng)運(yùn)輸產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象。

（2）人工挖孔樁終孔深度通常情況下較大，而樁身混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆灌時(shí)，混凝土大部分從孔口直接灌入，混凝土容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

（3）樁孔內(nèi)積水較多、且樁身混凝土澆灌時(shí)，未采用“水下混凝土灌注工藝”進(jìn)行灌注，灌入樁孔內(nèi)混凝土經(jīng)積水產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

（4）灌入樁孔內(nèi)混凝土欠振動(dòng)密實(shí)或未振動(dòng)密實(shí)。

2.3.2 樁身混凝土離析預(yù)防措施

（1）嚴(yán)把混凝土質(zhì)量關(guān)，保證混凝土的和易性良好，避免出現(xiàn)混凝土離析、泌水現(xiàn)象；

（2）樁身混凝土澆灌時(shí)，混凝土必須通過溜槽；當(dāng)落距超過3m 時(shí)，應(yīng)采用串筒，串筒底部與混凝土面之間距離應(yīng)控制2.0m 以內(nèi)；也可采用導(dǎo)管泵送；混凝土應(yīng)采用插入振動(dòng)棒機(jī)械振動(dòng)密實(shí)；保證混凝土在澆灌過程中不產(chǎn)生離析現(xiàn)象；

（3）當(dāng)孔內(nèi)積水較多時(shí)，應(yīng)先抽排干后再澆灌樁身混凝土；或因孔內(nèi)積水與地下水存在水力聯(lián)系、無法抽排干時(shí)，應(yīng)采取“水下混凝土澆灌工藝”進(jìn)行樁身混凝土澆灌，確保樁身混凝土澆灌質(zhì)量。

2.4 其他工程質(zhì)量問題及其預(yù)防措施

設(shè)計(jì)不當(dāng)，抗滑樁的水平抗滑力不足：人工挖孔抗滑樁完工后，為減少坡面載荷對(duì)滑坡的影響，設(shè)計(jì)采取對(duì)完工后抗滑樁前緣進(jìn)行削坡減載，將完工后抗滑樁部分樁長(zhǎng)暴露出來，無形中削弱抗滑樁的水平抗滑力，如項(xiàng)目1 中，人工挖孔抗滑樁（1.20m×2.00m 方樁36根，嵌固段長(zhǎng)6.0m），削坡后，其中主滑方向上15 根抗滑樁存在長(zhǎng)0.5～1.5m樁露出地面，造成抗滑樁水平抗滑力不足，滑坡體發(fā)生滑動(dòng)。

為確保該滑坡體的穩(wěn)定，業(yè)主、勘查設(shè)計(jì)、監(jiān)理與施工單位協(xié)商，采取被動(dòng)回填方式將修好的藍(lán)球場(chǎng)回填，并對(duì)抗滑樁前緣邊坡進(jìn)行錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)坡處理。

3 結(jié)語

人工挖孔抗滑施工前，現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員應(yīng)熟悉《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》等國(guó)家現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求；施工中，靈活運(yùn)用技術(shù)規(guī)范，不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，能提高自己專業(yè)能力和水平。