基于復雜地質條件的人工挖孔樁施工技術

吳文善

摘 要：在復雜的地質條件下，會遇到多種工程情況，如管線分布復雜、地下水比較豐富、填土淤泥等，這些因素將影響施工質量和進度。文章結合工程案例，介紹了在復雜地質條件下人工挖孔樁施工過程中遇到的問題和使用的技術。

關鍵詞：人工挖孔樁；施工技術；復雜地質

1 工程概況

1.1 樁的選擇。本標段有樁板式擋墻2處，即K0+048～ K0+282左側、K0+644～ 道路終點右側都是路塹式樁板墻，樁截面有2種類型具體如下表，樁基礎選用人工挖孔樁，設計圓樁尺寸及數量分別為： Φ1500mm共59根；Φ2000mm共54根，樁間距分別為4m/根?？讟渡疃确謩e為14m、20m兩種。挖孔樁基數量及分布見下表：

1.2 地質情況及地下水情況。根據地質勘察資料顯示，土層依次為：雜填土、膨脹土、全風化泥巖、強風化泥巖、中風化泥巖，無堅石特性。K0+000～K0+300路段，東面形成高陡邊坡，邊坡高達12-20M，巖層傾向與坡面傾斜相反，成為建設場地穩定的巖層條件，巖層不易于整體崩塌和滑坡：但由于有膨脹土分布，表層或淺層巖土局部崩塌和滑坡的可能性較大。K0+590～K0+889路段，為半挖半填路基，于北面形成高陡邊坡，邊坡高達3-15m，巖層傾向與坡面傾斜相同，成為建設場地不穩定的巖層條件，巖層易于整體崩塌和滑坡，同時由于有膨脹土分布，表層或淺層巖土局部崩塌和滑坡的可能性較大。由于本段路處于山坡地段，周邊無魚塘，表面無積水，地下土層含水量低、滲水量少，主要滲水來自天然水和居民生活用水。

1.3 居民房屋分布情況。本標段有樁板式擋墻的地段，所有樁的外沿位置離房屋都在30米以外。但全線都有居民居住，所以施工現場要封閉式施工，做好安全圍護防止小孩及行人進入施工現場。

2 樁的成孔工藝和施工方法

2.1 樁成孔工藝。為了檢校施工方資料提供的地質情況和設計是否合格，還要確定現澆混凝土灌注樁的類型。在施工前進行成孔工藝的試驗。經過試驗發現機械和人工兩種方法都是可行的。但是人工方法簡單比鉆機鉆孔工藝挖孔快，并且不需要過多的機械設備條件。為了保證施工質量和施工工期，本工程采用人工搖絞車挖孔同時配備電動葫蘆提升挖土施工。

2.2 施工方法。根據四個輔助控制點用鋼卷尺校核第一節護壁，并將四個輔助控制點、高程引至護壁頂。第一節護壁加厚100～150㎜，且比地面高200～300㎜。樁中水平偏差小于50㎜，每節護壁均須吊垂線校核。并采用疊模工藝、現澆混凝土護壁。護壁厚度250㎜，每節高度1000㎜，混凝土強度等級C20，采用攪拌機或人工拌制。材料配比須符合試驗室所出配合比（樁心部份商品砼）。

挖土由人工從上到下逐段用鎬、鍬進行，同一段內挖土次序為先中間后周邊。棄土裝入吊桶用手搖車吊出孔外。樁孔開挖后應盡快灌注護壁混凝土，且必須當天一次性灌注完畢。灌注護壁混凝土時，用敲擊模板或用鋼筋等插搗密實。遇流砂時可減少每節護壁高度，邊挖邊校對孔位，及時灌注混凝土護壁?；蛲粨糸_挖附近樁孔子，使其起集水作用。

3 在地下水文環境復雜區域人工挖孔樁質量控制

當地下水量比較大的時候，需要在施工前進行抽水處理，同時進行混凝土澆筑護壁。如果地下水量不是很大的時候。應采用潛水泵結合排水管排水，隨挖隨將泥水用吊桶運出。地下滲水量較大時，吊桶已滿足不了排水，先在樁孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，邊降水邊挖土，水泵的規格按抽水量確定。應日夜三班抽水，使水位保持穩定。

4 成孔內挖土和灌注混凝土

4.1 淤泥.流沙.粘土開挖方法。對于一些用鋤頭或者鐵鍬就可以開挖的土質如孔內的流沙、粘土、淤泥、雜質等，可以采用分段開挖的方式。在粘土層，施工段一般為0.7m到1.0m之間，等混凝土護壁有一定強度之后方可進入下一施工段。對于流沙層，淤泥一般為0.3m到0.5m，混凝土護壁要施工到風化巖面。微風化巖層可以自身穩定，不需要加混凝土護壁。

4.2 強風化巖層和中風化巖層的開挖方法。因為強風化層和中風化層的巖層厚度比較大。為了保證施工進度，縮短施工時間，需采用風鎬開挖。用電動空壓機壓縮空氣。

4.3 微風化層開挖方法。本工程要求樁基嵌入微風化層不得小于1.5m。微風化層基巖大多由紅色細砂巖組成硬度非常大，硬度系數f大約在10左右。我們平常用的風鎬開挖，進度太緩慢。難以保障工期如期完成。經過討論和認證采用爆破方式完成。

4.4 灌注混凝土技術要求。水下灌注時砼坍落度：180～220㎜；初凝時間不小于6小時；初灌前導管底口距孔底30～50cm；灌注過程中導管埋深2～6m；樁頂超灌量為500㎜。干孔灌注時，砼坍落度：150㎜；用串筒從孔口掛至離孔底1.5m處。自由傾落度小于2.0m大于1.0m；每50㎝用釬振動器進行一次人工振搗密實。

4.5 灌注混凝土施工方法?；炷涟柚茋栏癜凑张浜媳冗M行，水泥、混合材料稱量偏差在±2%以內，粗、細骨料為±3%，水、外加劑為±2%，各衡器應經檢驗檢驗，保持準確?；炷敛捎蒙唐讽?，孔內混凝土須一次連續灌注完畢?？椎诐B入的地下水上升速度較大時（大于6㎜/min），采用水下灌注，灌混凝土前孔內的水位要達到孔外穩定地下水同樣高度。砼坍落度要滿足配合比要求，有良好的和易性和足夠的流動性。砼灌注要連續進行，并有專人探測砼面深度，及時提出升和拆除導管，導管埋深控制在2.0～6.0m?？椎诐B入的地下水上升速度小于6mm/min，可采用在孔灌注混凝土的方法。

5 止水帷幕方案

根據設計要求本工程中由高壓旋噴裝樁子形成止水帷幕。但是經過試驗發現攪拌樁很難穿破卵石層。達到止水的目的。所以要求施工用單管高壓旋噴樁。樁直徑800mm樁距400mm，平均樁長度17m，嵌入粘性土2米以上。但是經過實驗的1號和2號樁雖說樁本身質量達到標準。

6 結語

本工程由于復雜的地質條件和水文環境下，遇到了諸多的困難和問題，經過施工人員和技術人員的不懈努力終于克服重重困難，順利完成施工任務并達到要求。期間也得出以下結論：人工挖孔灌注樁施工方便，需要機械條件簡單。對周邊環境影響較小。施工質量能得到保證。造價低廉。普通的水泥攪拌樁無法穿透卵石層到達下層。單管高壓旋噴樁因為長度過長無法滿足施工要求，如果一定要用挖孔樁應采用三管旋噴樁。

參考文獻

[1] 中國建筑標準設計研究院組織，混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖G101-2，北京，中國計劃出版社，2006.

[2] 建筑樁基礎技術規范[J].GJ94-2008.

[3] 建筑施工手冊，中國建筑工業出版社.

[4] 混凝土結構設計規范，GB50010-2010.endprint