浅析复杂地质条件下人工挖孔桩的应急处理技术措施

陈 军

（重庆一品建设集团有限公司 重庆 400041）

浅析复杂地质条件下人工挖孔桩的应急处理技术措施

陈 军

（重庆一品建设集团有限公司 重庆 400041）

重庆地区采用人工挖孔桩具有成本低、施工方法简单、承载力大、能适应复杂的地质条件等优点。文章以黔龙阳光·新世界住宅小区工程人工挖孔桩基础作为实例，详细论述人工挖孔桩总体施工技术措施，针对暗流、地下水、流砂、流泥等复杂地质条件，在成孔、浇筑施工阶段所采取的应急处理技术措施。

人工挖孔桩；地下水；流砂；应急；技术措施

黔龙阳光·新世界住宅小区工程位于重庆市酉阳县桃花源中路，小区设计为17栋高层建筑及商业裙楼配套，总建筑面积近40万平方米，一期工程翠堤湾1、2、3号楼，基础形式均为人工挖孔桩。桩基础开挖过程中要穿越耕植土0.3～0.5m,粉质粘土12.2～14.92m，沙类土0.7～1.5m，卵石土1.8～9.7m深。设计以中风化硅质灰岩为持力层，要求饱和单轴抗压强度标准值≥30MPa，桩的开挖深度约在20～25m。地勘资料中钻孔柱状图如图1（以ZK21为例）。

图1 地勘资料中钻孔柱状图

本工程地处原酉阳河床上，其沙类土层和卵石土层均为原河流冲积层，现有河流距1号楼不到12m，在施工过程中遇暗流、地下水、流砂、流泥等复杂地质条件时，采取了以下应急处理技术措施，取得了良好的效果。

1 总体施工技术措施

为保证挖孔桩施工的质量和安全，减少不可预见事件的发生，施工前根据工程的详细地质勘察报告及现场实际情况，在施工方案中合理安排了人工挖孔桩的施工顺序。

在有条件的情况下，应先平整场地，桩孔的施工顺序为先浅后深，先施工浅的孔桩可起到稳固作用，更可减少深孔桩施工时土的侧向压力。

隔桩施工，由于土层复杂，部分孔桩桩距较近，容易互相干扰造成护壁的不稳定以致发生塌孔等事故，所以先施工那些桩距较近、土质复杂、有流砂流泥现象的桩，必须采用隔桩施工方法施工。

先施工地下水头的桩，后施工地下水尾桩，这样可以减少后面孔桩施工的难度，也可利用地下水头的桩孔作为降水桩截水。

2 挖孔桩成孔阶段应急技术措施

2.1 施工中遇暗流

地下水暗流水量较丰富，流速为0.9m3/h，流经土层土质较好，但形成大小形状各异的小通道，护壁难以成形或成形后易被水压力穿透挤垮。施工过程中发现1号楼有25根、2号楼有23根、3号楼有22根桩存在此情况。针对此情况，施工方设置了集水桩，沿着水流的前端方向，桩孔穿过暗流层截水，按流量设置潜水泵把暗流水抽走降水。与工程桩间距4m～6m左右开挖直径600mm的集水桩，桩的数量根据工程桩平面特征及地下水流方向设置。本工程每栋楼设置11根集水桩，工程桩及集水桩平面图如图2。

图2 黔龙阳光新世界一期2#楼工程桩及集水桩平面图

2.2 施工中遇土层中的地下水

在施工中，针对地下水不大的情况，采用带有可靠漏电保护装置的潜水泵抽水，边抽水边挖土成孔，及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段施工。

针对地下水量较大的情况，只用自身桩孔内潜水泵无法进行施工时，我们从施工顺序考虑，采用周围邻近桩孔同时降水，以减少开挖时孔内的涌水量，并采取交替循环的施工方法，组织安排合理，达到了很好的效果。

2.3 施工中遇流砂

在施工中，针对发生流砂的情况，采取的方法如下：

缩短开挖深度，将正常的1m左右一段缩短为0.5m，甚至更短。采用500mm半模施工护壁的方法。由于流砂活动性大，遇振动时，流动性变大，给混凝土护壁浇筑带来了极大的难度，因此护壁只有分层浇筑，每次浇筑高度约为250mm，而护壁平均厚度约为550mm，如遇流砂较大时每挖250mm浇筑一次混凝土护壁。

提高护壁混凝土强度等级，将原设计C20的护壁混凝土改为C30混凝土，同时掺入水泥用量10%的UEA-H，提高混凝土的抗渗性，达到防水的目的。

增加护壁模板数量，为防止水压力太大穿透护壁，护壁混凝土必须达到设计强度要求才能拆模，因此我们准备了3～4套护壁钢模板，连续施工3～4节才能考虑拆模周转使用。

开挖前采用型号为Φ20、长度1m的钢筋沿护壁外边每隔100mm打入流砂层500mm深，采用谷草封堵或编草绳的方法阻止流砂涌入井内 （具体做法见图3）。

2.4 施工中遇流泥

施工中遇到淤泥质土层等软弱土层形成的流泥时，施工方法与流砂基本相同。孔底扩大头部分采取压力灌浆，我们采用了在扩大头范围打入浆管，采用压力灌浆使扩大头部分土质硬化，填充裂缝，提高土质的不透水性，以解决流泥现象。

图3 流砂1-1剖面图

2.5 采用分两次验孔

一般挖孔桩扩大头的宽高比在1∶2内，土质留置时间过长会因土压力或水压力的作用而塌孔。因此，与业主、监理、设计、地勘、质监协商后分成两次验孔。即当挖孔桩按桩径开挖至设计标高（留有10～20cm清理层），在扩大头施工前第一次组织有关单位验收孔桩（扩大头的几何尺寸不参加本次验收）；验收通过后，在浇筑桩芯混凝土的劳动力、材料、机械等具备的同时，进行扩大头的施工，扩大头施工成功后马上进行扩大头的第二次验收。验收合格后立即开盘浇筑混凝土。

3 挖孔桩桩身混凝土浇筑阶段应急技术措施

3.1 排除桩孔内积水

浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，须防止孔内积水影响混凝土的水灰比和密实性。浇筑前要抽干孔内积水，抽水的水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，抽水管中残留的水不流回桩孔内，如果孔内的水无法抽干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或水泥铺入孔底，然后再浇筑混凝土。

3.2 堵住护壁渗水

由于浇筑护壁工艺原因或操作水平欠缺，或是水压力过大，地下水丰富的地方桩孔护壁会渗水。渗水量过大会影响桩身混凝土质量，施工桩身混凝土前先用防水材料进行堵漏，例如现在经常使用的堵漏灵等速凝型产品，或用木塞楔入再用防水材料堵漏，或者在水流较为集中的地方装上引流管把侧壁的渗水引出地面。

3.3 及时浇筑桩身混凝土

利用车泵浇筑桩身混凝土，遇地下水较为丰富时，先抽水清孔，并把车泵管伸入孔底的料车充分准备好，一旦清孔及抽水完成，人、抽水机立即从孔桩撤出，泵车同时泵送混凝土下桩底，利用混凝土的自重压住地下水，缩短混凝土的浇筑时间，消除了孔桩扩大头由于土质留置时间过长及地下水压力造成塌孔的隐患。

3.4 确保桩身混凝土密实度

采用串筒下料或分层浇筑是保证混凝土密实度的必要手段。一般振捣采用直径50mm的振动器振捣混凝土，在孔桩口架设摇架，吊入振动器每浇捣1.5m混凝土厚便振捣一次，快插慢拔，插点均匀，上下搭接，保证浇筑速度，在保证混凝土质量的前提下速度越快越好。由于混凝土的浇筑速度比地下水涌出快和利用混凝土的重量压住地下水，并且混凝土的重量迅速抵消由于孔桩土方开挖后形成的孔桩周围土层对护壁的侧压力，更好地保证了桩芯混凝土的完整性。

4 结论

在黔龙阳光·新世界住宅小区一期工程的195根人工挖孔桩施工中，采用了上述的施工技术措施进行了质量安全控制，取得了良好的效果。经建设工程质量检测单位对所有基桩的检测试验，结果为Ⅰ类桩数量186根，Ⅱ类桩数量9根，人工挖孔桩施工质量均满足设计要求。

[1]建筑施工手册编写组.建筑施工手册 (第四版第1册) [M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2]史培栋.深基础工程特殊技术问题[M].北京：人民交通出版社，2006.

[3]筑龙网.建筑桩基施工技术案例精选[M].北京:中国电力出版社，2009.

责任编辑：余咏梅

Elementary Analysis on Emergency Technical Measures of Manual Excavation Pile under Complex Geological Conditions

manual excavation pile;underground water;shifting sand;emergency;technical measures

TU473.1

A

1671-9107（2011）08-0039-03

10．3969／j．issn．1671-9107．2011．08．039

2011-05-06

陈军（1975-），男，重庆人，工程师，国家注册一级建造师，主要从事建筑工程管理工作。

bstract:The Chongqing municipality has taken the advantages of manual excavation pile concerning low cost,simple construction methods,high bearing capacity and can adapt to complex geological conditions.By citing Qianlong Sunlight New World residence community manual excavation pile foundation as an example,this paper first gives a detailed description of the overall construction technical measures of manual excavation pile,then expounds the emergency technical measures adopted during construction phases like pore-forming and pouring concerning such complex geological conditions as undercurrents,underground waters,shifting sands and mudflows.