人工成孔灌注樁在軟弱地基條件下的應用

摘要：在地質條件比較復雜的地區進行基本建設時，如何處理地下水位較淺且涌水量較大的軟弱地基基礎是一個關鍵的問題。我們在淄礦集團云南新吉克煤礦建設期間，在軟弱地基條件下采用人工成孔灌注樁的工程實例，解決了許多特殊的技術性問題，同時積累了許多寶貴的經驗，也取得了非常好的效果。

關鍵詞：人工成孔灌注樁 軟弱地基

1 人工挖孔灌注樁工程步驟

1.1 首先是場地的平整。設置排水溝及集水井，其設置地點應該在建筑物輪廓外圍四周選擇適當的位置，便于排水。施工現場設置臨時土方堆放場地，不得堆放在孔邊，挖出土方隨時用汽車外運。

1.2 掘進。為了保證人員安全井上、下之間要有良好的聯絡信號，施工時井下、井上均應有人操作。另外在施工過程中必須不斷向井內送風，保持井內施工人員有足夠的新鮮空氣。另外為確保井下操作人員的安全，在井內垂直運輸棄土和其它建筑材料時，必須采取必要的安全措施；為了防止棄土和其它建筑材料墮落傷人，必須在井底設置安全區。為了保證掘進施工連續進行，必須把施工人員交接班的時間盡量縮短，為了以防井坍塌，施工人員必須使未經支護的土體減少在空氣中或水中的暴露時間。在此期間，必須要停止掘進，原因為相鄰孔樁正在澆灌樁蕊砼，為了避免豎井在較大側壓力下土體失去穩定而坍塌。施工掘進過程中必須針對不同的情況采取以下技術措施：

①遇到大厚度的流砂層孔壁泥砂塌落，由于在樁孔開挖過程中遇到的流砂層較厚，護壁外圍泥砂大量塌落，混凝土護壁成為懸空狀態，失去支撐，進而產生裂紋，直至斷裂、脫落。施工時采取了如下措施：

放棄了頂層護壁用直徑20cm圓鋼加設2-4個吊耳，用鋼絲繩固定在地面木樁上，再加密護臂鋼筋的辦法和下鋼套筒的辦法。把樁孔開挖由1m一步改為0.5m一步，用1.2m長Ф14鋼筋沿開挖樁孔周圈以80°角斜向下打進孔壁內部，鋼筋間距為100mm，以支撐上部已澆筑好的護壁砼，鋼筋之間用編織袋堵嚴實，以阻擋滑落的流砂，然后盡快綁扎樁基護壁鋼筋和支設護壁混凝土模板，在澆注護壁混凝土時，迅速抽出編織袋，以保證護壁外圍的密實性。具體做法如下圖：

②遇到土層為淤泥質時，在遇到軟弱土層如：淤泥質土層等時，則要求施工人員必須直接用木方或木板模板等支撐。為了達到良好的支擋效果，施工人員則需要縮短軟弱土層的開挖深度，并及時用混凝土澆注護壁，井內支擋的木方、木板沿周邊打入底部的深度應大于0.2m，井內上部嵌入上段已澆好的混凝土護壁后面，雙排布置互相反向交叉，可斜向放置。

③地下水，由于本工程樁基較深，所處地帶地下水位較淺。在開挖時其平衡狀態被含水層中的水破壞了，使周圍含水層中的靜態水填充進樁孔內，這樣就嚴重影響了人工挖孔樁的正常施工。因為靜態水變為動態水壓軟土層和細微沙粒、粉砂土層時分兩種情況進行處理：一是我們選用潛水泵抽取少量地下水，施工過程中需要一邊抽水一邊挖掘，挖掘成孔后施工人員必須及時用混凝土澆筑相應段的鋼筋混凝土護壁，然后再繼續下一階段的施工工作。二是有大量的地下水時本工程樁孔挖至4m以下時，遇到砂卵石地下含水層，地下水量較大，我們采用含水層中樁孔施工方法，即導流堵水方案，第一步是要在挖掘孔壁外預先埋上集水管，再安裝上隔水模及導流管，然后安裝預先準備好的護壁模板，最后再灌注護壁用混凝土，必須等到混凝土強度達到拆模強度時才可以拆除護壁模板而進行下一段挖孔施工。以此循環往復施工，一直到穿透砂卵石地下含水層。集水管可以采用PVC管打孔，其作用是匯集地下水；導流管可采用PVC管或鐵管，其作用是集中排出地下水；集水管與導流管的管徑及數量是根據水量的大小來確定的；為了不影響護壁混凝土灌注質量，因此必須設置隔水膜，而隔水膜的作用則是在用混凝土澆注護壁過程中隔離地下水，其材質則可采用鍍鋅薄鐵皮或三夾板。待穿透含水層后，孔壁形成并達到強度后堵塞孔壁導流管。此時挖掘孔壁均已形成，地下水可穿透的通道已經全部堵塞，從而達到了干孔作業的目的。

1.3 校正挖掘孔位。每天都要在挖孔前校核一次挖孔樁位置是否歪斜，移位。尤其在澆注護壁前要檢查模板，脫模后再檢查護壁。

1.4 樁基混凝土澆筑。

1.4.1 護壁砼施工

①本工程護壁是一個楔形圓環，其形狀是上大下小的，在向縱深挖掘過程中逐段在豎井內搗制，護壁的前一段高度取900mm時，適用于較穩定的挖掘土層中，而每段高度在500mm左右時，則適用于當樁通過強透水層時，在鋼筋處塞稻草，則適用于遇到含水量豐富，出現流砂的情況時，以用作擋泥砂流出之用。如果遇到比較嚴重的情況時，為了防止樁孔的周圍塌方，施工時可在護壁位置的四周方向打入14@100的鋼筋。

②當在挖掘中出現護壁砼密實早強，坍落度為3-5cm時，施工人員則可以采用1cm細石，人工搗實。為了保證各階段聯接處不滲漏水，可以在上下護壁間預埋縱向鋼筋并且使之相互聯結，從而成為一個不可分割的整體。

③因孔壁在開挖過程中遇到塌方，故孔壁支護的護壁厚度應通過計算確定。分段現澆混凝土護壁厚度，一般取受力最大處，即地下是深段護壁所承受的土壓力及地下水的側壓力。

1.4.2 樁蕊砼施工

當該工程按照設計要求挖孔樁挖至相應土質后，則必須將井底的殘渣及垃圾清除，然后由相關單位組織聯合驗收，檢查是否達到設計要求，驗收小組人員包括：設計、勘察、質檢和建設單位的相關人員，在驗收合格后，方才可以進行下一道工序綁扎鋼筋，澆灌樁蕊砼。

①堵漏澆砼前及時將砼護壁上的滲漏處堵塞。

②砼經串筒而達到澆筑面，其自由落下的高度不宜大于2m。

本工程樁孔內地下水涌量太大，即采用導管法進行水下混凝土施工。通過一定的落差壓力，將混凝土通過密封連接的鋼管入口，進入到初期灌注的混凝土下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升，形成連續密實的混凝土樁身。

在水下混凝土施工過程中，采用了水下不分散混凝土技術。其原理是在攪拌混凝土時加入高分子外加劑，使混凝土拌合物在水下不離析，采用這種技術可以實現不排水施工。

2 施工體會

①能及時地發現并處理施工過程中出現的各種問題。

②人工成孔灌注樁機具設備簡單，施工操作方便。

③占用場地小，無泥漿排出；對周圍環境及建筑物影響小。

④可全面展開施工，縮短工期。

總之，在復雜地質條件下的人工成孔灌注樁施工技術，在其它工程中得到應用和推廣，取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]保青.樁基施工質量控制在變電站工程的應用[J].價值工程，2010（12）.

[2]孫海朝.橋梁鉆孔灌注樁施工技術和質量控制[J].價值工程，2012（27）.

[3]陶林洋.淺談建筑沖孔灌注樁施工工藝及施工技術[J].價值工程，2010（21）.