水鉆法在人工挖孔樁中的應用

鄧曉迎, 呂 寧

(中國五冶集團有限公司, 四川成都 610000)

水鉆法在人工挖孔樁中的應用

鄧曉迎, 呂 寧

(中國五冶集團有限公司, 四川成都 610000)

對工程建設而言，不同的地質情況及基礎形式，不同的施工環境，選擇合理的施工工藝，有的放矢，才能針對性地解決實際施工難題。文章介紹水鉆法人工挖孔樁成孔工藝適用于較為堅硬的特殊地質，既環保又能解決場地狹小的困難，既保證工程施工進度又能保障工程質量，降低施工成本，在較為堅硬的地質被廣泛地運用。

成孔工藝； 水鉆法； 施工工藝； 施工； 注意事項

有的地區巖層上覆土較少，建筑及構筑物的基礎直接坐落在巖石上，如何選擇更適宜的工藝，既能保證地基承載力，又能保證作業安全，確保工程質量與進度，水鉆法施工工藝非常適合該工程地質施工的要求。本文結合重慶御墅臨楓住宅小區為例，淺談水鉆法在人工挖孔樁的運用。

1 工程概況

重慶御墅臨楓住宅小區項目位于重慶市江津區雙福新區，西鄰重慶雙福育才中學。地質情況為0.6～7.8 m的軟土層(大部位軟土層較淺，局部為回填區)，下為侏羅系中統沙溪廟組(J2s)基巖(泥巖及砂巖)，場地地下水主要賦存于土層孔隙和基巖風化網狀裂隙中，地下水較少。設計要求結構設計安全等級為二級，最小樁長度為6.0 m，基礎持力層設計為中風化巖層，泥巖單軸天然抗壓強度標準值7.77 MPa，最大樁徑900 mm。

2 成孔工藝比選

(1)爆破：對周邊環境影響較大，噪音及震動對周邊居民及學習造成干擾，城市內限制爆破，且爆破并會造成地基的擾動，影響地基承載力。

(2)沖孔灌注樁：對周邊環境影響較大，噪音及震動對周邊居民及學習造成干擾，價格較高，施工速度一般,施工用電負荷較大。

(3)旋挖灌注樁：功效較快，根據重慶市要求，旋挖灌注樁需做100 %的聲波檢測，從受力角度，需多樁承臺共同受力，施工費用較高，且對周邊環境影響較大，噪音及對周邊居民及學習造成干擾，對于中風化及強風化巖層判定不明，沉渣清理不干凈，影響樁的承載力。

(4)風鎬、電鎬：掘進速度慢、效率非常低。

(5)水鉆人工挖孔樁：水鉆法施工工藝，利用其機具設備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，對周圍建筑物影響小，無泥漿排出，施工質量可靠，可全面展開施工，縮短工期，造價較低等優點，非常適合黔渝地區的地質情況。

通過價格、安全、環境影響、施工質量多角度比選，水鉆人工挖孔樁較為合理。項目部采用了水鉆法人工挖孔樁成孔施工工藝。

3 施工工藝

施工工藝流程：放線定樁位及高程控制(井圈)→開挖第一節樁孔土方→支護壁模板放附加鋼筋→澆筑第一節護壁混凝土→檢查樁位(中心)軸線→架設垂直運輸架→安裝電動葫蘆(卷揚機或木轆轤) →安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵、通風機等→開挖吊運第二節樁孔土方(修邊)→先拆第一節支第二節護壁模板(放附加鋼筋)→澆筑第二節護壁混凝土→檢查樁位(中心)軸線→逐層往下循環作業→開挖擴底部分→檢查驗收(圖1)。

圖1 水鉆法人工挖孔樁施工工藝流程

3.1 主要施工方法

3.1.1 放線定樁位、高程

現場場地已基本平整到位，根據設置的軸線控制點、測定高程水準點，依照樁位圖，將樁逐一編號，依樁基所對應具體位置，施放樁位。確定好樁位中心，以中心點為圓心，以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出上部的圓周，撒石灰線作為樁孔開挖界線，樁位線定好后，報監理及建設相關部門復查，辦好預檢手續后開挖。

3.1.2 樁孔樁土石方開挖

開挖樁孔應從上到下逐層進行，先挖樁心中間部分的土方，然后擴及周邊，有效地控制開挖孔的截面尺寸。對粉質黏性土、強風化巖層，采用3～9 m3空氣壓縮機配合風鎬作業掘進；對中、微風化的硬質巖石或孤石則考慮采用“水鉆”成孔。每節的高度應根據土質好壞、操作條件而定，一般以設計節高0.85 m為宜。第一節樁孔成孔以后，即開始在樁孔上口架設垂直運輸支架。支架要求搭設穩定、牢固。挖出的土石方采用吊桶盛裝，用手搖止墜式轆轤或者電動葫蘆提升到地面再運出施工現場(止墜式轱轆限載100 kg)。樁孔內必須設置爬梯供人員上下井。每天下井之前必須檢查井下的有毒有害氣體，開挖深度超過10 m時，用鼓風機向井下送風，風量大于25 L/S(圖2)。

圖2 止墜式轱轆正立面示意

3.1.3 安全措施

樁孔口周邊不得堆土。樁孔上口安裝水平推移的活動安全蓋板，當樁孔內有人挖土時，應掩好安全蓋板，挖土作業時必須在孔口有配合人員，保證井下作業人員的安全，防止雜物掉下砸人。無關人員不得靠近樁孔口邊。吊運土時，再打開安全蓋板。

3.1.4 驗收

為了防止樁持力層風化，需要及時采取封底措施，基坑開挖到底后，將巖面清理干凈，自檢合格后及時報請監理(業主)單位，由監理(業主)單位相關人員組織勘察、質檢、設計等有關單位檢查，確認合格后及時封閉基坑。

3.2 護壁施工

護壁按施工圖紙采用鋼筋混凝土護壁，護壁厚度為100～250 mm，所有基礎樁護壁混凝土設計強度均同樁身混凝土；護壁混凝土采用現場機械攪拌。中風化巖層及微風化巖層不需設置混凝土護壁。為保證工期，有需要時可以在混凝土中摻加早強劑(摻量由試驗確定)，確保孔壁的穩定性。第一節護壁高出地坪200 mm并加寬，便于擋土、擋水。樁位軸線和高程均應標定在第一節護壁上口，樁孔每挖完一節以后應立即澆筑混凝土護壁。每節樁孔護壁做好以后，必須將樁位十字軸線和標高測設在護壁的上口，然后用十字線對中，吊線墜向井底投設，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度。隨之進行修整，井深必須以基準點為依據，進行引測。保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。混凝土護壁模板，采取一節組合式鋼皮模板拼裝而成，拆上節支下節，循環周轉使用，模板用十字木棍支撐。護壁混凝土采用吊桶運輸，人工澆筑，拆模后用混凝土堵塞，澆灌護壁混凝土時采用鋼筋扦插等方法將護壁混凝土振搗密實。不得在水淹沒樁孔模板的情況下灌注混凝土。發現護壁有蜂窩、漏水現象，應及時加以堵塞和導流，防止孔外水通過護壁流入孔內，保證護壁混凝土強度及安全。 護壁混凝土的內模拆除，在24 h以后進行，混凝土強度達1.2 MPa以上有一定強度能擋土即可拆模。樁孔內要有足夠的照明，以便觀察護壁的情況，一旦發現裂縫，須立即進行修補工作。

4 注意事項

(1)樁孔垂直偏差過大：由于開挖過程未按要求每節核驗垂直度，致使挖完以后垂直超偏。每挖完一節，必須根據樁孔口上的軸線吊直、修邊、使孔壁圓弧保持上下順直。

(2)孔壁坍塌：因樁位土質不好，或地下水滲出而使孔壁坍塌。開挖前要掌握現場土質情況，錯開樁位開挖，縮短每節高度，隨時觀察土體松動情況，必要時可在坍孔處用砌磚，鋼板樁、木板樁封堵：操作過程要緊湊，不留間隔空隙，避免坍孔。

(3)孔底殘留虛土太多：成孔、修邊以后有較多虛土、碎磚，未認真清除。在放鋼筋籠前后均要認真檢查孔底，清除虛土雜物。必要時用水泥砂漿或混凝土封底。

(4)孔底出現積水：當地下水滲出較快或雨水流入，抽排水不及時，就會出現積水。開挖過程中孔底要挖集水井坑，及時下泵抽水。如有少量積水，澆筑混凝土時可在首盤采用半干硬性的混凝土料，大量積水一時難以排除的情況下，則要用導管水下澆筑混凝土的辦法，確保施工質量。

5 結束語

實踐表明，水鉆法施工工藝在人工挖孔樁中的充分運用，解決了特殊地質的成孔問題，克服施工場地狹小的限制，消除了對附近居民的干擾，有效地保證施工進度、質量，降低了施工成本，是一種既安全又環保的施工工藝，在地質較為堅硬的地區已被廣泛運用。

[1] 汪家全. “水鉆法”在城市人工挖孔樁施工中的應用分析[J]. 中小企業管理與科技(上旬刊), 2010(2).

[2] 郭新賀. “水鉆法"人工挖孔樁施工技術[J]. 科技致富向導, 2011(11).

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[定稿日期]2017-05-22