人工挖孔樁技術在地質施工中應用探究

羅恒

（中鹽勘察設計院有限公司 湖南長沙 410014）

引言

人工挖孔樁就是用人工挖掘的方式形成孔洞，然后再孔中放入鋼筋等，最后進行混凝土的灌注，形成一個起支撐作用的樁基。人工挖孔樁技術在施工過程中占地比較小，用到的設備比較少，施工操作較簡單，這就降低了工程的成本，此方法還可以進行平行作業，這就縮短了工期，同時還能對地質情況有個直觀的確認，所以在地下水位比較深的土質、巖石地質與砂礫地質適合采用人孔挖孔樁技術。現在高層建筑發展越來越快，人工挖孔樁技術就應用的很廣泛，尤其在狹窄的場地施工的時候，此技術的優點更能凸顯出來。

隨著社會的不斷發展，城鎮人口越來越多，城市化的進程也越來越快，土地資源就變得越來越緊張。為了使農用土地得到基本的保障，建筑用地有時就會用到地質和地形條件很復雜的土地，特別是在河灘、江河海邊等地方的建筑物隨著社會的發展越來越多。這就在人工挖孔樁時遇到很多問題，因此要對此技術進行研究探討，制定一些技術措施，使施工的質量和安全得到保障。

1 地質因素對人工挖孔樁施工的影響

1.1 地下水

挖孔樁的施工質量與安全受地下水的影響。因為有時候在施工過程中會破壞水層的平衡條件，樁孔附近的水就會灌到孔里面，造成孔壁坍塌、護壁裂開、井涌等質量安全問題的出現，特別是在具有動態水壓的土質中施工，因為水壓沖擊的作用使混凝土的護壁被穿透，假如在細砂土質下施工時，流砂與井漏的問題就更加容易出現，就會增加施工的難度。

1.2 流砂

形成流砂的原由非常多，地下水的動力原由和地下土質自身的特性是形成流砂的主要原因。施工過程中出現的流砂問題包括粉土流砂與石層細小顆粒造成的管涌。流砂問題產生以后，施工難度就會增加，挖孔施工的人員沒有良好的工作環境，土體一邊挖一邊冒出，這就經常使護壁產生傾斜和塌落，嚴重的還會使樁孔塌方，使施工的質量嚴重下降，附近的建筑物也會受到影響，在使用時會不安全。

1.3 淤泥

淤泥的含水量比較高，因此流動性就比較強、強度比較低，穩定的狀態很容易被破壞。當施工碰到這種淤泥土質的時候，護壁外圍就非常容易產生塌孔的情況。

2 施工前的技術準備工作

（1）當施工正式開始之前，工程的資料要整備詳細完整。例如：建筑物所在場地的地質特征與地下水位的詳細資料；樁基施工的圖紙；施工地的地上和地下的管線資料；施工機械和配套設施的性能資料；專項的施工方案的審查報告；施工所用的建筑材料的質檢報告。

（2）在人工挖孔樁進行之前，質量的管理措施也要詳細制定。樁位、水電線路、編號等要在施工圖紙上明確標注；施工的工序也要制定好檢查程序；做好預對不良天氣的施工措施。

（3）施工時的人身安全非常重要，所以安全措施一定要制定詳細。應急爬梯應該在孔內設置以便人員進出；安全帽在施工時必須要佩戴；吊籠等設備要安裝保險裝置；優良的通風設備也必須具備；要及時運離挖出的土，嚴禁把土方堆放在孔的附近，車輛以及其它設備的運行不能對井壁造成破壞。

3 孔內降排水措施

（1）當地下水的量不是很大的時候，可以用潛水泵進行排水。如果地下水比較多的時候，可以多個樁基同時進行抽水來減少地下水。邊抽邊挖，同時進行檢查和澆筑混凝土的護壁。

（2）如果人工挖孔樁比較淺時，就可以在場地附近安置井點進行排水。

（3）假如挖掘在地下水中進行時，集水坑應該在樁孔中提前挖掘，在集水坑中放置潛水泵進行抽水，等水位降低后就進行外孔。如果場地的土質不好，抽水應該晝夜不間斷的進行，這樣才能讓水位保持一個穩定狀態，也就防止了水位反復的變化造成土層塌方。

（4）假如地下水非常多時，有水泵進行抽水挖孔也不容易，交替循環施工的措施就比較適合這種狀況，附近的樁孔同時進行抽水，從而使開挖孔的水位降低。如果樁孔設計的比較深，地下水大量的抽離可能造成地面下沉，周邊的建筑的安全也會受到影響，這時就應該使用井邊預注漿的方法來預防這種情況的出現。

4 人工挖孔樁施工的護壁技術

4.1 鋼筋混凝土護壁

（1）鋼筋混凝土式的護壁多為平直狀與鋸齒形態，在施工的時候應該進行分段，地質環境不同就要使用不同的形式和厚度，具體情況見表1。

表1 不同條件下的護壁做法

（2）當在一般土質下進行施工時，護壁的混凝土凝結到一定程度以后才能對模板進行拆除，施工才可以繼續進行，如此反復。

（3）如果施工過程中碰到流砂土層，應該沿著孔壁周圍按照合理的間距設置比護壁高3倍的長鋼筋，從而支撐護壁，保證在支下段模的時候不會產生塌方。流沙層護壁示意圖見圖1。

圖1 流沙層護壁示意圖

（4）如果在淤泥層的地質中施工，護壁應該先澆筑，然后中間的土再進行挖掘，邊挖邊建模，護壁的尺寸要控制好，樁孔的設計標準要達到。

4.2 鋼護筒護壁

（1）鋼護筒護壁可以增加護筒接頭位置的穩定性以及密封性。當在孔內進行挖掘時，為了防止出現護壁下沉，造成人員傷亡，施工人員的手腳嚴禁出現在護壁下方。在卵礫層進行施工時，鋼護筒可以分節進行打入從而使施工更加容易。靜力壓入與振動打入是主要的兩種方法。

（2）在流砂層的應用

當粉細砂層不大時，鋼護筒護壁效果較好，鋼護筒的壁厚通常是2到5mm。鋼護筒不應該分節過多，分節裝入孔內之前要先進行預裝，防止意外情況的發生。如果使用靜力壓入的方法壓入流砂層中，要注意護筒接頭處的止水。

（3）在淤泥層的應用

在使用振動法的時候，振動錘和鋼護筒要選擇的合理，現場的土質來決定振動錘的類型。鋼護筒應該連續下沉，直到到達指定位置，不能在護筒沉入一部分時挖土，這樣容易打破護壁的內外的穩定性。

在使用靜力壓入的方法的時候，現場的土質情況要提前搞清楚。要參考樁的尺寸、護筒的重量以及壓入的深度等原因來挑選合適的靜壓裝置，從而順利使護筒壓到設計的深度。在操作過程中，樁的軸心受到的壓力要特別注意，如果出現偏差要立即進行調整。快到達硬土層的時候，不能過早的停止壓入，這樣會產生壓不下或者護筒不到位的問題。

5 樁身混凝土的澆筑

工程中所使用的混凝土要符合澆筑樁身的設計要求，要使用均勻性良好、密實的混凝土，但是孔內的積水會使混凝土的密實性下降。所以要防止孔壁漏水、滲水等問題的出現。假如樁身澆筑的時間比價長，混凝土的質量就會受到嚴重影響，樁身的強度就有很大可能達不到設計的要求，所以可以用防水的材料對滲漏位置進行封閉。為了使混凝土澆筑的樁身到達標準，可以使用分層澆筑和用串流筒進行下料的方法。要掌握好澆灌的速度，盡快在較短的時間內完成混凝土的澆灌，尤其是地下水有壓力的時候，要在最短的時間內把足夠量的混凝土澆灌到孔內，用混凝土自己所具的重量防止水流的透入。

6 結論

人工挖礦樁技術的操作比較簡單，對環境的傷害比較小，而且工程的投入成本比較小，在建筑方面應用的越來越廣泛。在良好的地質環境中運用人工挖孔樁技術，其優點會更加突出，施工質量的控制也非常容易，但是在不良地質中用此技術時，就要注意坍塌、滲水事故的發生，要嚴格按照國家標準來實行操作，保證施工質量以及安全。