地鐵車(chē)站復(fù)雜地質(zhì)中人工挖孔樁的施工技術(shù)

武 銳

（中鐵十六局集團(tuán)京津冀一體化指揮部， 北京 100018）

地鐵站工程地質(zhì)條件復(fù)雜，在人工挖孔樁施工的時(shí)候，必須根據(jù)不同工程地質(zhì)狀況選用對(duì)應(yīng)的施工方法。一些地層需要多種方法配合使用。人工挖孔樁屬于隱蔽工程，復(fù)雜地質(zhì)條件、施工技術(shù)等都會(huì)影響樁基的完整性，施工工藝為樁基承載力設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的影響，因此必須做好施工技術(shù)的控制，確保施工質(zhì)量安全。

1 土建工程樁基的分類(lèi)

（1）根據(jù)樁的材料不同，可以具體劃分為木樁、鋼樁與組合樁。天然原木是最早用于作樁的材料，預(yù)制混凝土樁多為鋼筋混凝土樁。現(xiàn)階段使用的鋼樁主要有兩大類(lèi)，分別為型鋼和管鋼，而組合樁現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。

（2）如果以成樁方法對(duì)周?chē)翆拥臄_動(dòng)程度來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，又具體可以分為擠土樁與非擠土樁：①擠土樁在成樁中周?chē)帘粔嚎s，主要有打入封底鋼管樁等；②部分?jǐn)D土樁在成樁時(shí)周?chē)羶H受到輕微擾動(dòng)，主要有打入小截面的I 型鋼樁、螺旋樁等；③非擠土樁在成樁中挖出與樁體積相同的土，主要有各種形式的挖孔樁等。

樁基由樁合樁承臺(tái)組成，樁的施工方法分為預(yù)制樁與灌注樁，打樁方法的選定需要考慮樁的類(lèi)型、斷面、場(chǎng)地環(huán)境等。在對(duì)樁型進(jìn)行選擇的過(guò)程中，必須要先對(duì)該建筑物的特征、水文地質(zhì)、施工環(huán)節(jié)以及施工機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行綜合分析和研究，在此基礎(chǔ)上選擇既能保證安全性，又能保證經(jīng)濟(jì)效益的樁型與施工工藝。

2 人工挖孔法概述

所謂人工挖孔注漿灌注樁，顧名思義，其成孔方式是采用人工挖掘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。人工挖孔樁具有明確的運(yùn)用范圍，其應(yīng)該在地下水位以上施工，且應(yīng)該在人工填土層、風(fēng)化層巖層等地址條件下運(yùn)用。不宜用于軟土、地下水較豐富的地區(qū)。人工挖孔樁一般直徑較粗，能夠承載樓層較少的結(jié)構(gòu)主體，樁上面設(shè)置承臺(tái)，使各樁受力均勻分布。

挖孔樁屬干法施工范圍，樁孔設(shè)計(jì)尺度、混凝土灌注均勻與密實(shí)情況等，可隨意測(cè)控。挖孔樁以人力操作為主，作業(yè)無(wú)震動(dòng)，不用泥漿，有利于環(huán)保，臨時(shí)建筑物密集時(shí)非常適用。人工挖掘便于檢查孔底，樁徑與樁深可隨承載力情況變化，造價(jià)較低。其缺點(diǎn)是樁孔內(nèi)空間狹小，人員在孔內(nèi)作業(yè)易發(fā)生傷亡事故[1]。

樁基施工的過(guò)程中，要按照相關(guān)的規(guī)范并結(jié)合工程的具體情況來(lái)采取有效的安全措施，如果樁孔的深度處于＞10m 的情況下，應(yīng)該要設(shè)置送風(fēng)裝置。在樁孔挖掘之前，必須對(duì)相關(guān)地質(zhì)資料進(jìn)行細(xì)致地分析和研究，分析對(duì)可能出現(xiàn)的流沙等情況，制定針對(duì)性的安全措施。

3 施工工藝

在挖孔樁施工前，應(yīng)該準(zhǔn)備好相關(guān)的施工材料、施工機(jī)械設(shè)備等。施工前認(rèn)真研究施工圖紙，有針對(duì)性的確定施工方案，分析施工中可能遇到的突發(fā)事件，對(duì)土質(zhì)情況復(fù)雜的地區(qū)應(yīng)先進(jìn)行試施工。

人工挖孔灌注樁施工中應(yīng)做好測(cè)量控制、護(hù)壁施工、土方開(kāi)挖方法、樁心混凝土灌注等。土方施工中測(cè)量控制主要是樁位定位測(cè)量，擴(kuò)底尺寸控制。由施工、監(jiān)理單位對(duì)標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)進(jìn)行交接驗(yàn)收，根據(jù)地形不同選用不同的儀器。

樁下土層分布復(fù)雜，可能引發(fā)孔壁坍塌等事故，支設(shè)護(hù)壁可有效防止發(fā)生危險(xiǎn)，護(hù)壁支設(shè)由于砼護(hù)壁，鋼筒護(hù)壁等。目前孔壁支護(hù)常用工具式鋼模，及水泥砂漿砌機(jī)磚進(jìn)行支護(hù)。孔內(nèi)現(xiàn)澆細(xì)石混凝土支護(hù)適用于地質(zhì)較松散的工程，現(xiàn)澆混凝土支護(hù)剖面為上寬下窄梯形狀。

樁身配筋應(yīng)按鋼筋設(shè)計(jì)圖制作，下料時(shí)要長(zhǎng)短搭配，合理的鋼筋籠必須軸線(xiàn)居中，焊接牢固，鋼筋籠放入孔內(nèi)，使鋼筋籠頂部在設(shè)計(jì)樁標(biāo)高允許誤差范圍內(nèi)[2]。整個(gè)鋼筋籠用槽鋼懸掛在井壁上。

灌注樁芯混凝土與最終成樁的質(zhì)量息息相關(guān)，因此必須要做好其施工質(zhì)量控制工作。委如果遇到樁的灌注直徑較小，這是可以摻水泥用量的0.25%木鈣減水劑，然后利用大坍落度下沉力來(lái)使之密實(shí)。

4 施工控制

某地鐵工程布設(shè)地質(zhì)勘探孔6 個(gè)，原位測(cè)試中標(biāo)貫21 次，分析了粉土、沙礫含角礫及中風(fēng)化砂頁(yè)巖土層性質(zhì)，為計(jì)算分析奠定了基礎(chǔ)[3]。場(chǎng)地雜填土層不能作為天然地基淺基礎(chǔ)持力層，中粗砂及礫砂含角層分布較均勻，無(wú)軟弱夾層及下臥層。

表1 土層參數(shù)表

樁頂荷載在0～8000kN 的范圍內(nèi)，樁頂位移隨著樁長(zhǎng)的增加而逐漸減小。但是當(dāng)樁頂荷載＞8000kN 之后，這時(shí)樁頂沉降位移開(kāi)始增加。超出一定的沉降范圍說(shuō)明樁體不能繼續(xù)使用，提高樁長(zhǎng)增加豎向承載力在一定范圍內(nèi)有效。大的樁長(zhǎng)會(huì)增加施工難度，不能保證經(jīng)濟(jì)性與施工質(zhì)量

在一定的范圍之內(nèi)，承載能力隨著樁徑的增加而增加。荷載力＜1500kN 樁徑增加提高承載力明顯。樁體承載主要取決于端承載與樁側(cè)摩阻。當(dāng)樁徑增加時(shí)，土體之間的粘聚力會(huì)減小，建筑樁基技術(shù)規(guī)范中對(duì)大直徑人工挖孔樁豎向承載力進(jìn)行了相應(yīng)的折減。

在人工挖孔的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)找定基地設(shè)定樁點(diǎn)，實(shí)施挖掘工序前注意樁孔尺寸，護(hù)壁層厚度應(yīng)≥100mm，護(hù)壁層高度具有相應(yīng)的要求。準(zhǔn)確確定護(hù)壁層厚度后，實(shí)施挖掘工序。要及時(shí)支起護(hù)壁層的模板，而模板以底大頂小為依據(jù)，在護(hù)壁層模板支護(hù)后，從頂部向下進(jìn)行混凝土澆注。混凝土干后形成的每段護(hù)壁層深度應(yīng)＞1m，施工中在護(hù)壁和周邊懸灌鋼材，每段護(hù)壁層開(kāi)挖前預(yù)先準(zhǔn)確定位中心點(diǎn)，及時(shí)安裝符合規(guī)定的鋼筋籠支撐。

在一定范圍內(nèi)，樁徑增加，承載力也會(huì)隨之增加，但是如果樁徑過(guò)大，將會(huì)影響大直徑人工挖孔灌注樁豎向承載力[4]，沒(méi)必要極大提高混凝土等級(jí)，其會(huì)造成施工困難及材料浪費(fèi)。應(yīng)及時(shí)找到拆除堵管部位以便繼續(xù)灌注。混凝土不得不中斷時(shí)，對(duì)施工縫進(jìn)行處理，繼續(xù)澆注混凝土，使混凝土密實(shí)平整。

用導(dǎo)管灌注混凝土的過(guò)程中，如果間斷時(shí)間不長(zhǎng)，那么可以適當(dāng)延長(zhǎng)未灌注的混凝土灌注時(shí)間，并且延緩初凝時(shí)間。反之，如果間隔時(shí)間較長(zhǎng)，那么就要檢測(cè)已灌注混凝土表面的浮漿厚度，要是浮漿厚度過(guò)大，則采用重錘擊碎混凝土表面浮漿，進(jìn)行二次灌注。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，地鐵復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)人工挖孔樁隱蔽工程難免會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，必須要對(duì)施工過(guò)程中的每一道工序進(jìn)行嚴(yán)格的把控，如出現(xiàn)樁基施工質(zhì)量事故應(yīng)認(rèn)真分析其原因，采取可行的方式控制工程整體施工質(zhì)量，從而保證項(xiàng)目順利竣工。