淺談人工挖孔樁在流沙層的施工技術

周波

中鐵北京工程局集團第二工程有限公司 湖南長沙 410007

近些年，人工挖孔樁作為常見的樁基礎形式，在工程中的應用越來越廣泛，它具有操作工藝簡單、施工方便、無需大型機械設備，樁外形尺寸和樁地質情況可直接視檢保證率高，施工質量可控且容易保證等優勢。但是，人工挖孔樁常常會受到水文地質情況復雜多變性制約。本文通過工程實例，介紹了人工挖孔樁施工中在樁孔內產生涌砂、涌水的情況，從施工每個工序處理對策進行了介紹，并取得了一些具體可行的實踐經驗。

1 工程概況

本工程地處福州市平潭縣澳前鎮，總建筑面積168173．24m2，由地下室一層、地上十八層組成，是集商業、住宅于一體的綜合性群樓，地下室平面尺寸為299．2m×116．7m，建筑面積31882．21m2，地下一層為人防兼車庫及部分設備用房。地上尺寸為281．1m×110．9m，建筑總高度為61．9m，本工程為二類高層建筑，耐火等級地下室為一級，其他為二級，建筑設計合理使用年限為50年。1#樓、2#樓、10#樓基礎設計為樁基礎，施工方式采用人工挖孔樁，其他樓棟基礎形式采用自然基礎。

2 地質情況

擬建場地建筑工程抗震設防烈度為七度，設計基本地震加速度為0．10g，設計地震分組為第三組，建筑場地類別屬Ⅱ類，設計特征周期可按0．45s采用。根據地勘報告顯示，地下水埋藏深淺不一，埋深0．1m-7m，從地表至基礎持力層土性分別為：素填土、耕植土、砂質粘土、全風化巖、強風化巖、中（微）風化巖，部分砂質粘土及全風化巖土層中顯示存在大尺寸微風化巖孤石，基礎持力層為中（微）風化巖，樁基均嵌入持力層1．5m-2．0m。樁基區域土層顯示存在2m-3m層深流沙層，施工期間大部分樁基出現涌水、涌砂現象。

3 設計與施工方案

3.1 地下水處理措施

根據設計圖紙采用人工挖孔灌注樁，編制人工挖孔樁施工方案。施工單位在場區內設置縱橫排水溝，將樁孔內水抽到排水溝內，統一匯集到北側沉淀池內，經三級沉淀后排出。

場區周圍均設置降水點，在挖孔樁區域以10m間距的樁孔為降水點先行開挖，挖孔至地下水位以下直至嵌入持力層。從挖樁至全部灌注結束，此部分樁孔內匯集地下水持續抽出排至水溝。

樁基開挖過程中，出現滲水、積水，根據現場實際情況分別采取以下措施：

a．少量滲水可在樁孔底施工面挖小的集水坑，隨挖土隨用吊桶，將泥水一起吊出。

b．大量滲水或積水，在樁孔施工面打入小口徑鋼護筒，先挖筒內泥水，設小型潛水泵將積水排出樁孔外，隨挖土隨加深鋼護筒。

3.2 流沙處理措施

措施一：砂層地段施工，先對孔樁區域周圍增設4-6個降水井進行降水處理，使地下水位低于砂層底面標高，開挖后地下水匯集，而且因流體能對護壁產生較大的側壓力，護壁厚度由原設計150mm加大至200mm，鋼筋數量增大，在流砂層中，則每次只能下挖0．5m深度，防止產生局部坍塌及砂體位移。護壁混凝土攪拌時摻入WG型早強劑，護壁縱向鋼筋采用HRB400φ14@100鋼筋，長度為800mm，橫向鋼筋為HPB300φ8@150，迅速支模后立即澆筑護壁混凝土。以0．5m深為一個工作循環，直到樁孔順利穿越流砂層。

措施二：樁孔流砂嚴重、且護壁四周坍塌形成空洞并不斷擴大，為阻止流砂的外涌，護壁每節高度為0．5m并加大厚度至300mm。護壁縱向鋼筋采用HRB400φ14鋼筋，長度為1．2m（有0．7m伸入下一模外測，與下一模工序進行事先銜接）鋼筋間距按100mm，橫向鋼筋為HPB300φ8@100。將準備好的稻草或麻袋層層編入事先插好的鋼筋外側進行擋砂、濾水，邊挖邊堵，以滿足裝模高度為止，減少對護壁外砂體的擾動。然后在稻草及鋼筋之間加鋪一層1．5厚PVC防水卷材形成止水帷幕，減少濾水及其對護壁混凝土稀釋產生的空洞。打入HRB400φ14縱向鋼筋至下一模底，圍好HPB300φ8橫向鋼筋，布置方式如圖1。迅速裝模，將事先準備好的C25商混盡快搗入，然后將混凝土振插密實。重復上一模步驟，直至穿過流砂涌水地層。

如果流砂及滲水量過大,在采用上述兩種辦法都不行的情況下,采用如下預案：采用打鋼護筒的形式，當滲水量特大的情況下砂子很容量流動，只能采用鋼護筒的形式成孔，并且鋼護筒是不能重復利用的。采用機械壓力將護筒壓入流砂層，然后將筒內沙淘出，護筒接頭處做好搭接和止水。

4 結語

人工挖孔樁作為樁基礎基本形式，施工工藝已日臻成熟，但由于水文地質情況復雜多變性，導致了樁基礎設計、施工的復雜化。所以在地基基礎施工時，須詳細調查地勘資料，對不同實情對癥下藥，采用不同工序有效結合的方法應大膽嘗試。

本文通過人工挖孔樁穿越流沙層的工程實例，詳細分析了其施工工藝，對在樁孔內產生涌砂、涌水的情況，從施工每個工序處理對策進行了介紹。工程實踐證明，本文所推薦的施工措施具有可操作性，是切實可行的，同時也可在施工現場類似問題處理加以推廣。