人工挖孔桩在成孔施工过程中遇非适应性岩土层的处理

丁秀清（1960-）：女，江苏南京人，南京海宁建设工程监理咨询有限公司，总监理工程师。从事岩土、地质、桩基方向研究。

摘要：在人工挖孔桩成孔施工过程中遇有非适应性岩土层的情况是普遍存在的，但如何既安全，又经济将成孔施工达到设计的要求，本文就南京地区某工程5#、6#幢工程桩采用人工挖孔桩成孔遇有非适应性的岩土层成孔处理情况作一简述，以供出现类似地质情况参考。

关键词：人工挖孔桩 非适应性岩土层 成孔施工

Abstract: in the artificial dig-hole pile into a hole in the process of construction in the adaptability of geotechnical layer is universal, but how to both safe and economic construction will be hole reaches the design requirement, this paper nanjing area a project # 5, 6 # building engineering piles using artificial dig-hole pile into a hole in the adaptability of the rock layer into hole processing conditions briefly, for appear similar geology condition of reference.

Keywords: artificial dig-hole pile the adaptability of geotechnical into pore forming construction

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

南京地区某工程拟建六幢小高层住宅楼，剪力墙结构，有地下室，箱式基础，一层为架空层。原设计其地基采用先张法预应力薄壁管桩，因拟建5#、6#幢场地上空有高压线，桩基施工时该高压线暂无法迁移，大型机械无法进场施工，故设计变更为人工挖孔桩。

二、工程勘察报告显示的岩土层结构分布特征（摘要）

拟建场地岩土层自上而下分述如下：

（1）杂填土；

（2）-1粉质粘土：灰黄、灰褐色。饱和、可塑，中压缩性；

（2）-2淤泥质粉质粘土夹粉土：灰黄色、灰色，饱和，流塑，局部软塑，中压缩性。埋深2~10米；

（3）-1粉质粘土：灰黄色、黄褐色，饱和，可塑，中压缩性；

（3）2粉质粘土：褐黄、黄褐色，饱和，可硬塑，中压缩性。该层土底部夹有少量基岩风化岩屑；

（4）强风化长石石英砂岩、泥质粉砂岩：黄褐色、褐黄色、紫红色，岩石风化强烈，，因富含地下水，大多已砂化，呈流砂状，埋深20~25米；

（5）-1中风化泥质粉砂岩：紫红色，岩石风化较弱，结构完好，岩芯呈短柱状~柱状，块状结构。

三、人工挖孔桩成孔与非适应性岩土层、地下水分析及施工方案

3.1 遇不良地质条件时人工挖孔桩技术的处理-理论分析

人工挖孔桩技术通常适用于浅基础处理，在地下水位较低、具备土质承载力较高的粘性土、砂砾、卵石层以及强风化层的地区容易施工。近年来，由于人工挖孔桩技术的高承载力和便于施工的优势，该技术得以在许多地区广泛应用。然而，在遇到不良地质时，如何处理，一直是施工人员关注的一个难题。

3.1.1 地下水的处理

在深基础施工的过程中，地下水是在采用人工挖孔桩技术时通常要面临的一个问题。由于在挖孔桩施工中,需要穿越杂填土、淤泥质粉质粘土、砂土层等, 经常会遇到开挖坍塌现象, 造成护壁困难。特别是在含水层中，由于人工开挖时含水层中的水的平衡状态被打破，导致周围的静态水流入到孔中。在施工的时候，需要将水排出，给操作带来不便。

在排水的时候需要具体问题具体分析。如果地下水量不大，可以选择潜水泵抽水并同时进行开挖施工，在成孔后浇筑相应段的护壁砼；如果地下水量较大且挖孔桩不太深，而用施工孔自身水泵抽水时不易开挖，此时可以考虑在场地四周合理布置统一的轻型管井以便降水分流。此外，如果地下水量较大，同时挖孔桩又较深，此时采用上述的方法不能有效的解决成孔的问题，需要从施工顺序考虑起，在对周围的桩孔抽水的同时，采用类似于沉井的方法对护臂进行施工。这个时候，需要注意保证每次的开挖量不要过大，控制在10到20厘米之间。每开挖一次就将护臂下沉一次，下沉的时候需要三台油顶均匀布置且同时作用以保证护臂能垂直下沉。在护臂下沉就位以后，停止挖孔，及时浇筑已下沉段的护壁砼。

3.4.2 流砂和淤泥质土层的处理

在施工过程中，如果遇到细砂、粉砂层地质，加上地下水的作用，就容易形成流砂。流砂会影响施工的质量和安全性，因此，有必要探讨在遇到流砂的情况下，如何处理以保证施工得以安全和顺利的进行。

如果流砂情况不严重，通常可以采取的措施是减少每次开挖深度，如将开挖深度缩短为0.5米，并及时对护臂进行混凝土灌注，减少挖空壁的暴露时间。如果流砂的情况较严重，此时可以采用下钢套筒的办法，同时减少开挖深度。套筒安装后立即支模浇注护壁混凝土。

此外，在施工的过程中，还经常会遇到淤泥质土层等软弱土层。对此，可以利用木方、木模板等支挡，同时缩短每一次的开挖深度并及时浇筑混凝土护臂。支挡的木方、木模板等要沿周边打入底部不少于0.2米深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置，互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。

3.2 对于本工程的非适应性岩土层、地下水的分析以及施工方案

3.2.1 该拟建地区的地质工程勘察报告

1、（2）-2层为流塑状态的淤泥质粉质粘土夹粉土，且水平和垂直渗透系数较高，此层为非适应性的土层，因（2）-2层埋藏较浅，施工时可降低井口标高。

2、（4）强风化长石石英砂岩、泥质粉砂岩，因富含地下水，大多已砂化，呈流砂状，且埋深较深（20~25米），对非适应的岩土层要预防在先，要针对不适应的淤泥层、流砂层拟定施工方案。

3.2.2 流砂层、淤泥层施工方案：

1.钢护筒护壁法

钢护筒采用5mm厚钢板切割拼装而成。钢护筒的整体刚度较差，拼装大孔径的桩孔护壁尤其如此，因而只适宜用于流砂、淤泥层厚度较小的桩孔。具体做法是根据桩孔中需要护壁的上口和下口尺寸，在地面上将钢板切割成一定形状和大小的梯形等小块，加工成适宜弧度，在两侧拼装连接边预留长方形连接孔，以便孔下螺检连接并保证桩孔直径。钢护筒在分片下孔前要试拼装，当桩孔将挖至流砂层上表面时，将钢护筒分块吊下，在孔下拼装成型后继续下挖，下挖过程中配以水泵抽水，边挖边使护筒下沉。上下两相邻钢护筒就位后，在搭接缝隙处可填灌素混凝土，以增加接头处密封性和纵向稳定性。

2.孔下预制钢筋砼沉筒护壁法

流砂层厚度大的桩孔钢筒所受压力大，易变形，难以阻挡流砂，桩孔尺寸很难满足设计要求，钢筋笼下放困难，通过将砼沉井(沉管)加以改进，作为护壁。

本工程中无法在孔口外或加工厂预制套管，因为若要使桩孔尺寸不减小，预制套管便无法从孔口下放，为此提出在处理流砂层时，提前做扩大护壁，在孔下做砼内滑模套管，待此套管砼达到一定强度后，边挖边沉。关键有以下三点：其一，确定提前做大护壁的准确位置和合理高度，既要满足顺利通过流砂层的需要，又要避免因提前扩大头高度过大，增加桩身砼的浇筑量。经分析和实施比较，提前扩大护壁高度在2m左右较为适宜，有利于孔下制作砼护筒的支模和浇筑砼及保证形状的规则性；其二，预制砼护筒的外模支设既要保证砼护筒外壁的形状尺寸和表面基本平滑，还必须在挖取砂层时保证其容易脱落，使之易于分离，并顺利下沉；其三，因所穿越砂层流动性很大，故保证上下护筒的连接牢固和密封性十分重要，将上下两节套筒的钢筋用弯钩连接，并在圈口做成企口连接，效果较好。

四、结论

本文以南京某地区的施工工程为案例，分析了在采用人工挖孔桩技术进行成孔施工时所遇到的问题，即在采用人工挖孔桩技术进行施工时，对于遇到非适应性岩土层应该如何处理。对此，本文对于实际的岩土层状况进行了分析，对于流砂层和淤泥层的施工提出了相应的解决方案，即钢护筒护壁法和孔下预制钢筋砼沉筒护壁法，并对于两种方法的具体操作给出了详细说明。本文的研究为广大的施工人员在今后的人工挖孔桩成孔技术施工过程中遇到的类似的问题提供宝贵的经验，也有利于人工挖孔桩技术的不断发展。

参考文献

[1]吴学明、李景成.《人工挖孔桩在特殊情况下的处理方法》，《工程技术》，2005年第2期。

[2]岳永青.《人工挖孔桩施工中常见问题及处理方法》，《甘肃科技》，2005年第1期。

[3]左向阳.《浅议人工挖孔桩的施工技术》，《科技情报开发与经济》，2004年第3期。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。