浅议桩基施工遇地下废弃防空洞的处理办法

刘君城

（江西省建设工程有限公司）

在江西省公路管理局科技综合大楼桩基施工过程中，部分桩基遇废弃人防工程。如何克服人防工程带来的困难，确保桩基施工顺利进行，我项目部进行了积极的探索和实践。最终顺利完成了桩基施工，施工过程中的一点心得体会，和同行探讨。

一、工程概况：

1.本工程为26层写字楼，裙楼3层，框架剪力墙结构。桩基遇人防情况见下图：

该人防工程修建于20世纪70年代，由于资料缺失，施工前无法准确定位人防位置。根据城建档案馆的资料，只有分布示意图，无尺寸标注。根据该资料显示地下人防顶埋深约-6.5～7米，洞高2米至3.5米，东面大空间为会议室，穹顶高度达5米，埋深约8米。该人防工程于90年代废弃，采用砂回填。我方在清除浅表障碍物过程中发现人防通道竖井，此后根据周边居民回忆及测量结果和分布示意图，做出上图。实际施工情况与上图基本吻合。

2.土层情况

地下水位在地面以下约7.5米。

1～2.5米为杂填土，地表为房屋拆除后遗留建筑碎块及垃圾，该层内含大量原建筑物基础。

2.5 ～6米为粉质粘土；

6～24米为中砂、砾砂；

24米以下为强风化至微风化为泥质粉砂岩。

地下人防处于中砂、砾砂层内，且被地下水淹没。

3.前期施工情况

本工程开工前建设单位说明该人防工程已报废并经过了处理，且处理工程已经过竣工验收合格。故我项目部决定采取一般工艺，即反循环钻成孔工艺。在反循环施工过程中遇人防桩打通顶板后，浆液全部流失，由于处在砂层内，孔壁极不稳定，一般在半小时以内孔壁全部坍塌。

根据观察我项目部发现，人防通道并没有灌实，通道内所填沙已被地下水浸泡形成流沙，通道内液面距人防通道穹顶尚有1米左右。

我项目部先后采取了冲击钻、冲抓钻、回填黄土等办法进行施工，均未取得良好效果。最后采用了冲击钻回填黄土配合钢护筒成孔的办法，最终顺利完成了本工程桩基施工。

二、施工准备

1.机械设备

CZ—30型冲击钻孔机、GPZ-15型反循环钻机。3～5t双筒卷场机、砂泵、水泵、以及钢筋加工系统设备等。

2.主要工具

冲锤、钢护筒、掏（抽）渣筒、钢吊绳；测渣铁航、混凝土浇灌台架、下料斗、卸料槽、导管、预制混凝土塞。

3.材料准备

砂、编织袋、黄土等。

三、作业条件

1.施工前，根据地质勘察报告、探明的27根人防桩的情况、桩基施工图，确定施工顺序。

2.施工场地内所有地上障碍物和地下埋设物（如管线、电缆、旧基础、石块、树根等）已经排除，附近有隔震要求的建筑物和危房已采取保护措施。

3.场地需重新平整，并修筑临时便道。由于原场地为钻孔桩机施工完后场地，需对场地进行重新整平并修筑施工道路。汽车吊、混凝土罐车停车位需采用碎石铺填并压实整平。施工作业区域沿围墙边设置截水沟，防止废水渗出，污染周边环境。

4.施工临时供水、供电、运输道路及小型临时设施按要求设置，泥浆池及废浆处理池等按要求设置。

5.桩基测量控制桩、水准基点桩已经设置并经复核，桩位已钉小木桩或撒白灰标志。

四、施工操作工艺

1.冲击锤加反循环钻孔灌注桩施顺序是：场地平整→桩位放线，开挖浆池、浆沟→冲击钻机就位，孔位校正→冲击造孔→冲击破坏人防隧道顶板→冲击破坏人防隧道底板下一米→回填黏土→反复冲击夯实确保桩身周边形成一定厚度的泥墙护壁→移开冲击钻桩机→下钢护筒→反循环钻孔桩机就位→钻孔施工→下筒钻清除石块、混凝土块→换钻头→钻至设计要求位置→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌注水下混凝土→成桩养护。

2.成孔时应先在孔口设圆形6～8mm钢板护筒或砌砖护圈，护筒（圈）内径应比钻头直径大200mm，深一般为1.2～1.5m，然后使冲孔机就位，冲击钻对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0.4～0.6m，并及时加粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按表1选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击。

表1 各类土层中的冲程和泥浆密度选用表

3.冲孔时应随时测定和控制泥浆密度，密度不符合要求时要及时补浆，以防亏浆造成孔内坍塌。

4.在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击，间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。

5.冲击破坏人防顶部发现漏浆后应立即将冲击锤提起并可靠放置在地面上，防止孔壁坍塌导致锤头被埋。回填黏土至地面，然后继续夯锤，直到形成稳定泥护筒，深度达到人防底部以下1米以上，深度13.5米以上。孔内泥浆不再流失为止。冲击成孔孔径应比设计桩径大300mm。

破坏人防施工示意图：

6.冲击锤反复夯填至孔内水位稳定，泥浆不再流失后，将冲击成孔桩机吊至其它桩继续施工。根据测量人防高度下钢护筒，钢护筒底端下至人防底部以下1米。若冲击锤施工顺利，桩身周边泥护筒顺利成型，则钢护筒顶端高出人防顶部1米。若冲击锤施工过程中坍孔严重，桩身周边无法形成泥护筒，则钢护筒顶端伸出地面以确保钻进施工顺利进行（钢护筒长约14.5米）。钢护筒采用6mm厚钢板制作。钢护筒接长在地面完成焊接，使用汽车吊将焊接好的钢护筒吊入桩孔，一次性安装到位。为保证后续施工过程中钢护筒不下沉及后续钻孔机钻头能顺利下放，钢护筒外径比设计桩径大300mm。为方便吊装在最上一段钢护筒顶部对称开两个直径50mm圆孔。

7.钢护筒安放到位后，在孔口安放枕木及铁轨，开始反循环钻孔施工。施工前，应对桩位进行复测，确认无误后才可施工。由于冲击锤施工中可能将大量石块及混凝土块击入孔底土层内，反循环钻孔过程中如出现别钻、卡钻等情况应吊开桩机更换筒钻清除石块及混凝土块，然后再换回钻头继续钻进。

8.成孔后，应用测绳下挂1kg重铁航测量检查孔深，核对无误后，进行清孔。密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在1.15～1.25之间。

9.清孔后应立即放人钢筋笼，并可靠固定，使在浇灌混凝土过程中不向上浮起，也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后，应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过3h，以防泥浆沉淀和塌孔。

五、质量控制重点

1.冲击锤破坏人防顶板后，由于整个人防地下室全部连通，将导致孔内泥浆流失。由于冲击锤对顶板破坏冲击产生的震动可能导致区域坍塌。所以在破坏人防顶板时应适当减少落锤距离。

2.破坏人防顶板后至应及时提锤并立即回填黄土，防止大面积坍塌。

3.在破坏人防顶板后要及时测量底板深度，以便确定护筒埋设深度。

六、安全措施

1.认真查清邻近建（构）筑物情况，并在冲击成孔施工中随时观测，发现有因冲击成孔造成临近建筑物裂缝、倾斜等影响结构安全的情况时，要立即停止冲击，重新选择施工方案。

2.冲击（钻）成孔机械操作时应安放平稳，防止冲孔时突然倾倒或冲锤突然下落；造成人员伤亡和设备损坏。

3.采用泥浆护壁成孔，应根据设备情况、地质条件和孔内情况变化，认真控制泥浆密度流内水头高度、护筒埋设深度、钻机垂直度、钻进和提钻速度等，以防塌孔，造成机具塌陷。

4.冲击锤（钻）操作时，距落锤6m范围内不得有人员走动或进行其他作业，非工作人员不准进入施工区域内。

5.冲（钻）孔灌注桩在已成孔尚未灌注混凝土前，应用盖板封严，以免掉土或发生人身安全事故。

6.所有成孔设备，电路要架空设置，不得使用不防水的电线或绝缘层有损伤的电线。电闸箱和电动机要有接地装置，加盖防雨罩；电路接头要安全可靠，开关要有保险装置。

7.恶劣气候冲（钻）孔机应停止作业，休息或作业结束时，应切断操作箱上的总开关，并将离电源最近的配电盘上的开关切断。

8.混凝土灌注时，装、拆导管人员必须戴安全帽，并注意防止扳手、螺丝等掉入桩孔内；拆卸导管时，其上空不得进行其他作业，导管提升后继续浇注混凝土前，必须检查其是否垫稳或挂牢。

七、结论及建议

1.有地下人防工程的新建项目，应尽可能的对地下人防工程做有效的勘察，确定其准确位置，能在设计阶段采取措施规避人防工程是最佳方案；如不能规避，也可以极大的降低处理成本并节约时间。

2.冲击锤破坏人防结构时，应准确记录其深度及时间，为后续工作提供依据，尤其是根据记录深度确定钢护筒长度。

3.冲击锤在破坏人防结构施工时，容易出现垂头跑偏、孔型不圆等情况，换反循环钻机后应先对冲击锤所成孔进行慢速扫孔，避免钢筋笼下放困难。

4.冲击锤成孔直径、钢护筒直径都应比设计桩径要适当加大，因为冲击锤成孔不均匀，钢护筒变形、钢护筒在孔内垂直度难以保证等因素均可能导致钢筋笼下放困难。

［1］李晗光、王志平、包根源、官欢明、任晓东、张爱新.《探矿工程-岩土钻掘工程》2003年增刊.