人工挖孔桩穿过溶洞施工措施方案

倪玺全

【文章摘要】

人工挖孔桩井下环境恶劣、作业条件差、劳动强度大，施工安全问题尤为突出，但在不良、复杂地质条件地区，仍多采用人工挖孔桩施工。某地下商场桩基础采用人工挖孔成桩，根据地勘报告表明要穿过地下溶洞，拟采取对溶洞洞体进行封闭加固处理，提高洞体的稳定性，减少不同底层间的差异沉降，满足人工挖孔施工及安全需要。本文主要探讨人工挖孔桩穿过溶洞地质的施工技术。

【关键词】

人工挖孔桩；溶洞地质；注浆施工

0 引言

本文中某大型商场桩基穿过的溶洞是土洞在地下水作用下岩溶发育形成。由于溶洞地质复杂，地下水丰富，处理难度大费用高，设计的桩基础形式，必须将桩的底端穿过溶洞进入到溶洞底板作为桩的持力层，考虑施工条件及经济合理性，结合实际无法采用机械方式成孔，只能选择人工挖孔施工。由于溶洞较深且空隙中等发育并存在大量泥夹孤石，采用钢护筒人工挖孔施工难度较大，拟对溶洞进行注浆止水、素C20砼填充封闭加固后再开挖，确保人工挖孔桩施工的安全、进度目标。

1 项目概况

某大型商场，建筑面积30000㎡，地上五层地下两层，经勘测该地下场地为岩溶溶蚀缓丘地貌，地貌较为简单，周边均已有高层或多层建筑物，且地下管线众多，周边环境条件复杂。地基土的构成：杂填土，主要为回填土，建筑垃圾、砖瓦占30%，分布于全场，层厚0.5～9.8m；红粘土，土质均匀，较密实，零星分布，层厚0～8.3m；强风化泥质白云岩，泥质结构，中厚层状构造，岩心呈砂状，分段分布，层厚：0～9.9m；强风化白云岩，细晶结构，中-厚层状构造，节理强发育，岩芯呈砂状，分段分布，层厚0～9.9m。工程场地地下水的埋藏条件受地形、地貌、地层岩性和水的补给来源控制，按地下水的埋藏条件场地地下水分为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩溶裂隙水，含水量较丰富。

2 溶洞孔的基本情况

从钻探施工的情况来看，本次勘察遇有岩溶洞隙的钻孔有2个，钻孔遇洞率为6.5%，但是场地内部分地段岩面高差大于5米，根据《建筑岩土工程技术规范》规定，场地岩溶的发育程度属岩溶中等发育，岩溶发育特征见表1所示，工程范围内溶洞大小不一，差异大，中等发育。

3 施工方案

首先对溶洞的边界进行处理，采用制浆墙、防水帷幕防止地下水渗入溶洞，具体方法为，按水灰比1：1配置水泥浆，然后水泥浆：水玻璃为1：1的比例配置制浆墙液，注浆压力为0.8～1.5MPa，注浆压力由低到高，注浆次数为2～3次，每次注浆间隔10分钟左右。注浆结束后对溶洞进行填充，注浆加固，注浆完成后随机钻孔取芯，检测是否达到设计要求。

施工工序为：测量放线→ 布置钻孔→钻孔、清孔→排水、防水→ 溶洞试灌→泵送混凝土→灌注孔封孔→验收→人孔挖孔施工。

具体施工技术方案：

3.1测量放线

根据待处理溶洞上代表钻孔的坐标确定土洞的中心位置、预测溶洞大小，作好标记，测定施工前的地面标高、处理范围。

3.2布置钻孔

按施工勘察报告及设计图纸进行布置钻孔，并做好标记。

3.3钻孔、清孔

按照标定位置钻孔，如果遇到较大孤石钻进困难时，更改钻孔位置。所有钻孔均要作好成孔记录（溶洞的顶、底界埋深，高度及范围，基岩段要取芯并编录），确定溶洞的面积、体积、充填情况。成孔后使用清水洗孔，然后再用粘土、水泥、水1.5：1：1.88配置的套壳料通过钻杆泵送至孔底，直到溢出符合浓度的原浆液。

3.4孔桩内地下水降排设计

根据孔洞勘察期间观测的水文结果（流水方向、流速等水文情况），做出防、排水措施，对可能溶洞周边10～20m内使用潜孔钻打孔放水，为确保施工安全，提前开挖蓄水坑，同时配置潜水泵。如果地下水丰富，先对溶洞的四周进行注浆，形成防水帷幕，封住溶洞外的地下水。然后新增钻孔，在原孔中间增加新孔，对钻孔进行加密，即对原孔的注浆情况进行检测，又增强防水帷幕的防水效果。

3.5溶洞试灌

在正式注浆前，现场应进行注浆试验。根据设计要求的水泥用量等指标，最终确定注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数。

3.6泵送混凝土填充

采用C20细石混凝土，通过混凝土输送泵将素混凝土经过高压输送管进入洞体。垂直导管随灌随提，逐层灌注，直到达到设计压力，注不进为止。灌注施工时，地面应设置3-5个水准观测点，密切观测洞体地表的变化情况，不允许地面产生裂缝和抬升情况。一旦发现地面出现裂缝和抬升，必须及时降低泵送压力和灌注量。

3.7灌注孔封孔

灌注施工结束后，起拔套管并及时将孔口封堵。

3.8验收

采用钻芯法检测，随机在各桩位1.5m范围内布置检测点，检查溶洞充填物胶结情况或裂隙充填情况、钻孔泥浆是否漏失。检测要求：无充填半充填溶洞，抽芯检测率应达到90%以上；全充填溶洞充填物强度标贯击数不于8击。如检测达不到要求，则在该点布置灌注孔，灌注堵漏直至达到设计要求。

3.9人工挖孔桩施工

溶洞混凝土灌注28天后，开始人工挖孔桩施工，对孔内出现的孤石或混凝土尽量采用

风镐剔打，若采取爆破施工，应严格采取多孔小药量爆破。同时严格保证护壁质量和控制每天开挖进尺。

3.10人工挖孔施工安全技术及防范保障措施

人工挖孔桩为淘汰型工艺，受地质复杂条件限制，加之现有的劳务队伍人员素质较低，施工单位疏于防范，防护措施不到位，致使施工过程安全、质量、进度常常失控，经常发生重大安全事故。

人工挖孔桩工程必须成立专项小组，并应制定应急预案，全过程进行监督管理，至少要做好以下几方面工作。

第一，在队伍进场前须进行全员施工、安全技术交底及针对各工种专业方面的安全教育，增强每个工人的安全、自我保护意识。

第二，建立和实施安全生产管理制度，严格各种设备和现场用电管理，所有电器、线路等的安拆必须由专职电工负责操作，严禁一般人员私自进行。

第三，按标准配置劳保防护用品并经常对其性能进行检查。

第四，施工人员必须执行相应工种的安全操作规程，特殊工种人员必须持证上岗，杜绝“三违”现象。

4 总结

人工挖孔桩在施工过程中容易出现质量不稳定因素，必须严把质量关，尤其是排水防水和注浆，严格按照执行操作规程，对施工过程中出现的问题加以分析，及时采取防范措施。同时重点监控施工安全，防止安全事故突发。

【参考文献】

[1]阳志胜.人工挖孔桩溶洞处理施工技术及应用[J].公路与汽运，2011（05）；

[2]李寒梅.浅析溶洞地区进行公路桥梁工程的人工挖孔桩的技术要点[J].黑龙江交通科技，2014（02）；

[3]陈仁芳.岩溶区公路桥梁基础设计与施工技术[J].长安大学，2009（03）.