人工挖孔桩护壁坍塌的处理方法探讨

韦永安

(遵义水利水电勘测设计研究院，贵州 遵义563002)

人工挖孔桩护壁坍塌的处理方法探讨

韦永安

(遵义水利水电勘测设计研究院，贵州 遵义563002)

通过工程实践，阐述了人工挖孔桩施工过程中出现的孔壁局部坍塌现象及其成因分析，介绍了一种简单实用的处理措施、方法，对处理同类工程问题积累一些经验。

人工挖孔桩；孔壁坍塌；处理措施

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.046

1 引言

人工挖孔桩施工工艺具有诸多自身优势，比如：设备简单，噪声小，工作面小，可以多孔桩并列施工；易于清除孔底浮渣，保证灌注桩成桩质量。因此，人工挖孔桩施工工艺在灌注桩施工中得到较为广泛的应用。

然而，人工挖孔桩施工对护壁要求很高。由于桩身穿越的地层多为软弱地层或松散土层，岩土组成复杂，岩土特性变化多端，护壁质量问题时有发生，典型的护壁质量问题就是护壁坍塌。本文通过某工程实践，阐述人工挖孔桩施工过程中出现的护壁局部坍塌的现象及其成因，介绍一种简单实用的护壁坍塌的处理措施、方法，为处理同类工程问题积累经验。

2 工程概况

2.1 建筑物特征

该工程为遵义市某县城一新建小区的其中一栋住宅楼，地上28层，地下1层，框支剪力墙结构，设计单柱最大荷载为7000kN。结合周边建筑地下车库标高，本栋楼地下1层地板设计标高为680m，与勘察时地表标高基本一致。

2.2 工程地质条件

场区地貌属于中低山地貌，建筑场地位于冲积扇地带，地表标高一般为680～682m。场地岩土组成自上而下为：

1）第四系素填土（Qml）：杂色，由碎石、黏土组成。该土层为场地平整时堆积而成，土层一般厚度约为1m，结构松散。

2）第四系冲洪积（Qal+pl）砂质黏土：表层为灰褐色、深部为灰黄色，局部夹砂砾、卵石、角砾碎块等混杂组成。土层厚度一般为16～18m。

3）三迭系中统嘉陵江组（T2j）灰质白云岩：灰色，薄层至中厚层。岩体表层局部呈强风化状态，强风化层厚度一般为1～2m。深层岩体为中等风化状态。

2.3 水文地质条件

钻探期间测到的钻孔地下水埋深约19m，与场地中风化基岩面埋深基本一致，主要为基岩溶隙水，涌水量，约0.4m3/h。

3 基础方案

根据建筑物荷载及结构特征，结合场地工程地质、水文地质情况分析，选用桩基础以中风化基岩为持力层是安全、经济的最佳基础方案。桩型采用端承桩，桩径为1.2～1.3m，也可以采

用桩径1.0m加扩底至1.2～1.3m。本场地采用人工挖孔桩[1]。

人工挖孔桩施工工艺，就是依靠人工挖土，辅以简易的提升设备，将基础孔桩开挖而成[2]。该工艺具有诸多自身优势，比如：施工设备简单，操作简便，噪声小；工作面小，可以多孔桩并列施工；易于清除孔底浮渣，保证灌注桩成桩质量；可以进行扩底施工，提高桩底受力面积[3]。

桩身穿越的土层主要为砂质黏土，容易开挖，也方便护壁的制作；多数桩底位于地下水位以上，局部桩底位于地下水位以下1～2m但涌水量不大（约为0.4m3/h）；桩长一般小于20m，孔深在人工可以施工的范围之内。通过分析，本场地采用人工开挖孔桩进行基础施工，技术可靠，方案可行。

4 孔壁坍塌及处理措施

4.1 孔壁坍塌

在施工基础施工过程中，开挖工作顺利进行，浇筑到图1所示的ZH27号孔桩时，护壁出现局部坍塌现象，引起周边2m范围内出现不同程度的地面沉陷。孔桩护壁坍塌见图2。

图1 护壁局部坍塌孔号位置图

图2 护壁局部坍塌剖面图

4.2 现象观察

周边孔桩浇注完成后，ZH27号孔桩孔底开始出现积水、护壁随后出现渗水，进而出现局部护壁破裂现象，最后孔壁局部坍塌。整个过程历时约24～30h，期间场地地面有零星积水。

4.3 原因分析

设计桩长相差不大，场地桩基础施工采用多孔桩同时开挖、批量浇注的施工组织形式。由于各孔桩开挖进度不一致，周边孔桩批量浇注时，ZH27号孔桩未具备浇注条件，不能参与同批次浇注，从而形成场地“竖井”，为地表水汇集创造了水头条件。在周边孔桩浇注时产生大量的施工废水，而冲洪积砂质黏土层属于弱透水层，易接受施工废水渗入土层，汇集至“竖井”周围。这种临时性地下水一方面使土体饱和，土的抗剪强度急剧降低，从而加大了护壁土压力；另一方面，随着渗入的水位增高，加大了护壁静水压力。当这两种压力超过护壁承载力极限时，护壁薄弱处发生剪切破坏，导致孔桩护壁坍塌。

4.4 解决措施

ZH27号孔桩的周边孔桩已经浇注完成，工作面受限，无法改用机械成孔工艺。需要采取有效的技术控制手段后，采用人工开挖孔桩。

4.4.1 常规措施

该孔壁发生坍塌后，施工单位尝试采用常规措施解决，方法大致为：（1）采用竹条板封堵坍塌口；（2）采用素混凝土填筑空洞。由于素混凝土的容重与土体容重不同，孔壁受力不均，发生孔壁倾斜、偏移现象，该方法效果不佳。

4.4.2 方法探讨

通过分析，排水降水是解决问题的关键工作，增强孔壁支护能力是处理问题的保障手段。经参建方各方专家讨论，同意采用以下措施进行解决ZH27号孔桩护壁局部坍塌问题。工作自上而下分步进行，每进行下一道工序前应对孔壁的水平位移、竖直位移进行观测记录，确保措施的安全、可靠性。

1）将地表的施工废水彻底引出场地，从源头消除地表水进一步下渗的条件。

2）在孔桩坍塌段以上对未受损的护壁进行内支撑，增强孔壁的支护能力。

3）对坍塌段土体打木桩进行临时加固，并作高强度孔壁支护，同时设置泄水孔，将土体内临时滞水引入孔桩内，以便抽排至桩孔外。

4）在坍塌段以下对未受损的护壁进行内支撑，增强孔壁的支护能力。清除坍塌物，并设置泄水孔。

5）抽排孔底积水，进一步开挖、加强护壁，直至设计深度。

5 效果评价

采用该技术手段后，前述的局部护壁坍塌的孔桩得到有效的处理。同时，该方法在同场地的其它孔桩施工中也得到了验证。在护壁上增加泄水孔的方法，在该场地后续开挖中得到了推广应用，全场地人工开挖孔桩顺利进行。实践证明，以上处理措施在本场地内是安全、可靠、经济、可行的。

6 结语

1）人工挖孔桩，主要受土层、地下水位及其涌水量等条件限制，当桩穿越软弱土层，或桩底位于地下水位以下尤其地下水涌水量大时，慎用[4]。

2）人工挖孔桩，护壁是关键技术。增强护壁的支护能力，是保证人工挖孔桩顺利进行、保证工程质量的重要技术手段。当护壁欠稳定时，可采用内支撑提高护壁的支护能力。

3）地下水、地表水，是工程建设基础施工的重大安全隐患因素，在勘察、设计、施工中应予特别的重视。在地下水位低于桩底的基础工程中，应充分考虑临时性地下水或上层滞水对基础施工的影响。

4）基础施工质量问题是多样性的，受工程地质、水文地质、施工质量等多方面影响，处理质量问题应因地制宜，牢牢把握“安全、可靠、经济、可行”的原则。

【1】GB50021—2001岩土工程勘察规范[S].

【2】JGJ94—2008建筑桩基技术规范[S].

【3】GB50007—2011建筑地基设计规范[S].

【4】DB22/46—2004贵州建筑岩土工程技术规范[S].

Discussion on the TreatmentMethods of Retaining Wall Collapse in the Artificial Dig-hole Pile

WEIYong-an
(Designing and Survey Institute of Irrigationand Hydropower of Zunyi City,Zunyi 563002，China)

Throughtheengineeringpractice,thepaperexpoundsthepartialcollapseofholewallintheprocessoftheartificialdig-holepile construction,analysesitsformingreason,introducesasimpleand practical treatment measure,and hopesto supplysome

to deal withthesimilarengineeringproblems.

theartificialdig-holepile;collapseofholewall;treatmentmeasure

TU753.3

A

1007-9467（2016）07-0169-02

2016-02-19

韦永安（1976～），男（水族），贵州独山人，助理工程师，从事岩土工程勘察与设计研究，（电子信箱）65688289@qq.com。