人工挖孔桩技术在地质施工中应用探究

2019-01-24罗恒

建材与装饰 2018年49期

罗恒

（中盐勘察设计院有限公司湖南长沙 410014）

引言

人工挖孔桩就是用人工挖掘的方式形成孔洞，然后再孔中放入钢筋等，最后进行混凝土的灌注，形成一个起支撑作用的桩基。人工挖孔桩技术在施工过程中占地比较小，用到的设备比较少，施工操作较简单，这就降低了工程的成本，此方法还可以进行平行作业，这就缩短了工期，同时还能对地质情况有个直观的确认，所以在地下水位比较深的土质、岩石地质与砂砾地质适合采用人孔挖孔桩技术。现在高层建筑发展越来越快，人工挖孔桩技术就应用的很广泛，尤其在狭窄的场地施工的时候，此技术的优点更能凸显出来。

随着社会的不断发展，城镇人口越来越多，城市化的进程也越来越快，土地资源就变得越来越紧张。为了使农用土地得到基本的保障，建筑用地有时就会用到地质和地形条件很复杂的土地，特别是在河滩、江河海边等地方的建筑物随着社会的发展越来越多。这就在人工挖孔桩时遇到很多问题，因此要对此技术进行研究探讨，制定一些技术措施，使施工的质量和安全得到保障。

1 地质因素对人工挖孔桩施工的影响

1.1 地下水

挖孔桩的施工质量与安全受地下水的影响。因为有时候在施工过程中会破坏水层的平衡条件，桩孔附近的水就会灌到孔里面，造成孔壁坍塌、护壁裂开、井涌等质量安全问题的出现，特别是在具有动态水压的土质中施工，因为水压冲击的作用使混凝土的护壁被穿透，假如在细砂土质下施工时，流砂与井漏的问题就更加容易出现，就会增加施工的难度。

1.2 流砂

形成流砂的原由非常多，地下水的动力原由和地下土质自身的特性是形成流砂的主要原因。施工过程中出现的流砂问题包括粉土流砂与石层细小颗粒造成的管涌。流砂问题产生以后，施工难度就会增加，挖孔施工的人员没有良好的工作环境，土体一边挖一边冒出，这就经常使护壁产生倾斜和塌落，严重的还会使桩孔塌方，使施工的质量严重下降，附近的建筑物也会受到影响，在使用时会不安全。

1.3 淤泥

淤泥的含水量比较高，因此流动性就比较强、强度比较低，稳定的状态很容易被破坏。当施工碰到这种淤泥土质的时候，护壁外围就非常容易产生塌孔的情况。

2 施工前的技术准备工作

（1）当施工正式开始之前，工程的资料要整备详细完整。例如：建筑物所在场地的地质特征与地下水位的详细资料；桩基施工的图纸；施工地的地上和地下的管线资料；施工机械和配套设施的性能资料；专项的施工方案的审查报告；施工所用的建筑材料的质检报告。

（2）在人工挖孔桩进行之前，质量的管理措施也要详细制定。桩位、水电线路、编号等要在施工图纸上明确标注；施工的工序也要制定好检查程序；做好预对不良天气的施工措施。

（3）施工时的人身安全非常重要，所以安全措施一定要制定详细。应急爬梯应该在孔内设置以便人员进出；安全帽在施工时必须要佩戴；吊笼等设备要安装保险装置；优良的通风设备也必须具备；要及时运离挖出的土，严禁把土方堆放在孔的附近，车辆以及其它设备的运行不能对井壁造成破坏。

3 孔内降排水措施

（1）当地下水的量不是很大的时候，可以用潜水泵进行排水。如果地下水比较多的时候，可以多个桩基同时进行抽水来减少地下水。边抽边挖，同时进行检查和浇筑混凝土的护壁。

（2）如果人工挖孔桩比较浅时，就可以在场地附近安置井点进行排水。

（3）假如挖掘在地下水中进行时，集水坑应该在桩孔中提前挖掘，在集水坑中放置潜水泵进行抽水，等水位降低后就进行外孔。如果场地的土质不好，抽水应该昼夜不间断的进行，这样才能让水位保持一个稳定状态，也就防止了水位反复的变化造成土层塌方。

（4）假如地下水非常多时，有水泵进行抽水挖孔也不容易，交替循环施工的措施就比较适合这种状况，附近的桩孔同时进行抽水，从而使开挖孔的水位降低。如果桩孔设计的比较深，地下水大量的抽离可能造成地面下沉，周边的建筑的安全也会受到影响，这时就应该使用井边预注浆的方法来预防这种情况的出现。

4 人工挖孔桩施工的护壁技术

4.1 钢筋混凝土护壁

（1）钢筋混凝土式的护壁多为平直状与锯齿形态，在施工的时候应该进行分段，地质环境不同就要使用不同的形式和厚度，具体情况见表1。

表1 不同条件下的护壁做法

（2）当在一般土质下进行施工时，护壁的混凝土凝结到一定程度以后才能对模板进行拆除，施工才可以继续进行，如此反复。

（3）如果施工过程中碰到流砂土层，应该沿着孔壁周围按照合理的间距设置比护壁高3倍的长钢筋，从而支撑护壁，保证在支下段模的时候不会产生塌方。流沙层护壁示意图见图1。

图1 流沙层护壁示意图

（4）如果在淤泥层的地质中施工，护壁应该先浇筑，然后中间的土再进行挖掘，边挖边建模，护壁的尺寸要控制好，桩孔的设计标准要达到。

4.2 钢护筒护壁

（1）钢护筒护壁可以增加护筒接头位置的稳定性以及密封性。当在孔内进行挖掘时，为了防止出现护壁下沉，造成人员伤亡，施工人员的手脚严禁出现在护壁下方。在卵砾层进行施工时，钢护筒可以分节进行打入从而使施工更加容易。静力压入与振动打入是主要的两种方法。

（2）在流砂层的应用

当粉细砂层不大时，钢护筒护壁效果较好，钢护筒的壁厚通常是2到5mm。钢护筒不应该分节过多，分节装入孔内之前要先进行预装，防止意外情况的发生。如果使用静力压入的方法压入流砂层中，要注意护筒接头处的止水。

（3）在淤泥层的应用

在使用振动法的时候，振动锤和钢护筒要选择的合理，现场的土质来决定振动锤的类型。钢护筒应该连续下沉，直到到达指定位置，不能在护筒沉入一部分时挖土，这样容易打破护壁的内外的稳定性。

在使用静力压入的方法的时候，现场的土质情况要提前搞清楚。要参考桩的尺寸、护筒的重量以及压入的深度等原因来挑选合适的静压装置，从而顺利使护筒压到设计的深度。在操作过程中，桩的轴心受到的压力要特别注意，如果出现偏差要立即进行调整。快到达硬土层的时候，不能过早的停止压入，这样会产生压不下或者护筒不到位的问题。

5 桩身混凝土的浇筑

工程中所使用的混凝土要符合浇筑桩身的设计要求，要使用均匀性良好、密实的混凝土，但是孔内的积水会使混凝土的密实性下降。所以要防止孔壁漏水、渗水等问题的出现。假如桩身浇筑的时间比价长，混凝土的质量就会受到严重影响，桩身的强度就有很大可能达不到设计的要求，所以可以用防水的材料对渗漏位置进行封闭。为了使混凝土浇筑的桩身到达标准，可以使用分层浇筑和用串流筒进行下料的方法。要掌握好浇灌的速度，尽快在较短的时间内完成混凝土的浇灌，尤其是地下水有压力的时候，要在最短的时间内把足够量的混凝土浇灌到孔内，用混凝土自己所具的重量防止水流的透入。