岩溶地区人工挖孔桩施工研究及处理措施

作者：郭贝

来源：《城市建设理论研究》2013年第05期

摘要：通过涞水冀东水泥有限责任公司的桩基工程，分析了挖孔桩施工工艺，并重点对地下水、岩溶地区采用人工挖孔桩工艺进行了研究，指出了溶洞处理及质量控制措施。 关键词：人工挖孔桩、地下水、溶洞。 中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号： 0引言

人工挖孔樁作为早期的岩土地基处理措施，发展至今，仍然被一些大型项目作为首要选择的施工措施，本文通过涞水冀东水泥有限责任公司日产4000吨新型干法水泥生产线（配套9MW纯低温余热电站）工程桩基中采用的人工挖孔施工工艺，主要对该桩基工程成孔施工技术工艺及处理措施进行相应的探讨。 1工程概况

涞水冀东水泥有限责任公司日产4000吨新型干法水泥生产线桩基工程，我公司共完成人工挖孔灌注桩167根。如下表所示：

2工程地质及水文地质条件

该工程施工场地地层为人工填积（ Qml）层、植物 (Qpd)层、第四系全新统冲积+洪积（Qpl+ al ）层、第四系残积(Qel)层、侏罗纪（J）花岗岩、奥陶系(O)灰岩层，经过前期导前钻勘查施工地区能满足施工技术需要。

场地内地下水主要为上部滞水和基岩裂隙水两种类型。场地内地下水补给来源主要为大气降水、地表水渗入和地下迳流补给。测得地下水位在 8.50m-12.00m之间。 3施工工艺及注意事项

人工挖孔桩采取干作业成孔施工，采用护壁下挖循环的方法进行。其施工方便、速度快、不需要大型机械设备，比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比机械钻孔节省,在公路、民用建筑中得到广泛应用。 3.1成孔

对施工作业区进行清理、放线，布置控制网，采取十字交叉进行桩位测放与垂直度纠正，将中心标注在井口护壁上。

对于一般土层采用钎、镐等简易工具进行挖土作业；遇到较硬的卵石、强风化地层采用风镐作业；对于中风化岩石层采取爆破专项措施进行挖掘处理。一般以1.0m为一施工段，溶洞段、坍塌段以0.5m为一施工段，对于挖进特别困难的特殊地层采取缩小施工段，以20cm～30cm为一施工段进行作业。（挖孔示意如图1所示）

3）对于孔底扩大头施工应注意保证孔壁完整不塌落，及时进行通风。孔底沉渣及时清理外运，成孔后及时进行钢筋笼灌注施工，若桩孔放置过久，及时对扩大头进行清渣处理。 3.2钢筋笼安装

1）该工程采用大厂钢材，严格按图纸进行加工制作，取样复验，制作安装都经过监理工程师签字认可，保证钢筋笼在制作质量优良。

2）对已经终孔的桩孔，安放钢筋笼前进行二次清孔，保证孔底沉渣符合要求。对钢筋笼下放，采用双吊钩放置，采用吊钩1吊笼身，吊钩2吊笼头的方式，防止钢筋笼因受力不均匀而导致笼体损坏。（吊放钢筋笼如图2所示）。 图1 图2

笼体下放时，进行焊接混凝土保护层钢件，保证钢筋笼置于桩孔中心位置，同时对于双节钢筋笼的桩孔下放时，应保证搭接焊接长度在15d以上，焊接处不得虚焊，漏焊或焊接不完整。监理工程师或业主签字确认后进行下道工序，吊车必须有调度人员指挥作业，保证连续起吊，同步作业，下放完毕后，需技术人员对钢筋笼标高进行控制调整，保证灌注前笼体安置完毕。

3.3桩孔灌注

1）施工前对导管进行严格清理，然后试拼连接并做好压水试验，保证导管密封度良好。导管放置距孔底30～50cm为宜，不得高于此高度。灌注提管时，埋管一般为2～6m为宜，不得将导管拔出混凝土面，不能灌注过多再进行提管操作，以防混凝土压管而引起事故发生。 2）灌注作业采取一次性连续浇筑，浇筑前进行塌落度试验，混凝土量达到灌注放量后才可进行浇筑作业，不得超过30min，防止发生断桩，灌注混凝土应留置混凝土试块，并及时送检。

3）对灌注完毕的桩孔，应及时将桩顶土进行压实回填，防止发生安全事故，如因其他原因暂不能回填，应该加盖防护盖，并加醒目提示牌，保证施工安全。 4遇到的问题及处理措施 4.1对于遇到的地下水处理措施

该工程孔深一般都在25～30m，地下静水位在10m处，还存在大量裂隙发育，一方面导致了孔内积水较多，影响挖孔速度；另一方面由于孔壁不断渗水，严重影响混凝土护壁的质量，对施工人员的人身安全存在隐患。对积水的桩孔采取处理措施如下：（1）对于挖孔过程中孔内积水问题，采取了三种处理措施，第一种在桩孔内先开挖较深的集水坑，利用小型抽水泵将积水排到孔外；第二种措施就是利用相邻已经开挖较深的桩孔进行同时抽水，来缓解开挖较浅桩孔的积水程度，从而减少因积水而造成开挖的难度。第三种措施是采取分段分区施工方法，对于出水量大的孔先进行抽水的同时对四周孔进行施工，当大出水量孔内水量变小时，再进行开挖施工。（2）对于孔壁渗水影响混凝土护壁质量的问题，采取在拌制护壁混凝土时，添加速凝剂和早强剂，以减少初凝时间和增加混凝土早期强度；另外在浇筑护壁混凝土时，采用预埋管的方式，将孔壁渗水进行导流，以减少渗水对混凝土强度的影响。 4.2对于遇到的溶洞处理措施

该工程存在奥陶系灰岩发育较多，导致挖孔过程中遇到了数量较多溶洞，这些溶洞面积不大，但具有数量多、分布广、埋藏深的特点，溶洞内的填充物（填充物均为粘土含碎石，碎石含量30%，粒径2～10cm）并且由于受地下水的寝泡，土质已经混合为流塑状态，尤其影响了挖孔护壁施工，当挖下一节桩时，流塑的土质会从上一节的桩周流入孔内，造成护壁后形成空壳，存在很大的安全隐患，给人工挖孔施工带来很大难度。采取处理措施如下：（1）对于溶洞段护壁，在溶洞口竖向插一排Φ16钢筋，对于纵向较深的溶洞，沿其纵深方向插一定数量的“L”型Φ16钢筋，与洞口钢筋绑扎在一起，以阻挡溶洞内填充物落入孔内，护壁高度由原来的1m改为0.5m，钢筋绑扎完毕后，立即进行护壁的浇筑工作。（2）清理干净护壁空隙内的溶洞填充物，加入部分碎石物，调小混凝土塌落度，并对护壁模板进行加工使底板成内扣式连接，同时对存在的空隙水进行用引流，缩短护壁高度，提高护壁质量，保证施工安全。

5结语

结合本文涞水冀东水泥公司的桩基工程实际施工操作发现因存在地下水、溶洞发育，对于人工挖孔桩基造成施工上的难题，通过采用其中的各项处理措施处理，提高了施工进度，保证了工程质量，对甲乙双方都是共赢，经过桩基检测后，工程质量合格，也为类似地质条件的地区提供参考借鉴。

参考文献 ：

[1] JGJ94—2008，建筑桩基技术规范[s]．

[2] 沈保汉．桩基与深基坑支护技术进展．北京知识出版社，2006(10). [3] 毛鹤琴．土木工程施工.武汉，武汉理工大学出版社，2004：100—124．

作者简介：郭贝（1985-）男，华北有色工程勘察院有限公司 ，勘查技术与工程专业，职务：技术人员，研究方向：勘查技术和岩土工程