特殊地层人工挖孔桩施工技术

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摘要：本文介绍了内邓高速公路螺蛳河中桥人工挖孔桩基础，通过粗砂地质条件下的施工工艺，使之既能保证桩基施工质量和桥梁总体进度要求，特别是在狭窄的施工现场更能显示其特殊的优越性，有利于缩短整个工期，减少环境污染，又能保证施工安全，节约工程成本。

关键词：挖孔桩；涌砂；桩基；处理

Abstract: this paper introduces deng highway within spiral lions river tin artificial dig-hole pile foundation, through the coarse sand geological conditions of the construction process, make it can not only ensure the quality of pile foundation construction and bridge overall schedule requirements, especially in the narrow construction site is more can show its special superiority, and shorten the construction period, reduce the pollution of the environment, and to ensure construction safety, saving the cost of engineering.

Key words: dig-hole pile; Chung sand; Pile foundation; To deal with

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1．引言

人工挖孔桩具有单桩承载力高、可多桩同时施工、作业面积大、工期短、对场地要求不高、施工工艺简单等特点而被广泛应用于多种建筑施工。但人工挖孔桩也有一定的局限性，施工难度增大，在地下水比较丰富或地质条件差的情况下，如处理不当，就会发生工程质量事故、安全事故，从而引发各种问题，延误工期，甚至会危及桩孔内工人的生命安全，但若能够结合冲击钻进技术，在场内的特殊区域上部土体使用人工挖空，遇不良地质条件采用冲击钻进的施工方法，就可以弥补这两种方法各自的不足，提高工作效率，顺利解决施工中出现的各种问题。本人就螺蛳河中桥人工挖孔桩遇地下水较丰富及粗砂段地层所采取的施工方法进行阐述，以后若遇类似问题可以作为借鉴。

2．工程概况

内乡至邓州高速公路莲花枢纽互通式立交螺蛳河1#桥（HSK65+624）和螺蛳河2#桥（HSK66+461.250），共40根桩基（桩径均为1.2m）原计划采用钻孔成孔，但由于两桥均紧邻河道，地形复杂，若采用钻孔成孔，必须填河、平整场地以使钻机就位，而且还要准备场地做泥浆池，这样就牵扯到土地的征用、复耕等地方问题。综合考虑，采用对场地要求低的人工挖孔方式较为合适。人工挖孔桩采用钢筋混凝土护壁，桩长20m∼24m，在挖到3.0m左右位置时，出现大量地下涌水、流砂现象。

地质情况地质情况为（从上到下）：亚粘土（3m），粗砂（3.3m），强风化泥岩（1m），再往下为弱风化泥岩。目前在已施工的桩基工程中，实际流砂层比地质报告超深1.0m出现，实际厚度扦探后超过4.3m，根据地质报告所查明的流砂和涌水地层，本工程场内含粗砂，加之地下水位较高，水量丰富，开挖时极易坍塌，再加之孔内抽水，导致水流砂涌，会使井下造成空洞，不但给施工护壁时带来极大难度而且危及施工人员安全。因此，降水和堵砂将是施工中最突出的两大难点，根据本工程的实际情况，有针对性的采取流砂、涌水专项施工处理方案。

3．人工挖孔桩的适用情况

人工挖孔桩一般适用于下面几种情况：（1）浅基础处理，一般粘土层及较薄的砂、杂填土、卵石层中施工；（2）狭窄地区等受到限制的建筑场地地基处理中施工；（3）松散的厚填土层（3m以上）及砖块、砂浆砌成或石灰、碎石、砂组成的旧墙基础配合机械钻进成孔施工；（4）设计桩径较大或承载力要求较高需要进行扩底的施工。不宜用于富含地下水、流砂层中施工，在地下水的涌水量多且难以抽水的地层或有连续的软弱土层中人工挖孔桩施工较为困难，但由于环境的限制和其它因素的影响，设计时经常出现此类地质情况下的人工挖孔桩。

合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对降低施工难度可以起到重要作用，具体问题具体分析，根据实际情况合理安排。在可能的条件下，先施工较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深，难度相对愈大，较浅的桩孔施工后，对上部土层可以起到稳定和加固的作用，可以减少深孔施工时的压力。

4．施工方法

4.1 减少河流内水渗入桩基内

沿螺狮河在河床底部铺设一层塑料布，从沪陕高速北侧加宽桥以外3m至南侧加宽范围以外3m，北侧压在施工便道跨河埋设的水泥管底部，以防止地下水渗入桩基内。

4.2采用群井施工分流

若地下水不太丰富的情况，首先考虑在孔内开挖一个平面尺寸较小的积水坑，用电动抽水机将积水抽排，经由场内排水系排至场外。本工程地下水较丰富，不适用上述方法，故采用群井施工分流的方法降低地下水位。群井施工分流是指在成孔阶段分片集中施工，保持各相邻孔掘进深度大致相当，群井抽水，减少单桩井的涌水量，从而减小动水压力。螺蛳河中桥共40根桩基，平均分布在河两侧，施工时，组织人员先集中施工河流一侧的桩基，然后再施工另一侧，效果较明显。

4.3 减小对砂体的扰动

减小对砂体的扰动关键要做好两项工作：一是正确的护壁方法，二是“快”字。

正常地层下施工，每次可掘进一米，然后装模护壁，用钢筋砼护壁即可，而在流砂层中，将护壁高度缩短为0.5m（护壁示意如图1）挖掘前在孔壁外侧打入L＝2.0m，Φ16＠480mm的超前钢筋锚杆，锚杆打入时按5°～10°的外插角插打，锚杆安装完成后开挖，边开挖边往锚杆内侧塞编织袋、草把，阻挡粗砾随水流入孔内，减少对护壁外砂体的扰动。开挖至距离上层护壁500mm时，绑扎L＝1.1m，Φ12＠160mm纵向钢筋和L＝4.4m，Φ10＠200mm的横向钢筋形成圆形钢筋网片（护壁钢筋布置图见2），安装护壁模板，吊线检查合格后浇注厚度20cm早强或C35高标号混凝土，护壁砼强度达到5Mpa后进行下一板的施工。为了加快施工进度，每根桩基配备四套50cm护壁模板，以减少等待砼到达强度拆模的时间。

在“快”字上下功夫，要想快，则要求工人经验丰富、动作熟练、准确，护壁材料事先准备充分，在最短的时间内完成0.5m的掘进、护壁工作，然后停止抽水，尽量减少对砂体的扰动，流砂层内施工必须一鼓作气，快速突破，最忌打打停停和返工。

4.4 充足的施工机具、物资准备

工地重新购买配备20台高频离心式水泵，更换掉原有小功率潜水泵，同时将预备足够500mm高钢板模板、φ10∼φ16长1100mm∼4400mm不等的钢筋、稻草及鼓风机等施工用具和物资，以保障工程顺利进行。

图1护壁示意图

图21.2m人工挖孔桩护壁钢筋布置图

4.5施工中安全控制重点及应对措施

在进行人工挖孔桩施工时，首先应做好孔口围护措施。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）规定，井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。利用吊桶运土时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人，电动葫芦运土应检验其安全起吊能力后方可投入运行。施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。

地下特殊地层中往往含有CO、H2S、SO2或其它有毒气体，人工挖孔桩深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体的检测。必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少于25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。在施工过程中，还应随时检查空气中的含氧量，防止出现施工人员缺氧窒息事故。

5．结束语群井施工分流和超前钢筋砼护壁联合方案，虽然在该工程得到成功应用，按预定工期完成，施工造价也控制在预算范围内，但它不是人工挖孔桩处理涌砂、涌水的唯一方案，必须依靠水文地质资料和周围环境情况，认真进行深入细致地分析论证和设计，方可得出合理、可行的人工挖成孔施工技术方案和措施。

参考文献

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