浅谈人工挖孔桩在流沙层的施工措施

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【摘 要】 人工挖孔桩是近年来常用的一种多、高层结构桩基础形式，具有承载力高、施工机具简单、无噪声、无振动、施工进度快、造价低、能直接判断持力层地质状况等有优点。但当地层是粉土、粉质粘土或细沙组成，水量大时，人工成孔难度大，往往需要针对不同的流砂层采用不同的处理方法。

【关键词】 人工挖孔桩；流沙层；护壁；技术措施

【中图分类号】 TU751.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）01-013-02

1 工程概况

工程场地位于连云港市国际商务中央6号地块，东至海棠北路，南临连云港顺福大厦，西至金鼎湾小区东侧，北至金海国际大厦南侧规划道路。拟建面积38477m2，分主楼和裙房，其中主楼21层，高98.3米；裙房4层，高21.8米，设两层地下室。该工程由化学工业岩土工程有限公司和江苏省建筑设计研究院有限公司设计，拟建工程设计标高±0.000m 相当于绝对标高9.90m，地下室底板建筑顶标高一8.1m（相对±0.00标高，下同），底板厚0.5m，考虑10cm底板垫层后，基坑坑底标高一8.6m（绝对标高-1.3m）。场地现状地面平均标高约-7.90m（绝对标高2.00m），基坑开挖深度9m。基坑周长约300m，占地面积0.57公顷。呈60×100m矩形布置。

根据地质勘察报告，拟建场地基坑深度范围内地层自上而下依次为：①杂填土层：杂色，主要由建筑垃圾，中间夹杂有碎石，局部为黄褐色粉质粘土，平均层厚，1.7m。②粉质粘土层：褐黄色 ，含氧化铁斑点、条纹，稍有光滑，干强度中等，硬塑，局部可塑，平均层厚2.3m。③粉质粘土夹砂层：灰黄色，部分地段未粉砂，含少量锰铁质，局部含少量粒径5～10mm石英砾石，韧性中等，可塑，中等压缩性。平均层厚2.8m。④粗砂层：灰黄色，含锰铁质结核及石英砾石，偶夹粉质粘土薄层，局部为细砂或砾石，饱和，中密-密实，平均层厚1.4m。⑤强风化二长浅粒岩层：灰白色或灰绿色，平均层厚2.2m。

2 工程特点

需要采用多种施工工艺技术，施工工序交错进行。在基坑支护的施工中含有人工挖孔桩，900mm护壁人工挖孔桩施工工艺不能正常进行。土钉及土钉墙喷面，土方开挖等工程的多种施工工艺。施工环境相对复杂，周边建筑物较多，地处城市中心，对施工限制基坑开挖深度大，达9m，基坑周围高层建筑物较多。工程地质条件复杂，含有淤泥质粉砂层，锚索钻孔成孔比较困难，人工挖孔桩施工时可能会遇到流沙现象较多。

3 场地水文地质条件

水位埋深5～6m，主要存在于第二系粉质粘土夹砂层中，水量较大，为场地主要含水层。

4 流沙层施工技术措施

由于在人工挖孔桩施工过程中出现了流沙层大量流沙涌现现象，需要施工单位采取特殊处理方式进行处理。本文主要阐述人工挖孔瞄宛沙层施工的技术措施。

4.1 施工时必须对照地质报告，根据地下水流向和流砂厚度，采用合适的施工顺序，并间隔交替循环施工——总的施工原则是按先易后难依次进行，合理组织安排，在流砂层较薄地段先行施工，并采取对周围桩孔同时抽排水，以减少挖孔内的涌水量，形成环状或带状集水排水井，逐步疏干地下水。

4.2 当地下水量较小、流砂情况较轻时，有效的方法是缩短循环开挖深度（施工规范允许每节护壁的高度可减少到300～500mm），缩短孔壁暴露时间，增加孔径600～800mm。在挖孔的同时，用土袋逐渐堆筑孔壁，形成井孔的外壁，并保证桩孔尺寸满足设计要求，然后及时浇筑护壁混凝土。

4.3 当地下水量较大、砂层较厚（一般大于2m以上时），流砂情况严重时，应查明地下水的流向，在其上流区段24小时连续进行降水排水，让孔桩场地的地下水位形成一个整体下降的“水位漏斗”。其挖掘桩孔步骤和做法如下：

4.3.1 充分地做好施工准备和应急准备工作。

4.3.2 快速挖掘砂土层，挖掘时每节护壁的高度减少到300～500mm，增大孔径400～500mm，准备一些水泥、生石灰粉和掺适量砂、石的拌合物快速填实，使在井孔四周（增大的200～250mm孔壁范围）形成止水层，必要时可采用钢套筒（要求深入孔底200mm左右），钢套筒直径为工程桩直径加混凝土护壁厚度，钢套筒钢板厚度不少于4mm。同时将原设计混凝土护壁厚度增加100mm，以有效地提高施工安全性。做法可参见附图所示。

4.3.3 快速进行护壁模板支模施工，然后迅速进行护壁混凝土浇筑（宜在混凝土混合料中加入一定比例的速凝剂），并及时振捣密实。

4.3.4 在拌合物止水层（壁厚增大200～250mm范围）中，沿四周按间距100mm斜向打入φ16长等于3倍护壁高（300～500mm）的钢筋，起到支撑孔壁的作用，以防挖掘施工第二道混凝土护壁时坍孔。

5 砂层施工安全技术措施

5.1 进入现场的管理人员和工人，必须戴好安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋、打赤脚，严禁酒后作业。

5.2 施工机械和电气设备，不得带病运转和超负荷作业，各种机械转动部位必须有防护罩。

5.3 电机设备检修时，要先切断电源，挂工作牌，要有专人负责，严禁带电工作。

5.4 实行一机一闸制，配电板要设置铁壳开关箱并加锁，箱内禁止存放杂物，电线安装只能从箱的下方引入。

5.5 所有用电设备必须接零或接地安装触电保安器，箱内保护零线应分开引出，禁止在同一供电线路中一部分设备采用保护接零措施，而另一部分采用保护接地措施。

5.6 禁止用其他金属丝（片）代替熔断丝，熔断丝必须接用电器负荷量配备，禁止以大代小。

5.7 空压机、搅拌机要有专人开机，要经常检查各运转部位是否正常。

5.8 孔内挖土时，应有照明和通风设施，照明应采用12V低压防水灯，供电给井下用电设备的线路必须装漏电保护器，由于此次挖孔深度较浅，故不必通风，但需准备好以保证在急需通风时使用的通风设备。

5.9 孔口周围严格禁止堆放各种非施工用杂物及砖石土方，以免重物意外落入挖孔中。

5.10 工作人员上下井时必须使用合格的机械，井口支架必须牢固稳定，井口出土如要绞盘时，必须采用直径不小于16mm的坚韧麻绳或尼龙绳，结扣牢固，有安全制动和吊钩装置。

5.11 井口设置围栏，下井人员必须戴安全帽，系好安全带，挖好或暂停施工时孔口要用盖板盖好。

5.12 施工时井口必须保证有人，孔内的工作人员必须经常注意观察，检查孔内是否存在塌方、漏水、流砂、护壁损坏以及空气和水的污染的情况，同时注意观察周边建筑或器具的沉降，发现异常情况，应停止施工并通知甲方及施工方共同协商处理。

6 流沙层开挖时事故现场急救措施

6.1 中毒与缺氧窒息事故。现场必须配备1个氧气包，当井下出现险情时急用。当井孔内有异味或作业人员感到轻微不适时，井孔内作业人员应立即撤离井内，并报告现场负责人，对孔内进行气体检测，查明原因并采用有效措施（通风、换气、充氧等），使孔内空气达到合格后，方可恢复作业。

当发现井孔内因吸入有毒气体或缺氧窒息感到严重不适或晕倒时，井上监护人员应一面报警、一面加强孔内通风，如遇停电或机械故障而无法进行机械通风时，要用高压自来水向井孔适量喷水，起到补充新鲜空气的效果。同时应迅速用专用吊笼或快速拉提安全绳，将井内人员转移到地面通风良好处，仰卧地面，严重者立即进行人工呼吸，组织现场急救，必要时迅速转移医院抢救。

6.2 坍塌与地下水，流沙事故。井孔内作业人员如发现孔内出现坍塌和地下水，流沙等不良预兆时，应立即停止作业迅速撤离井内，并报告工地负责人，经采取措施妥善处理后，方可恢复作业。当孔内突然出现坍塌与地下水、流沙时，井上作业人员应迅速提起安全绳，将井孔内人员迅速转移到地面。

6.3 触电事故。施工现场一旦发现触电，首先应采取措施，使触电者尽快脱离电源。对于低压触电，一般可采用以下方法：

关闭开关，拔出插销或用有绝缘柄的电工钳剪断电线，断开电源。

用干木板等绝缘物插入触电者身下，以隔断电流。当电线搭在触电者身上或被压在身下时，可用干燥衣服手套、绳索，木板、木棒等绝缘物为工具，撬开触电者或挑开电线，从而使触者脱离电源。

7 结束语

人工挖孔桩是工程中常用的一种桩基础形式，但常常会受到地质条件和自然环境的制约。在人工挖孔施工中，遇到淤泥、流沙层较厚，地下水极为丰富时，很容易涌砂塌孔，施工进度缓慢或根本无法成孔。在工程实践中，积累了一些经验，处理了一些特殊的问题，取得了良好的效果。所以在地基基础施工时，须因地制宜的灵活处理，应重视把握每一个环节，也需要在工程实践中大胆尝试。