谈在含水层中如何进行人工挖孔桩工作

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

　　摘要：人工挖孔桩由于具有施工简便，方便检查，对周边环境影响小等优点，近年来在工程中应用广泛。但挖孔桩在成孔过程中常需穿过含水层，孔壁透水会给成桩作业带来难度，不能发干作业成孔的优势。本文结合人工挖孔桩的施工工艺，在成孔过程中穿过含水土层，通过技术手段，采取引流堵水的方法解决孔壁透水，保证成桩质量,并通过案例进行说明分析，为人工挖孔桩在建筑施工中应用及推广提供了一定的参考。
　　关键词：人工挖孔桩控制方法工艺流程护壁施工含水层中施工工艺
　　随着现代建筑业的不断发展，近几年来，在很多地区，人工挖孔桩的施工技术得到了应用和发展。一方面是因为其单桩承载力高、结构传力明确、沉降量小、即可一桩一柱设置，另一方面，由于桩身质量可以预控，可直接检查桩身直径、垂直度和持力层情况，桩基质量可靠；而且桩基施工，不需要大型的机械设备，施工工艺操作简便，施工速度快，可多桩孔同时进行作业。人工挖孔桩施工场地需要小，噪声小，污染少，对环境影响少，且可增加桩的端承承压面积，从而提高桩的承载能力和抗压刚度，经济技术效果十分显著等优点。近年来在高层建筑中广泛应用。但是，人工挖孔桩成孔工艺存在劳动强度大、单桩施工速度慢，安全性较差等问题。在实际施工中，人工挖孔桩在成孔过程中常需穿过含水层，进入岩层。岩体中的裂隙也常是地下水流通的径道，孔壁透水不仅使得成孔过程增加施工难度，如混凝土现浇护壁难以成型，不得不采用预制混凝土或钢护套等，而且在浇筑桩身混凝土时易引起混凝土离析，桩身空洞，有时候不得不采用水下浇筑方法，增加施工成本，不能发挥干作业成孔的优点。经过施工现场的实践总结，结合人工挖孔桩成孔的施工技术，提出引流堵水的方法解决孔壁渗水的问题，使成孔质量得到控制，具有一定的技术经济效益。
　　一、人工挖孔桩工艺流程和操作要点介绍
　　1.作业条件：①根据当地的水文地质资料和设计文件制定切实可行的施工方案。②对于施工场地和邻近区域的进行资料和现场排查，对挖孔和抽水可能危及的邻近建筑物、边坡等应采取加固措施。③场地及四周应设置排水沟或集水井。④施工前应由单位技术负责人全面检查各项施工准备，逐级进行技术、安全交底和岗前教育，使安全措施和技术措施都得到落实。
　　2.工艺流程：技术交底→场地平整→测量放线定桩→孔口挖土→浇筑砼护井圈→挖第一节桩孔土方→护壁测标高和轴线→支模、插筋、浇筑护壁砼→安装垂直运输机具→照明→通风排水→挖第二节桩孔土方→清桩壁、校核垂直度直径→拆上节模板绑扎钢筋、支第二节模、灌护壁砼→重复第二节工序至设计深度→基底凿岩扩底验收→吊放钢筋笼→浇筑桩身砼→养护检测验收
　　3.施工控制方法
　　（1）挖孔方法：①当桩净距小于2倍桩径小于2.5m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5，孔深不宜大于40m。②挖土由人工从上到下逐层用稿和洛阳铲进行，遇坚硬土层用锤、钎或风镐进行破碎，挖土次序为先挖中间部分后周边，按设计桩直径加2倍护壁厚度控制截面，允许尺寸误差30㎜.每节的高度根据土质好坏、操作条件而定，一般以0.5～1.0m为宜。扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。③地下水采取随挖随处理。大量渗水时，应在一侧挖集水坑，用高扬程水泵将污水排出桩孔外。地下水位较高时，应先进行统一降水处理后，再进行开挖。④逐层往下循环作业，将桩孔挖至设计深度，清除虚土，检查土质情况，桩底应支承在设计所规定的持力层上。⑤遇到特别复杂的地质情况，必须认真探查,摸清孔内实际情况后在继续作业。
　　（2）护壁施工：①桩孔开挖前，在桩孔外缘3.0m以内抬高自然地面，高于周围0.3m，向外1%坡度，并备用彩条布覆盖，保证地表水不渗入桩孔内。桩孔周围用M5.0水泥砂浆、MU10机砖砌筑直径大于桩径100㎜，高0.3m的锁口墙，保证水不流入，同时防止地表块状物不慎坠入。②护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成，拆上节，支下节，循环周转使用，模板间用U形卡连接，或用螺栓连接，不另设支撑，以便浇筑混凝土和下一节挖土操作。③第一节井圈护壁应符合下列规定：井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20㎜；井圈顶面应比场地高出150-200㎜，壁厚比下面井壁厚度增加100-150㎜.④为了确保护壁施工质量，桩孔每开挖0.9m，做钢筋砼护壁，砼强度为c20，环向配4Ф8筋，纵向配Ф6@300，长度为1000㎜钢筋，使上段护壁纵向钢筋锚入下段护壁砼内，保证钢筋环环相扣不脱落。进行最后一段护壁时，纵向钢筋长度外露200㎜，便于下部桩身扩大头护壁的连接和加固。⑤为防止桩底扩大头施工时桩身孔壁塌方，采取500㎜一个扩高，该施工段内土方清理干净后，将预制好的上口径为桩身直径、竖向方向夹角与桩扩大端设计技术指标相同的圆台形钢筋置于其中，上口与桩身壁预留200㎜钢筋焊接，下口环向钢筋采用绑条焊接，用c20砼，浇筑护壁，桩孔形成。
　　二、含水层中人工挖孔桩施工工艺
　　当挖孔遇到含水层时，地下水不断流出，较难形成完好的现浇混凝土护壁，采用地下防渗墙和止水帷幕，大大增加施工成本，如地下水流向判断不准确，效果欠佳。若采用预制护壁，可能会造成截面尺寸不符合要求，四周压力不平衡时容易出现偏位，接口处亦难以堵水，实践表明这些方法效果不佳。
　　通过分析挖孔桩施工工艺，结合实践经验，采用如下导流堵水方案，方便简单。穿过含水层时，挖孔过程与非含水层相同；形成混凝土护壁过程之前，先在孔壁外预埋集水井，再装隔水模，导流管，然后装护壁模板，灌注护壁混凝土，达到拆模强度时拆除护壁模板进行下一段挖孔。如此循环，直至穿透含水层。
　　集水井的作用是汇集地下水，可采用PVC管或铁管；集水管与导流管的大小、数量可根据水量的大小而定；隔水模的作用是在灌注护壁混凝土过程中隔离地下水，不影响护壁混凝土灌注质量，一般采用铁皮制作。
　　待孔壁形成达到强度并穿透含水层后堵塞孔壁导流管，此时孔壁均已形成，地下水已没有可穿透的通道，达到了干孔作业的目的。
　　三、工程实际应用
　　某办公大楼，8层，框架结构，5000㎡.属新城开发工程。场地情况如下：1～8m杂填土；8～10m粉质粘土；10～12m强风化砂质泥岩；12～18m中风化砂质泥岩。场地静止地下水位埋深1.5m。场地原为山谷，由建筑垃圾、砂质泥岩和土填平。根据具体情况，设计为人工挖孔桩，持力层为中风化砂质泥岩。
　　人工挖孔桩施工挖至3m时地下水较大，按常规施工方法无法进行。采用本文提出的含水层中桩孔施工方法，顺利通过杂填土挖至中风化砂质泥岩层，堵塞孔壁导流管后实现了干孔作业，采用常规方法浇筑桩身混凝土，经桩基动测所有桩身混凝土质量均达到优良。
　　四、结束语
　　本文通过分析人工挖孔桩施工工艺，结合现场实践，采用导流堵水方案解决人工挖孔桩穿过含水层难以施工的问题，方便简单。相对降水孔、地下止水帷幕、地下防渗墙等措施而言，，节省造价，提高工效，质量得到保证，取得良好的效果。
　　参考文献：
　　【1】《建筑施工手册》中国建筑工业出版社
　　【2】《地基处理手册》中国建筑工业出版社
　　【3】《软土地下工程技术》华东理工大学出版社
　　【4】《岩土工程手册》中国建筑工业出版社
　　作者简介：卢嘉，男，出生于1977年6月，籍贯：浙江嘉兴，学历：本科，毕业院校：浙江大学，现有职称：工程师，现就职单位：浙江荣江建设工程有限公司。