超深人工挖孔樁工程施工工藝

工挖孔樁具有施工工藝簡單、施工過程直觀、工程質(zhì)量較鉆孔樁易于控制等特點(diǎn)，因而大直徑樁（墩）施工中為首選施工工藝，但在目前工程實(shí)踐中，主要在地下水位以上，孔深不大的情況下，才采用人工挖孔樁。我們認(rèn)為這主要是受技術(shù)措施、施工工藝及人們觀念的影響。在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94棗94中，關(guān)于人工挖孔樁的一般規(guī)定為：人工挖孔樁在地下水位較高，特別是有承壓水的砂土層、滯水層厚度較大的高壓縮性淤泥層和流塑淤泥質(zhì)土層中施工時(shí)，必須有可靠的技術(shù)措施和安全措施。突破了原來認(rèn)為地下水位高就不宜做挖孔樁的舊觀念。但JGJ94規(guī)范上也規(guī)定了挖孔樁孔深不宜大于40

m。通過多年工程實(shí)踐，我們認(rèn)為只要采取適宜可靠的技術(shù)及安全措施，挖孔樁的應(yīng)用范圍就會(huì)大為拓展，同時(shí)深度規(guī)定也可適當(dāng)放寬，不必拘泥于規(guī)范中不宜大于40

m的規(guī)定。在山東博萊高速公路某特大橋2號(hào)橋墩樁基工程中，在距河流不足20

m遠(yuǎn)的工程場(chǎng)地上，我們進(jìn)行了50

m超深挖人工挖孔樁施工，為國內(nèi)罕見，現(xiàn)將施工過程及技術(shù)措施整理成文，與大家共同探討，以期共同提高人工挖孔樁施工技術(shù)水平。

1

工程概況1.1該工程場(chǎng)區(qū)位于魯中山區(qū)北部，橋兩端為山坡，2號(hào)橋墩位于山谷間，場(chǎng)地南側(cè)有一季節(jié)性小河，施工期在8月-10月間，水量較大。場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水埋藏較深，地質(zhì)鉆探未見地下水，雨季水量更大。2號(hào)橋墩下共設(shè)計(jì)φ1800

mm大直徑嵌巖樁20支，設(shè)計(jì)有效樁長不小于40

m，并要求樁端嵌于同一風(fēng)化巖3.6

m，樁頂標(biāo)高位于地面一下-5.0

m。實(shí)際成孔深度46

m-51

m不等，共有兩支樁深度超過50

m。

1.2

場(chǎng)地地質(zhì)條件,

場(chǎng)地內(nèi)地層大致分為以下幾層：①填筑層：層底深度1.5

m，下部為碎石，松散。②碎石土：碎石分為花崗巖、粘土、粗砂碎石混雜，碎石粒徑為5-10

cm，含量約30%，層底深17-18

m，部分層底深9.2

m，層厚7.7

m-18

m。③白云巖：褐色、堅(jiān)硬、弱風(fēng)化-未風(fēng)化，層底深度15.80

m-19.30

m，層厚2.5-7

m。

④充填物：屬溶洞填充或溝谷堆積碎石土，碎石為花崗巖，含量50%，塊徑5-10

m。⑤石灰?guī)r：灰色，條帶狀構(gòu)造，間有紫色竹葉狀灰?guī)r，堅(jiān)硬、質(zhì)脆。部分層段為空洞或溶洞填充物。.1.3

地質(zhì)構(gòu)造：場(chǎng)區(qū)以西約1km處，有一條正南北走向的樂曈

-姚家峪大斷裂，東盤下降，蓋層在斷裂帶附近，傾角較大，近直立，地層呈單斜構(gòu)造產(chǎn)出，巖層總體走向SN，傾向E，地層產(chǎn)狀較陡，傾角45°-65°。場(chǎng)區(qū)內(nèi)巖溶裂隙較發(fā)育，橋位區(qū)內(nèi)共有12條裂隙，2條小斷裂，并多處溶洞，溶洞最大發(fā)育深度41.6

m。2.1

護(hù)壁設(shè)計(jì)：因工程地質(zhì)條件十分復(fù)雜，且有上層滯水及鄰近河流水影響，決定采用分段現(xiàn)澆鋼筋混凝土護(hù)壁。護(hù)壁按其受力狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由受力大處即地下最深段護(hù)壁所承受的土壓力及地下水側(cè)壓力確定其護(hù)壁厚度，施工過程中地面不均勻堆載影響可不考慮。根據(jù)計(jì)算及本工程實(shí)際情況，最后采用分節(jié)現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁，每節(jié)護(hù)壁高度1

m，混凝土強(qiáng)度C25，每節(jié)護(hù)壁上口壁厚150

mm，下口壁厚100

mm，配筋采用ф8@300方格網(wǎng)狀布置，孔深20

m以下為ф8@200方格網(wǎng)布置，上下護(hù)壁須搭接50

mm，鋼筋預(yù)留150

mm并彎鉤與下節(jié)護(hù)壁聯(lián)結(jié)。開孔第一節(jié)護(hù)壁須施工混凝土托盤。樁孔經(jīng)放線定位，并驗(yàn)收無誤后，在孔口砌300

mm高、內(nèi)徑ф2100

mm磚模，實(shí)際開孔直徑ф2100

mm，挖深700

mm采用組裝式圓臺(tái)形鋼模板，澆筑第一節(jié)護(hù)壁及托盤，以后每挖深1

m澆筑一節(jié)護(hù)壁（如圖2）。每節(jié)護(hù)壁混凝土需養(yǎng)護(hù)24

h后拆模，每澆注一節(jié)護(hù)壁混凝土前須校驗(yàn)鋼模板位置，檢查垂直度、圓度，并固定好鋼模板后方可澆注混凝土。澆注混凝土?xí)r需用細(xì)鋼筋搗固，并用手錘自下而上振動(dòng)每塊模板，以確保混凝土密實(shí)，特別是兩節(jié)護(hù)壁搭接部分更需仔細(xì)振搗。采用風(fēng)鎬、扁鏟

等工具人工挖掘松散土層及碎石層，孔口搭設(shè)三腳架，電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行垂直運(yùn)輸提升土渣。用于人員上下時(shí)需加設(shè)安全帶。土渣清運(yùn)出場(chǎng)，孔口嚴(yán)禁放碎石。

鉆鑿巖層用風(fēng)鉆打炮眼，炮眼沿端面呈梅花狀布置，采用防水炸藥，由專業(yè)爆破人員根據(jù)計(jì)算需要裝填藥量。采取淺眼松動(dòng)爆破，一次爆破深度0.5

m左右。起爆采用微差爆破法，以提高單次爆破量，并確?？妆诓皇軗p傷。

爆破每日定時(shí)分早中晚三次統(tǒng)一進(jìn)行，以利于疏散孔內(nèi)及地面人員，以保證安全。爆破時(shí)孔口覆以炮被，以防碎石飛出。爆破后先用鼓風(fēng)機(jī)向孔內(nèi)通風(fēng)，吹凈巖粉及煙霧后方可下人清渣。由于地質(zhì)條件十分復(fù)雜，場(chǎng)地內(nèi)溶洞十分發(fā)育，往往是一層石灰?guī)r頂板，下面或是巖溶空洞或有充填物，因此每一作業(yè)斷面需用風(fēng)鉆打深度1

m以上的探孔以探察以下巖石是否存在巖溶及臨空面，如有，需調(diào)整爆破方案予以清除，以保證作業(yè)人員安全。

采用以上方法連續(xù)掘進(jìn)，每進(jìn)尺1

m，做鋼筋混凝土護(hù)壁一道，直至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高，進(jìn)行孔底清渣，排除松散巖渣，淤泥等雜物，并對(duì)孔底巖層用風(fēng)鉆打探孔，探查樁底巖層完整性。

3

施工期間意外情況及處理措施!

1.人工挖孔掘進(jìn)時(shí)，特別是地面以下10

m深度范圍內(nèi)填筑土及碎石土特別松散，極易坍塌，往往挖深不足1

m時(shí)孔壁坍塌已十分嚴(yán)重，針對(duì)這種情況，我們及時(shí)調(diào)整，采用每掘進(jìn)0.5

m即做護(hù)壁一道，避免孔壁嚴(yán)重坍塌，度過這一松散石層再恢復(fù)正常做法。

2.掘進(jìn)至巖溶充填物時(shí)，遇滯水層，又逢幾天大雨，旁邊河水猛漲，孔壁滲水嚴(yán)重，采取以下措施：孔底用泵抽水，深度較大時(shí)，在半空中吊一水桶，用兩臺(tái)水泵接力的辦法以排除孔內(nèi)積水，同時(shí)在護(hù)壁混凝土攪拌過程中填加適量水玻璃，以達(dá)到護(hù)壁止水的效果。

3.掘進(jìn)過程中經(jīng)常遇到大溶洞，無法澆筑護(hù)壁混凝土?xí)r，采取的措施是在溶洞內(nèi)砌筑一道24磚墻作外模，并將所挖出土渣填筑在墻后以鞏固外模，防止?jié)沧⒒炷習(xí)r坍塌，再支護(hù)壁內(nèi)模板，澆注混凝土完成護(hù)壁。采用上述方法，我們順利完成了這20支超深樁孔施工，并順利通過驗(yàn)收澆注混凝土成樁，經(jīng)山東省交通工程監(jiān)測(cè)中心監(jiān)測(cè)工程質(zhì)量優(yōu)秀。與鉆孔樁相比，本工程采用人工挖孔樁具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.工期短。因受工作面限制，如采用鉆孔樁只能上三臺(tái)沖擊反循環(huán)鉆機(jī)，工期需六個(gè)月，人工挖孔樁工期三個(gè)月。

2.質(zhì)量好。因本工程地址條件極為復(fù)雜，鉆機(jī)成孔過程中極易發(fā)生卡鉆，埋鉆等孔內(nèi)事故。人工挖孔樁工藝流程直觀，質(zhì)量易于控制，對(duì)孔內(nèi)巖溶發(fā)育可采用有效措施處理，不留工程隱患。3.造價(jià)低。經(jīng)比較鉆機(jī)成孔比人工挖孔工程造價(jià)高30%。

綜觀本工程，并結(jié)合近年來其他人工挖孔樁工程，我們?cè)谕诳讟豆こ讨锌偨Y(jié)出以下幾條經(jīng)驗(yàn)：

1.首先要研究工程地質(zhì)條件，選用合適的護(hù)壁措施。在地下水位以上，孔壁穩(wěn)定性好也可不護(hù)壁。護(hù)壁措施可根據(jù)地質(zhì)情況采用磚護(hù)壁或鋼筋混凝土護(hù)壁。

2.挖孔樁必須有安全可靠的技術(shù)措施和安全措施，對(duì)施工用機(jī)械、孔口通風(fēng)、孔內(nèi)照明等設(shè)備機(jī)具，需嚴(yán)格遵守《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JG94-94和《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)安全用電技術(shù)規(guī)范》JGJ46的規(guī)定。