高水位流砂地质层大直径挖孔灌注桩施工技术

【摘要】本文主要介绍了挖掘程序及工艺流程，分析了流砂地层下挖孔桩施工要注意的问题以及施工中的技术处理方法，介绍了施工的技术及其质量控制。

【关键词】高水位，流砂地质层，大直径挖孔灌注桩，施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

一、前言

挖孔灌注桩的施工方便、速度较快，而且施工时不需要大型机器设备，挖孔桩还比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，因此在工程的施工中应用比较多。但是在一些不利条件下，比如高水位流沙地质层，其施工还需进一步完善。

二、挖掘程序及工艺流程

1.挖掘程序

挖掘程序视土层性质及桩孔布置而定。在可能的条件下一般先施工较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。因为桩孔愈深，施工难度相对愈大，较浅的桩孔开挖并灌注后，对上部土层的稳定起到加固作用，同时减少了深孔施工时的压力。土层紧密、地下水不大者，基础的所有桩孔可同时开挖，便于缩短工期。如有地下水，可选择渗水量大的孔或迎水部位的几孔超前开挖，作为排水井集中抽水，以降低地下水位。然后可同时开挖其他孔位。

挖掘有承台的桩孔时，一般选择先挖桩孔，后挖承台座板基坑。优点是便于排除地表水、场地宽敞、立架、支撑、提升、灌注等操作方便。

2.工艺流程

放线定桩位及高程——开挖第一节桩孔——浇注第一节护壁混凝土——检查桩位中心轴线——架设运输架及卷扬机——安装吊桶、照明设施、通风机等——开挖吊运第二节桩孔——拆第一节模板并支护第二节护壁模板——浇注第二节护壁混凝土——检查桩位轴线——逐层向下循环作业——开挖扩底部分——检查验收——吊放钢筋笼——安置混凝土导管——浇注桩身混凝土至孔口位置。

三、流砂地层下挖孔桩施工

人工挖孔桩在开挖时，如遇细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成安全事故及质量事故，因此要采取有效可靠的措施。

1.流砂情况较轻时

有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0．5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时迸行护壁混凝土灌注。当孔壁坍落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用编织袋装土逐段堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。

2.流砂情况较严重时

常用的办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢模板相似，以孔外径为直径。可分成4～6段圆弧，再加上适当肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接。再开挖0．5m左右，即可分片将套简装入，深入孔底不少于0．2m，插入上部混凝土护壁外侧不少于0．5m，装后即支模浇注护壁混凝土。若放入套筒后流砂仍上涌，可采取挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，挖孔灌注桩孔底混凝土凝结后。将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下端扩大，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇注水泥浆，使下部土壤硬化，提高周围及底部土壤的不透水性，以解决流砂现象。

3.淤泥质土层

在遇到淤泥质等软弱土层时，一般可用木方、木模板等支挡，并缩短这一段的开挖深度，及时浇筑混凝土护壁。支挡的木方或板要沿周边打入底部不少于0．2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉。能达到很好的支挡效果。

四、施工中的技术处理

施工前要认真分析挖孔桩处理地质钻探资料，遇到厚的砂性土层、流砂层、淤泥层要首先定出加固措施，然后再进行具体操作。对施工中常遇到的问题应采用相应的解决办法。

1.孔壁泥砂坍落

挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁泥砂坍落。如果地下涌水量不大，坍落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25 mm圆钢加固或钢板套突击成孔浇混凝土护壁。

2. 护壁安装

先将整个施工场地平整，开始挖孔，挖至1．6m时，安装第一层钢护壁，在3个吊耳处垫上3块长度大于2倍桩直径的木板，增加孔壁支撑力，在安装第二层钢护壁时，装好后在预留孔(每片钢模2个，均匀布置)用长度不小于0．5m的钢钎钉入孔壁中，增加和孔壁的摩擦力。依次类推直至挖孔结束。

3.封底混凝土

做封底混凝土时应采取以下措施：

1)浇筑混凝土前应检查孔底地质和孔径是否达到设计要求，并把孔底渣土清理干净，同时把积水尽可能排干；

2)为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出。以减少邻孔的积水对工作孔的影响；

3)孔深超过6 m时，还要注意防止混凝土离析，一般把搅拌好的混凝土装在容量为1 m3～2 m3左右坚固的帆布袋里，并用绳子打成活扣，混凝土送到井底时，拉开活扣就可将混凝土送到孔底，连续作业能迅速封好孔底。同时堵住孔底大部分甚至全部的地下水；

4)如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水非常多，这时用以上几种办法封底都会造成混凝土含水量太大，清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本平静时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌的早强型混凝土，混凝土量超过底节护壁30 cm以上，再慢慢撤除导管。由于水压力的作用，封底混凝土基本上密实，混凝土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，等水抽干，再对其进行处理。将表面混凝土(这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水中)松散部分清除运到孔外，再继续下一道工序。

4.挖孔桩移位、歪斜

施工时为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜、移位。尤其在浇筑护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。个别壁周泥砂坍落，在浇筑混凝土后护壁容易产生移位、歪斜，应注意检查和及时纠正。

五、施工技术及其质量控制

1.挖孔施工

对于土质或强风化岩地质，施工时采用挖土工具开挖，孔口设置钢管支架，制作吊桶，采用吊桶提升出土，开挖时应边挖边护壁；当挖孔至硬质岩石层时，或在坚硬石质地段施工时，采用人工爆破施工，为保证开挖过程中减少对孔壁的扰动及控制孔的形状和尺寸，我们采用浅孔爆破方式，采用风钻钻眼放炮。

2.吊放钢筋笼

挖孔完毕后，用吊桶清除孔底松土、石渣、杂物，地质复杂时，应用钢钎探明孔底以下地质情况，报监理工程师对孔底地质、孔深、孔径和竖直度进行检查，符合要求后即进行安放钢筋笼。

3.护壁施工

上部土方和强风化岩石挖孔采用人工配合风镐施工，卷扬机提升出渣筒出渣；坚石、次坚石采用爆破配合风镐开挖。人工挖掘的同时应及时护壁，每挖掘1．0m一1．2m高时进行支护一次，护壁要求坚固，具有足够的强度和刚度，护壁采用砼护壁或规范规定的其他形式，开挖直径同桩径加护壁厚度，井口位置必须进行至少3m的砼护壁。护壁的混凝土采用砼拌和的方法，根据不同的地质情况选择不同的护壁形式。

4.流动性淤泥的紧急防治

挖孔桩穿过砂层后接着就是淤泥层，淤泥层的成孔方法与砂层的成孔方法基本相同。但如果淤泥层埋藏较深，土侧压力随深度增大而增大，采用上述方法后，仍有一些桩无法施工，而且可能发生涌泥和塌方，护壁也拉裂。施工人员应马上采取紧急措施，将备用的砂子回填在涌泥的桩孔、涌泥控制住后将拉裂的护壁凿掉重新浇灌。试挖后如果仍不能有效控制涌泥，经现场探测，如果淤泥层下是稍密粉土，那么只要穿过淤泥层，下砸粉土层成孔就很容易了。综合考虑安全性、经济性和施工速度，采用钢护简施工将会使工程的安全性大大提高，并且穿过淤泥层的时间也会大大的缩短。

六、结语

挖孔灌注桩施工条件一般都比较恶劣，比如在高水位流砂层进行施工时，容易发生一些施工事故。因此，在施工中的质量和安全控制显得非常重要。针对不同的情况我们要有不同的应对措施，采用相应的施工及处理方法进行处理和严格的安全管理，才是挖孔灌注桩成功的关键。

参考文献

[1]李瑞年 高寒山区大直径深孔挖孔灌注桩施工[J]《西部探矿工程》 2011年9期

[2]田萌 大直径挖孔灌注桩设计问题探讨[J]《科技风》2011年13期

[3]齐向良 浅谈大直径灌注桩施工中的流砂治理和成本控制[J]《工程与建设》 2011年5期

[4]吴文钊 高水位流沙地质层大直径挖孔灌注桩施工技术[J]《铁道建筑技术》2011年5期