韋永安

(遵義水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州 遵義563002)

人工挖孔樁護壁坍塌的處理方法探討

韋永安

(遵義水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州 遵義563002)

通過工程實踐，闡述了人工挖孔樁施工過程中出現(xiàn)的孔壁局部坍塌現(xiàn)象及其成因分析，介紹了一種簡單實用的處理措施、方法，對處理同類工程問題積累一些經(jīng)驗。

人工挖孔樁；孔壁坍塌；處理措施

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.046

1 引言

人工挖孔樁施工工藝具有諸多自身優(yōu)勢，比如：設(shè)備簡單，噪聲小，工作面小，可以多孔樁并列施工；易于清除孔底浮渣，保證灌注樁成樁質(zhì)量。因此，人工挖孔樁施工工藝在灌注樁施工中得到較為廣泛的應(yīng)用。

然而，人工挖孔樁施工對護壁要求很高。由于樁身穿越的地層多為軟弱地層或松散土層，巖土組成復(fù)雜，巖土特性變化多端，護壁質(zhì)量問題時有發(fā)生，典型的護壁質(zhì)量問題就是護壁坍塌。本文通過某工程實踐，闡述人工挖孔樁施工過程中出現(xiàn)的護壁局部坍塌的現(xiàn)象及其成因，介紹一種簡單實用的護壁坍塌的處理措施、方法，為處理同類工程問題積累經(jīng)驗。

2 工程概況

2.1 建筑物特征

該工程為遵義市某縣城一新建小區(qū)的其中一棟住宅樓，地上28層，地下1層，框支剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計單柱最大荷載為7000kN。結(jié)合周邊建筑地下車庫標高，本棟樓地下1層地板設(shè)計標高為680m，與勘察時地表標高基本一致。

2.2 工程地質(zhì)條件

場區(qū)地貌屬于中低山地貌，建筑場地位于沖積扇地帶，地表標高一般為680～682m。場地巖土組成自上而下為：

1）第四系素填土（Qml）：雜色，由碎石、黏土組成。該土層為場地平整時堆積而成，土層一般厚度約為1m，結(jié)構(gòu)松散。

2）第四系沖洪積（Qal+pl）砂質(zhì)黏土：表層為灰褐色、深部為灰黃色，局部夾砂礫、卵石、角礫碎塊等混雜組成。土層厚度一般為16～18m。

3）三迭系中統(tǒng)嘉陵江組（T2j）灰質(zhì)白云巖：灰色，薄層至中厚層。巖體表層局部呈強風化狀態(tài)，強風化層厚度一般為1～2m。深層巖體為中等風化狀態(tài)。

2.3 水文地質(zhì)條件

鉆探期間測到的鉆孔地下水埋深約19m，與場地中風化基巖面埋深基本一致，主要為基巖溶隙水，涌水量，約0.4m3/h。

3 基礎(chǔ)方案

根據(jù)建筑物荷載及結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況分析，選用樁基礎(chǔ)以中風化基巖為持力層是安全、經(jīng)濟的最佳基礎(chǔ)方案。樁型采用端承樁，樁徑為1.2～1.3m，也可以采

用樁徑1.0m加擴底至1.2～1.3m。本場地采用人工挖孔樁[1]。

人工挖孔樁施工工藝，就是依靠人工挖土，輔以簡易的提升設(shè)備，將基礎(chǔ)孔樁開挖而成[2]。該工藝具有諸多自身優(yōu)勢，比如：施工設(shè)備簡單，操作簡便，噪聲?。还ぷ髅嫘?，可以多孔樁并列施工；易于清除孔底浮渣，保證灌注樁成樁質(zhì)量；可以進行擴底施工，提高樁底受力面積[3]。

樁身穿越的土層主要為砂質(zhì)黏土，容易開挖，也方便護壁的制作；多數(shù)樁底位于地下水位以上，局部樁底位于地下水位以下1～2m但涌水量不大（約為0.4m3/h）；樁長一般小于20m，孔深在人工可以施工的范圍之內(nèi)。通過分析，本場地采用人工開挖孔樁進行基礎(chǔ)施工，技術(shù)可靠，方案可行。

4 孔壁坍塌及處理措施

4.1 孔壁坍塌

在施工基礎(chǔ)施工過程中，開挖工作順利進行，澆筑到圖1所示的ZH27號孔樁時，護壁出現(xiàn)局部坍塌現(xiàn)象，引起周邊2m范圍內(nèi)出現(xiàn)不同程度的地面沉陷。孔樁護壁坍塌見圖2。

圖1 護壁局部坍塌孔號位置圖

圖2 護壁局部坍塌剖面圖

4.2 現(xiàn)象觀察

周邊孔樁澆注完成后，ZH27號孔樁孔底開始出現(xiàn)積水、護壁隨后出現(xiàn)滲水，進而出現(xiàn)局部護壁破裂現(xiàn)象，最后孔壁局部坍塌。整個過程歷時約24～30h，期間場地地面有零星積水。

4.3 原因分析

設(shè)計樁長相差不大，場地樁基礎(chǔ)施工采用多孔樁同時開挖、批量澆注的施工組織形式。由于各孔樁開挖進度不一致，周邊孔樁批量澆注時，ZH27號孔樁未具備澆注條件，不能參與同批次澆注，從而形成場地“豎井”，為地表水匯集創(chuàng)造了水頭條件。在周邊孔樁澆注時產(chǎn)生大量的施工廢水，而沖洪積砂質(zhì)黏土層屬于弱透水層，易接受施工廢水滲入土層，匯集至“豎井”周圍。這種臨時性地下水一方面使土體飽和，土的抗剪強度急劇降低，從而加大了護壁土壓力；另一方面，隨著滲入的水位增高，加大了護壁靜水壓力。當這兩種壓力超過護壁承載力極限時，護壁薄弱處發(fā)生剪切破壞，導致孔樁護壁坍塌。

4.4 解決措施

ZH27號孔樁的周邊孔樁已經(jīng)澆注完成，工作面受限，無法改用機械成孔工藝。需要采取有效的技術(shù)控制手段后，采用人工開挖孔樁。

4.4.1 常規(guī)措施

該孔壁發(fā)生坍塌后，施工單位嘗試采用常規(guī)措施解決，方法大致為：（1）采用竹條板封堵坍塌口；（2）采用素混凝土填筑空洞。由于素混凝土的容重與土體容重不同，孔壁受力不均，發(fā)生孔壁傾斜、偏移現(xiàn)象，該方法效果不佳。

4.4.2 方法探討

通過分析，排水降水是解決問題的關(guān)鍵工作，增強孔壁支護能力是處理問題的保障手段。經(jīng)參建方各方專家討論，同意采用以下措施進行解決ZH27號孔樁護壁局部坍塌問題。工作自上而下分步進行，每進行下一道工序前應(yīng)對孔壁的水平位移、豎直位移進行觀測記錄，確保措施的安全、可靠性。

1）將地表的施工廢水徹底引出場地，從源頭消除地表水進一步下滲的條件。

2）在孔樁坍塌段以上對未受損的護壁進行內(nèi)支撐，增強孔壁的支護能力。

3）對坍塌段土體打木樁進行臨時加固，并作高強度孔壁支護，同時設(shè)置泄水孔，將土體內(nèi)臨時滯水引入孔樁內(nèi)，以便抽排至樁孔外。

4）在坍塌段以下對未受損的護壁進行內(nèi)支撐，增強孔壁的支護能力。清除坍塌物，并設(shè)置泄水孔。

5）抽排孔底積水，進一步開挖、加強護壁，直至設(shè)計深度。

5 效果評價

采用該技術(shù)手段后，前述的局部護壁坍塌的孔樁得到有效的處理。同時，該方法在同場地的其它孔樁施工中也得到了驗證。在護壁上增加泄水孔的方法，在該場地后續(xù)開挖中得到了推廣應(yīng)用，全場地人工開挖孔樁順利進行。實踐證明，以上處理措施在本場地內(nèi)是安全、可靠、經(jīng)濟、可行的。

6 結(jié)語

1）人工挖孔樁，主要受土層、地下水位及其涌水量等條件限制，當樁穿越軟弱土層，或樁底位于地下水位以下尤其地下水涌水量大時，慎用[4]。

2）人工挖孔樁，護壁是關(guān)鍵技術(shù)。增強護壁的支護能力，是保證人工挖孔樁順利進行、保證工程質(zhì)量的重要技術(shù)手段。當護壁欠穩(wěn)定時，可采用內(nèi)支撐提高護壁的支護能力。

3）地下水、地表水，是工程建設(shè)基礎(chǔ)施工的重大安全隱患因素，在勘察、設(shè)計、施工中應(yīng)予特別的重視。在地下水位低于樁底的基礎(chǔ)工程中，應(yīng)充分考慮臨時性地下水或上層滯水對基礎(chǔ)施工的影響。

4）基礎(chǔ)施工質(zhì)量問題是多樣性的，受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工質(zhì)量等多方面影響，處理質(zhì)量問題應(yīng)因地制宜，牢牢把握“安全、可靠、經(jīng)濟、可行”的原則。

【1】GB50021—2001巖土工程勘察規(guī)范[S].

【2】JGJ94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

【3】GB50007—2011建筑地基設(shè)計規(guī)范[S].

【4】DB22/46—2004貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范[S].

Discussion on the TreatmentMethods of Retaining Wall Collapse in the Artificial Dig-hole Pile

WEIYong-an
(Designing and Survey Institute of Irrigationand Hydropower of Zunyi City,Zunyi 563002，China)

Throughtheengineeringpractice,thepaperexpoundsthepartialcollapseofholewallintheprocessoftheartificialdig-holepile construction,analysesitsformingreason,introducesasimpleand practical treatment measure,and hopesto supplysome

to deal withthesimilarengineeringproblems.

theartificialdig-holepile;collapseofholewall;treatmentmeasure

TU753.3

A

1007-9467（2016）07-0169-02

2016-02-19

韋永安（1976～），男（水族），貴州獨山人，助理工程師，從事巖土工程勘察與設(shè)計研究，（電子信箱）65688289@qq.com。