浅谈人工挖孔桩在流砂\\淤泥层中的应用
摘要：人工挖孔灌注桩是房屋等建（构）筑物在地质较为复杂、深度较浅（15米内）的工程中设计成就在采用，因成本较轻，可降低工程造价。所以结合我们公司办公大楼工程实例，和对地质较为复杂地区的工程，挖孔桩成孔时遇流砂、淤泥、塌孔、护筒脱落施工处理方法作一简要介绍；
关键词：流砂、淤泥、管涌、塌孔、注浆 工程概况
本工程为25层高层写字楼，其裙房一至六层为商铺、休闲用房，地下一层为停车库，地下二层为战时人防隐蔽用房，本工程总建筑面积为62000㎡，基础底板面标高为-9.2m相当于黄海标高6.5m设计均采用钻孔灌注桩，双桩、群桩承台基础。在第一、第二个机械钻孔试桩施工失败后，经设计、专家论证改为人工挖孔灌注桩并基本成功，但部份工序还得改进，所以该工程灌注桩的施工中全部改为人工挖孔灌注桩，灌注桩桩径分别为80㎝～120㎝共5种桩径239个（原设计钻孔灌注桩为302个）。现结合本工程的实践对人工挖孔灌注桩施工工艺中碰到的难题和使用国内首例先进工艺技术作一简要介绍，以供类似工程的参考。
二、工程地质概况
本工程所在地开发区地形起伏不大，原为自然疏散河流改填而成，有稀疏植被，自然地平以下0.5m至4m土质多为黄褐色、棕褐色亚粘土和灰黄色冲积沉填土为松散状，稍湿，压缩性高，厚度不均；自然地平4m以下至8.5m为涌砂层，8.5m以下至12.8m为淤泥层，12.8m至22.6为圆砾砂石层，再以下22.6m至24.4m为强风化岩石层，24.4m左右以下为中化岩石层、微风化（白云岩层），本工程设计采用中风化岩石层为本工程桩基础结构的持力层。地下圆砾砂层的圆砾砂粒径大部份为特细砂至2㎝，局部有少量30㎝至60㎝大圆砾石，用钻孔灌注桩难度很大，钻试桩时卡钻、断钻杆，故改用人工挖孔灌注桩。
地下水；上部土层滞水量较少，主要为大气降水供给，水位较低。圆砾砂石层中的承压孔隙含水量较丰富，水位受季节性影响变化较大。按本工程位置地质，基坑支护采用1：0.3放坡及土钉喷锚墙支护。
三、人工挖孔桩施工顺序
1、桩孔开挖；为减少人工挖孔空挖部份，应先把地下室土挖至基坑垫层底+10㎝，留置以后用人工修平整时开挖，不得扰动原土。
2、挖孔桩的施工顺序为；场地平整→放线→定桩位→护壁圈定位→复核→架设支架或电动葫芦→准备潜水泵、鼓风机、电风泵镐、照明设备、爬梯、保险带等。采用边挖边抽排水，每下挖100㎝进行桩孔周壁的清理→校核桩孔的直径和垂直度→钢筋绑扎→支撑护壁模板→浇灌C30护壁砼（掺早强剂）→次日拆
模继续下挖,达到中（微）风化层及设计入岩深度后,由勘测、设计、监理单位验收→排除孔底积水、沉渣→验收钢筋笼→吊放钢筋笼→导管安装→汽车泵直接灌注桩芯砼至设计桩顶标高加浇灌长度，浇灌长度是指浮浆部份，按我们的实践经验取桩长的4～5%。
3、开挖孔距；凡遇相邻桩边间距小于1.5m应隔桩开挖，先施工的桩砼应满足强度要求后再开挖隔桩。
四、挖孔桩施工工艺 挖孔前应按施工图纸准确放线，确定桩位中心位置，为防止地面水和碎石流入孔内，先在孔面支第一道护壁圈模≥50㎝高为宜，并在钢筋绑扎后浇捣C30砼。待拆模后向桩心及轴线位置四周引出四个控制点，以控制桩心位置。次日拆模后继续自上而下分层进行开挖，每一层土开挖厚度为10cm～12㎝为宜，在开挖时要边挖边观察孔内的动态，上底和下底的口径分别大于设计桩径20cm和35cm左右。每次开挖深度控制在100㎝左右，遇流砂、淤泥可缩短开挖深度，为增强摩擦力，开挖处的侧壁不要求做到光滑平整，底面要水平，挖出的土方要及时运送到地面并外运，不得堆放在孔边。
1、护壁；为防止塌孔，孔内每开挖1m土方后立即进行钢筋绑扎、护壁支模、浇灌护壁砼进行护孔，护壁的结构按设计要求。 2、安全；在挖孔过程中施工人员必须熟悉所挖孔的地质状况，井上和井下之间应保持良好的联络信号，要勤检查。时刻注意土层的变化，当遇到流沙、大量地下水涌出影响挖土安全时，要立即采取有效排水防护措施后，才能继续开挖施工。若遇到流淌淤泥时要检测是否含有害气体溢出，或用小动物吊下孔进行测试，必要时应在孔下送风换气，确保百分之百安全方可下井孔施工。
五、流砂、淤泥、塌孔、护壁脱落的处理
该工程在开挖过程中，约36%左右的桩孔遇到了流砂、淤泥、涌砂，甚至护壁圈脱落，桩孔坍塌。为此我们针对上述问题进行研究、论证，对施工过程中遇到的各个环节分析影响施工正常进行的关键因素，找出了桩孔坍塌的三个原因，并制定相应的对策，具体如下：
1、产生塌孔、护壁脱落的原因
①．在桩孔开挖时产生淤泥、流砂严重。泥、砂在流出时还继续开挖，造成不均匀挤压，以致护壁开裂变形脱落。且上下节护壁钢筋锚固长度不符合设计要求。发现问题未能及时得到纠正。
②．地下水贯通圆砾石夹泥、砂层，水在夹层中流动性较强，基坑边无隔水带及止水帷幕，地下水要在短时间内边挖孔边排干水难度较大。
③．施工人员责任心不强，夜间无专人抽排水；未对操作工人进行安全技术交底；未制定值班制度；终孔前桩孔内长时间大量积水浸泡。
2、产生塌孔、护壁脱落的处理对策
①．停止开挖：发现泥、砂流出，应立即停止开挖，并采取传统的有效措施制止泥、砂流出。
②.注浆处理：如果采取传统的措施制止不了泥、砂流出，可改用ZT-500型注浆机在桩孔四周注水泥浆，待水泥浆凝固后继续开挖。如果流泥、流砂层较厚可每开挖一米护壁圈浇捣后再继续往下注浆。
③.连接护筒：检查上下节护壁钢筋保护层及锚固长度，施工时钢筋锚固长度有困难，可加弯钩连接上下护筒。
④.加大排水量：如果地下渗水量较大，应采取多孔并进度开挖多孔排水能超过渗水量的措施，措施是集中分块、分段往下均衡开挖（除隔桩以外），这样施工排水量肯定能超过渗水量，又可节约机械打深井的费用；
⑤有针对性地制定挖孔桩施工方案和安全技术措施，加强工人安全培训和技术交底，终孔前应减少桩孔内长时间大量积水浸泡，终孔后立即报验，按放钢筋笼，浇灌混凝土。
六、结语人工挖孔灌注桩需要人工进行开挖、护壁浇灌、扩底、土石方外运，与其他类型灌注桩的区别是桩孔直径、桩底入岩石深度、岩石判定、砼浇灌等透明度高，成桩质量易于保证，成桩合格率可达100%，桩直径可加大，可减少工程桩数量，也可减少群柱承台内的桩数量。先挖基坑土，后挖桩孔还可减少挖土工程量，降低了工程造价。同时发现流泥、流砂时采取注浆处理，注浆处理后也可防止减少淤泥内的有害气体溢出。总之该开发区某高层建筑通过对人工挖孔桩的施工实践，特别是对施工中遇流砂、淤泥、塌孔等问题采取的有效抑制措施，为人工挖孔桩的施工成功进行，提供了可借鉴的经验。
参考文献：
陈成定：挖孔桩遇到流砂淤泥处理实例和安全防患对策2005.6浙江建筑业月刊总第194期
