论人工挖孔桩施工水患处理的

1、论人工挖孔桩施工水患处理的技术 摘要：人工挖孔桩施工中水患处理施工技术是确保桩基 质量的关键。本文通过施工实践对人工挖孔桩施工中的不同 水患情况进行分析，并提出了水患防治与处理的措施，颇受 裨益。 关键词：人工挖孔桩；施工水患；处理技术 /、八 1 前言 水患：地下水 （ 含地表水，尤以潜水层承压水为突出） 对 人工挖孔桩施工安全、质量的危害。主要表现为坍孔、井 涌、淹井等安全问题；护壁裂缝、混凝土胶结不良、离析等 质量问题。长期以来，桩基中的 “水患 ”问题从很大程度上 影响着人工挖孔灌注桩的安全生产和施工质量，“水患 ”给 人工挖孔灌注桩造成的安全质量事故和经济损失是屡见不 如何解决人工挖

2、孔灌注桩的成孔、护壁、混凝土浇灌等 施工过程中的截水、排水，堵水和水下灌注施工等技术问 题，是确保桩基施工安全和质量的关键。本人在长期从事建 筑技术和施工管理工作实践中，不断思索、研究、创新并总 结出 “人工挖孔桩施工的水患处理技术 ”，并在工作实践中 解决了人工挖孔桩施工过程中 “水患 ”等一些特殊问题，取 得了良好的效果。其工程案例如下： 2 工程简况 某教育学院综合楼工程：该工程 13953m ，地下一层， 地上十层，基础设计为人工挖孔灌注桩，混凝土设计强度等 级：护壁为 C15 ，桩芯为 C30 ，基础持力层距地表面 18m 左右，地质资料表明：地下水丰富，水位在 3.5-6.5m 。

3、桩 基工程的施工期为 2006 年 4 月 1 日至 5 月 31 日，正值雨 水季节，为此设计建议施工方法：桩芯混凝土施工采用水下 混凝土浇灌方法 3 防治水患技术措施 3 1 施工方案 工程开工前，笔者根据地质勘探资料、设计文件和施工 现场的实际情况，认真进行分析论证，并借鉴有关类似工程 质量事故的教训，制定了如下施工方案： 311 做好“水患 ”的事前控制。在施工前组织有关 工程技术人员深入现场，对工程的地理位置、自然环境并结 合施工季节等因素进行详细的调查了解，对施工期地表水采 取截流控制措施，从而达到减小桩孔涌水量的目的。 31 2 重点做好事中控制。首先，根据设计规范和施 工技术要

4、求，积极配合工程设计方面做好图纸会审和设计方 案的修改工作，根据现场实际情况将原护壁混凝土标号 C15 提升为与桩身同强度等级的 C30 ，增加首节护壁和流沙层护 壁厚度，有效地增强桩护壁的刚度，从而控制护壁裂缝的产 生，减少护壁的渗水量：对桩护壁渗水较严重的桩孔，采取 了强制堵漏措施，把 “水患 ”有效地控制在桩芯混凝土浇灌 、八 前。 3 1 3 特殊对待特殊桩孔 （最后两个降水桩孔 ）。由于 地下涌水相对集中，混凝土施工时无法将孔内积水排干，故 决定将孔内积水控制在 2m 深以内，采取水下灌注不分散混 凝土施工技术进行浇灌，确保施工质量符合设计要求。 3 2 排水方法 32 1 砌筑截水

5、沟：桩孔放线定位后，首先在离建筑 物轴线外侧 3m 处开挖和砌筑 500mm× 。 700mm 的 环行截水沟（排水纵坡 5%。），然后在桩基施工区域内砌筑 250am×。350mm 的井字排水沟（排水纵坡 3 %），并 与截水沟贯通。各桩孔中的水通过排水沟汇入截水沟，有效 地截断和减少了地表水对桩孔的水患。 32 2 利用井点法降低地下水位：选择建筑物四周渗 水量大的桩孔和迎水面的桩孔先开挖，起到降水井点的作 用。降水井用水泵抽水时，将桩孔和附近的地下水降至井底 下，使其它开挖桩孔底部免除在水下状态下施工的弊端。 323 排干桩孔底积水： 人工挖孔过程中采取 50mm 高扬程

6、潜水泵，设置逆流阀 （防止抽水机停止工作 时，使管内积水返回到桩孔底部 ） 和安全电压，满足孔底排 水的要求。 32 4 与排水工作相关的注意事情： 32 41 施工排水过程中，一旦发现大量抽出地下 水而影响邻近原有建 （构 ）筑物，造成基础、地台下沉时，务 必立即在抽水井附近设立灌水点或利用已开挖但未完成的桩 位灌水，以保持水压平衡、土的稳定。 32 42 在桩孔内抽水后，先将抽水的专用电源切 断后，作业人员才下桩孔作业，禁止带电源作业，规定孔口 配合孔内的作业人员密切注视孔内情况，不得擅离岗位。 32 43 施工场内的一切电源、电线路的安装和拆 除，由持证电工专管，电器做到严格接地、接零和

7、使用漏电 保护器。各桩孔用电分闸、杜绝一闸多孔和一闸多用。 3 3 孔壁支护 33 1 修改护壁设计：根据工程地质资料和现场实际 情况，按设计和施工规范要求，一方面经过原设计人员同意 将原护壁混凝土强度 C15 等级改为与桩芯混凝土同标号的 C30 ，增加护壁接头处构造钢筋，在流砂层区域增设水压抗 剪钢筋并将原护壁厚度增加 50mm 厚，有效提高了护壁混 凝土的密实度，增强了护壁的刚度。另一方面：第一节孔圉 护壁比下 面的孔壁 厚 100mm ，并高出现 场地面 200300mm ，有效地阻挡了地表水的渗入。 33 2 护壁技术措施 3 321 无流砂且渗水量较小地段：采取每开挖 1m ，用活

8、动钢模组装后，浇混凝土护壁成孔。 33 22 对待桩孔局部地段 （小孔流砂或流砂层 100-300mm 厚 ）：采取编织袋装粘土堆堵形成桩孔外壁（控 制好内壁设计尺寸 ）然后入模灌注混凝土成孔。浇筑混凝土 护壁时，严格控制水位变化，确保模板不被桩孔积水淹没。 流沙层区域的护壁混凝土内添增速凝剂，使混凝土尽快达到 设计强度。对较易塌方施工段则采取即挖、即校对、即验 收、即灌注护壁混凝土。经综合控制，从而确保护壁混凝土 密实不渗漏，满足混凝土强度，达到安全可靠。 3323 对待深流砂层 （层厚大于 300mm 以上 ）并 渗水量特别大的地段：采取下钢护筒，每节开挖深度控制在 300-500mm 深

9、，钢护筒与护壁用的钢模相似，采用厚 2mm 并沿圆弧向设置加劲肋三条（保证模板不变形 ） 直径略 小于护壁的内径，高为500700ram，利用混凝土支护作 支点，用小型油压千斤顶将钢护筒逐渐压入砂中，阻挡流 砂，钢护筒一个接一个下沉，压人一段，开挖一段，直至穿 过流砂层 0.5m-1.0m 后再转入正常挖土和混凝土支护。 3324 与护壁工作相关的注意事情：使施工人员 熟悉所挖孔的地质情况，并随时进行检查，密切注意土层土 质的变化，当遇到流沙，大量地下水等影响挖土或护壁安全 时，立即采取有效防护措施后，再继续深挖护壁。 33 3 护壁混凝土的质量保证措施 严格按设计配合比计量，控制水灰比、坍落

10、度，砂石的 含泥量控制在 2以内，混凝土随拌随用，浇灌后振捣均匀 且密实，每开挖一段，在人模浇注前校核桩中轴线，确定无 误后，入模浇混凝土，对护壁的厚度和护壁内钢筋的位置准 确性严格控制。为了解决护壁节头易渗水的问题，在施工中 采取下一节护壁混凝土的上口高出上一节护壁混凝土下口 100mm 的控制措施，很大程度上提高了护壁的挡水功能， 确保孔外水不渗入到桩孔内。 3 4 堵水措施 按混凝土护壁渗水的不同程度，分别采取不同的堵水措 施； 3 4 1 当护壁表面只呈现湿润状态 （手摸有湿润感 ）但 无流水状况时，不作处理； 3 4 2 当护壁局部渗水 （有流水且流量较大 ）时，将渗 水部位（流水集

11、中处）凿成中5080mm 的小孔，用木楔打 人，周围用快硬防水砂浆（砂浆内渗速凝剂和防水粉）封堵 好。数分钟后，木楔遇水而膨胀，起到堵水作用： 343 当护壁成片成段或从裂缝中渗水且渗水量较大 时，在渗水地段的下方凿开一个或多个 m50mm 的小孔， 清理干净后，装上止水阀门，打开阀门引水泄压，随即将阀 门周边用快硬混凝土或防水砂浆堵密实，再抹“首云 ”速凝 型水不漏三遍，使面漏变成线漏，线漏变成点漏，最后将点 漏封堵，再大面积 （裂缝部位沿缝挂上 500mm 宽细密钢丝 网片）抹氯化铁防水砂浆（水泥：水：中沙：防水剂= 1:0.55:2.5:0.03）10-20mm 厚，待防水层达到 80

12、强度 后，关闭阀门，起到堵水作用。35 特殊桩孔混凝土的施 工技术 少数桩孔因护壁混凝土接缝或密实度不能满足防水要 求，涌水量较大 （大于 1m3/n） 且桩孔在浇灌混凝土前不能排 干的桩孔 （桩孔积水不超过 2m） ，按照水下混凝土操作规程 灌注不分散混凝土。其施工技术如下： 351 水下不分散混凝土的浇筑技术 人工挖孔桩桩芯混凝土的浇筑采用导管法和泵送法，本 工程的桩芯混凝土浇筑除二个特殊桩孔采用泵送（ 商品不分 散混凝土 ）法外，其余均采用导管 （自制普通混凝土 ）法施工。 水下不分散混凝土导管法施工与普通混凝土导管法施工 基本相同。由于水下不分散混凝土的自流平和抗分散性，很 少出现水下

13、流动带来的混凝土质量下降，其流动直径可达 46m。故在导管配置时，对水下不分散混凝土的特性应进 行综合考虑。另外，浇筑时除控制连续将混凝土供给料斗 外，并将料斗的容积加大，从而保证混凝土能连续浇筑。 泵送法施工与普通混凝土基本相同。但考虑到泵送水下 不分散混凝土的管内压力损失为普通混凝土的 2N3 倍，有 时会达到 4 倍，因此在泵送距离较长时，将管径扩大，降低 输送速度，减少弯头，加大输送泵压，确保泵送时不堵管。 352 导管法和泵送法施工的关键技术措施 首批灌注混凝土数量的控制是导管法和泵送法施工过程 技术措施的关键，首批灌注混凝土数量应满足导管埋人混凝 土中0.8m 以上，所需混凝土数量

14、可根据Vn R2进行计 算式中 V- 灌注首批混凝土所需数量 （m3） ：R- 孔桩半径 (m2) ； H 桩孔底至导管底端间距，一般为0.3-0.5m ；H2 导管初次埋置深度，不小于 0.8m 导管半径 (m) ； h1 桩孔内 混凝土达到埋置深度 H2 时，导管内混凝土柱平衡导管外泥 浆压力所需的高度 (m) 。另外在浇筑前应充分考虑运输与浇 筑机具的配套与衔接，并对其机具进行认真检查，防止出现 故障。 35 3 水下不分散混凝土的施工要点 35 31 目前市场上絮凝剂是水下不分散混凝土的 专用外加剂，它能使水下不分散混凝土的凝结时间延长，粘 度加大，抗冻融性降低。其掺量对水下不分散混凝

15、土性能有 很大影响。采用泵送法施工时，其掺量为胶结料重量的 2。 35 32 水下不分散混凝土搅拌时，絮凝剂采用同 渗法，与胶结料、骨料同时加入。先干拌 30S 左右，然后加 水搅拌，采用强制式搅拌机，加水后搅拌23min即可。 3 5 3 3 不分散混凝土在水中浇筑很难进行振捣， 靠自流平、自密实，施工时，必须控制好流动性，坍落控制 在 45cm 以上。 35 34 水下不分散混凝土原材料中的胶结料不少 于 400kg/m3 ，细骨料采用中砂，粗骨料石子最大粒为 2040mm，砂率为 35 %45 %，保证混凝土有良好的自 流平性和自密实性。 3535 在水下不分散混凝土在浇筑前，认真对桩

16、孔进行检查，清除浮泥、冲刷基底。 3536 水下不分散混凝土的施工必须做到组织紧 凑，从供料、搅拌、运输到浇筑要做到程序化，不得混乱。 4 该项处理技术的工程效应 该工程在桩基施工过程中有效地运用了 “水患 ”处理的 技术，其处理效果得到参加工程建设的各方领导及专家的高 度评价：第一，施工安全可靠。由于安全技术措施过硬，在 施工中注重事前预防，事中排查，把事故隐患控制在萌发 前，施工期内未发生任何安全事故。第二，保证了质量。解 决了施工中的水患，确保了桩芯混凝土不受地下水的侵袭而 造成胶结不良，采用导管法和泵送法施工，解决了桩芯混凝 土离析的问题，严格的操作规程，精细的施工工艺，保证了 混凝土的强度，工程 92 根桩经超声波检测法、动测法和钻 孔抽芯法检测I类桩占89.13 %, H类桩占1087 %，全部 符合设计和工程质量规范要求。第三，续短了工期。由于施 工组织措施严密，事前控制赢得了先机，事中控制争取了主 动，事后处理杜绝了隐患，简化了施工程序，避免了重复施 工，提前 15 天完成任务，赢得了工