分析人工挖孔桩施工中遇到的问题

1、人工挖孔桩由于其受力性可靠、 施工方便、 不需要大型机械设备、 工程造价相对 较低越来越受到设计、施工单位的认可，因而在公路、铁路、民用建筑中被广泛 应用。但其施工也受到水文、 地质等综合因素的影响， 其中以水、 溶洞、淤泥层、 流沙影响为重。 在施工管理过程中， 对所遇到的问题收集了一些经验教训， 现汇 集成文，以期对类似工程能起到一定的借鉴作用。1 工程概况衢常铁路立交桥起迄里程为K75+576.60K75+674.80,主要功能为黄衢南高 速公路跨越衢常铁路，并在 K75+649处兼跨人通。本桥上部采用3X 30m预应力 混凝土小箱梁,先简支后连续结构；下部采用桩柱式桥墩、肋式桥台；挖孔

2、灌注 桩基础。衢常铁路立交桥设三跨，两台两墩，共有 24根桩，其中 0号台和 3号台各 8 根，桩径1.2m； 1号墩和2号墩各4根，桩径1.5m。本桥位于地质、水文条件 复杂地段，施工难度大。2 施工中遇到的问题及处理措施2.1 水本桥施工段属温湿性季风气候， 温和多雨， 且多集中于 3 月份至 7 月份，易造 成地表水漫流。地下水主要为基岩岩溶、裂隙水及第四系空隙水，水量随季节、 气候和地势的变化而变化。 由于开挖破坏了原有水系的平衡， 使水从裂隙、 空隙 中涌入孔中，造成挖孔难度增大，严重的会导致塌孔。处理措施如下：2.1.1 孔口周边用混凝土或红砖砌成井圈，并高出原地面 30公分，同时

3、做排 水沟将地表水引入附近的沟渠 . 。2.1.2 当地下渗水量不大时，边挖边将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时， 先在桩地挖集水井，用水泵将水排出桩外。2.1.3 当涌水量很大时，将一桩提前开挖，使附近地下水汇集于开挖桩内，再 用水泵将水抽出，降低周围桩地下水位，起到深井降水作用，便于施工。2.1.4 采用井点降水法、帷幕排水法排水，相对造价比较高，施工复杂。从经 济、技术方面考虑，实践中挖一口临时井，深度 10米左右，并利用现场钻探设 备在井底均匀地钻 3 个孔，到达含水层，深度为 35 米左右，既起到一定的降水 作用，又可以提供施工用水。2.2 溶洞本桥位于山间斜坡， 地势由南向北微倾。

4、 设计提供地质报告， 上部为坡洪硬塑 含角砾、碎石亚粘土， 厚约 3 . 2 4 . 8 m ；局部分布含粘性土碎石， 松散，厚约 5.0 m下伏基岩为灰岩和泥岩，风化强烈，呈硬土状，厚约2.557.8m灰岩岩质硬，节理发育。 挖孔桩在开挖过程中与设计提供的地质资料不符， 挖桩过程控中有大 量溶洞出现，伴有涌水、稀泥土上涌现象。设计院对本桥重新进行了逐桩勘探， 发现原设计桩底仍有溶洞。当挖开溶洞时首先查看溶洞内是否有水， 若有，人员迅速撤离到地面等其自然 排除，水位稳定后再进行排水， 然后继续开挖。 此时根据溶洞的大小和溶洞内的 填充物对溶洞采用不同的处理措施。2.2.1 对于无填充及少量的溶

5、洞，由于溶洞位于孔的一则，故采取侧用沙袋堆 码作为护壁外模，再在内侧立模浇注钢筋混凝土护壁。2.2.2 对于无填充，但在桩孔侧垂直向下的溶洞，由于溶洞彼此相连，采用填 充混凝土或片石，工程量大，造价高。故采用先挖至设计桩底，然后浇注混凝土到溶洞入口处，再下5mm钢护筒连接上下护壁，并将连接处空隙填密实，最后按 规范进行接桩。2.2.3 对于有填充物的溶洞，由于溶洞不大，采用填充混凝土或片石，浇注钢 筋混凝土护壁。护壁中插入d20mmf可距20cm的纵向钢筋，d8mn|i可距20cm的箍 筋，并于相邻护壁间预埋纵向钢筋加以连接， 使之成为整体， 并确保连接处不漏 水。由于衢常铁路立交桥溶洞大，

6、且有稀泥， 不利于做填充再打护壁， 桩基混凝土 浇注时压力大， 对护壁承载力要求也较高， 针对衢常铁路溶洞实际情况， 故采用 在挖至溶洞处， 先探明溶洞的方位， 在桩位上的具体尺寸。 因要对护壁进行加固 处理，在溶洞处的孔径要相对较大（例如在衢常铁路 1.5m 桩径发现溶洞进行处 理处实际挖孔要达到1.9m）。孔尺寸达到后，在壁周向孔下打直径为 48mm勺钢 管，间距为150mm长度要求穿过溶洞接触岩层，且能够承载一定的压力。准备 厚25mm宽150mm长约2000mm的木板嵌进桩壁和钢管之间，木板整齐排列， 不留间隙，木板接缝尽量在钢管处。木板排列好后，再在钢管外侧焊接直径为 25mm勺螺纹

7、钢制作的圆箍，此圆箍沿桩深 200mm设一道。支撑完毕，就可再立 钢模进行护壁混凝土浇注。在开挖右 3-1 号桩孔过程中， 由于考虑不全面， 浇注的是素混凝土护壁， 致使 护壁开裂，最终发生塌孔。经调查，是由于该桩孔靠近山坡，山坡上大量的雨水 下渗，并经过地下暗河通道涌入溶洞， 素混凝土护壁受不住压力开裂塌。 最后只 有将塌孔部分回填，重新开挖，浇注钢筋混凝土护壁。有时也可根据现场实际情况处理。 如左 3-2 号桩孔也靠近山坡， 在开挖过程中， 有大量的水涌入， 两台水泵同时工作也无法抽干。 对照地质钻探资料， 显示该处 有溶洞存在。 经分析应与右 3-1 号桩孔情况类似， 由于连日下雨， 雨

8、水经溶洞汇 集于此。于是先停止抽水，保持水压，防止塌孔。天气转晴数日后，突击抢挖， 填充片石，浇注钢筋混凝土护壁，取得了良好的效果。2.3 淤泥层在遇到泥层时，人工挖孔桩非常困难，要采取相应施工和安全措施。如右1-2号桩挖到9m左右时，出现涌泥现象。经测量计算，上涌 2m左右，其 后又上涌一次， 并靠近桩侧地面下沉。 根据地质钻探资料显示， 其一部分为坡残 积覆盖层，硬塑，结构松散，遇水易软化，夹碎石，属淤泥质黏土，一部分为块 石土及强风化白云质灰岩。 经分析主要是在施工过程中， 扰动了淤泥质黏土。 由 于其高含水量、大孔隙比、低强度，易于产生触变和流变特性，同时在地下水的 作用下，产生桩基突

9、涌现象。根据现场实际情况， 可选用沉入桩或注浆法， 但由于现场无所需机械设备， 同 时施工技术较复杂， 所以决定首先在桩侧地面下沉处挖临时桩， 以达到减少侧面 的压力的作用，并制作钢筋笼下到桩基中，防止塌孔，保障作业人员的安全。接 着将桩孔中涌出的淤泥清除，找到涌泥的出口，再在涌泥出口采取先填塞棉絮， 再将整包水泥塞入，其后将d20cm螺纹钢插入下层土中，最后近快浇注钢筋混凝 土。从实际看，效果明显，再无突涌现象。出现以上情况， 主要对淤泥软土层认识不足， 加之地质钻探资料有偏差， 实际 上右 1-1 号桩孔上部一侧存在强风化灰岩。 由于在开挖过程中， 对强化灰岩采取 了爆破作业，加上地下水的

10、不良作用，使淤泥层产生了流动性，当桩孔开挖后， 力平衡被打破， 所以发生突涌现象。 在随后施工中采取手镐开挖， 避免对淤泥层 产生振动，且将开挖深度由1.0m改为0.5m，并边挖边护壁，缩短支护时间。2.4 流砂241遇到流砂现象时，将开挖深度由1.0m改为0.5m,同时塞稻草以挡泥砂 流出，并边挖边浇筑钢筋混凝土，上下节护壁间用钢筋连接。2.4.2当流砂现象严重时，采用5mn钢冈护筒支护。钢护筒应直至穿过流砂层 0.5m1.0m再转入正常挖土和混凝土护壁支护。2.5 防中毒和缺氧2.5.1 每日开工前，检测桩孔下有无毒、有害气体，特别是当中夹杂煤层等岩 层时。采取措施：桩孔开挖深度超过10m

11、时，采用机械通风，如用鼓风机将孔内 空气排出更换，风量不少于 25L/s 。2.5.2 二氧化碳体积分数超过 0.3%时，采风措施。 当作业人员有呼吸不适感觉 时，也要采取通风或换班作业等措施。井下作业人员连续工作时间不得超过 4h2.5.3 用风镐作业时，要戴口罩。2.6 防落物伤人2.6.1 每天施工前和施工过程中必须检查吊装设备的情况， 发现间题应立即处 理，待处理完毕后，再进行施工。吊绳必须是钢丝绳，吊桶必须是软塑料桶，吊 钩必须有扣。2.6.2距桩孔顶周边1.0m搭设高80cm围栏；挖出的土石方及时运离孔口，孔 口周边1.0m范围内不得有堆土和其它堆积物。2.6.3 孔内应设半圆形防

12、，随挖掘深度层下移。吊运物料时，作业人员应在防 护板下面工作。2.6.4 施工人员必须配戴安全帽。2.7 防作业人员坠落2.7.1 孔内必须设有应急软梯，供作业人员上下井。作业人员不得乘盛土吊桶 上下，必须另配钢丝绳及滑轮并有断绳保护装置。 使用电葫芦、 吊笼前检查其安 全起吊能力并配有自动卡紧保险装置。2.7.2 电动起重设备要防止突然停电使作业人员坠落。2.8 桩身混凝土施工2.8.1 消除水的影响。浇筑桩身混凝土要保证其符合设计强度，同时也要保证 混凝土的均匀性、 密实性， 因此要防止孔内水使混凝土的水灰比改变， 产生离析 现象。对于孔内积水，浇筑前要抽干。如果孔内的水抽不干，可将干混凝土混合 料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。如果孔底水量大，无法抽干，可采取 灌注水下混凝土施工工艺； 对干孔壁渗水， 在混凝土浇筑的过程中， 如果渗入过 多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土的强度，应在浇筑前将之堵塞。2.8.2 消除沉渣的影响。浇注桩身混凝土前要将桩孔底沉渣清除干净，以免沉 渣过厚，影响桩的质量。2.8.3 浇注桩身混凝土。浇注桩身混凝土，混凝土必须通过溜槽。当高度超过3.0m时，应用串