作者：劉煒
**：《科技創新導報》2023年第11期
摘要:本文以成都地鐵2號線牛市口站為例,在綜合考察工程地質條件和水文地質條件的基礎上,針對人工挖孔樁施工過程中所發生的塌孔現象,分析表明坑內湧水和流砂是導致塌孔的主要原因。積極探索此類問題的處置措施,為人工挖孔樁的安全合理施工提供借鑑。
關鍵詞:人工挖孔樁塌孔湧水流砂
中圖分類號:tu753.3 文獻標識碼:a 文章編號:1674-098x(2011)04(b)-0052-01
成都地鐵牛市口站為二層島式明挖地鐵車站,車站全長175m,頂板覆土厚度約3.0m,底板埋深約16.47m；車站採用明挖順作法施工,基坑圍護結構採用人工挖孔樁,基坑內設鋼管支撐,車站主體為現澆鋼筋混凝土箱形框架結構,結構施工期間採用坑外管井降水；車站主體圍護結構布置直徑ф1200的人工挖孔樁162根,東西兩端盾構通過範圍內布置ф1500的人工挖孔樁16根,平均樁長20.
7m；樁間採用掛網錨噴支護；圍護樁支承於中風化泥岩中,插入坑底以下2.5m。圍護樁護臂示意圖如圖1所示。
1 地質條件
(1)工程地質條件。本工程地質條件複雜,擬建場地範圍內主要土層分布為:人工填土層、粘性土、粉土、砂土、卵石土,下伏基岩為紅色泥岩。
樁底深入泥岩層中,此層以中風化泥岩為主,區域性夾薄層粉砂岩。根據野外鑽探資料分析,樁底處岩層較為破碎,岩芯多呈短柱樁,少量長柱狀及碎塊狀,節理裂隙較發育,部分岩芯裂隙面分布有氧化膜。
(2)水文地質條件。站區無地表水；據鑽探資料顯示,場地地下水主要為埋藏於砂卵石層中的孔隙水,微具承壓性,賦存於基岩頂板以上,形成乙個整體含水層,含水層總厚度約2.1～7.
4m,地下水靜止水位埋3～5m,為孔隙潛水；大氣降水和區域地下水為其主要補給源；砂、卵石層為主要含水層,具較強的滲透性,滲透係數為19m/d；上部的黏性土層為弱透水層,地下水含量甚微,下部為紫紅色泥岩,地下水賦存於基岩風化帶裂隙中,含水層透水性及富水性差,水量貧乏,可視為相對隔水底板。
2 施工情況
鑑於本工程基坑較深,降水深度較大,主要含水層為砂卵石層,含豐富的孔隙潛水,故選擇管井降水方法,在人工挖孔樁施工期間利用降水井對施工場區進行降排水,通過計算,並根據我司在本地區的施工經驗,設定降水井14口,降水井沿基坑兩側對稱布置,降水井深度為嵌入基岩中5m。
3 塌孔原因分析
根據現場施工情況和地質、水文資料,結合我司在成都地區相關工程的施工經驗,該工程出現塌孔的原因主要為:(1)該處地質條件較為複雜,在基岩結合部位出現了湧水和流砂現象,導致土體失穩,使樁孔變形造成坍塌。(2)挖孔樁挖至12m左右時地下水較為豐富,樁孔內要進行抽水才能施工,同時,在樁孔內抽水中帶出較多細砂,砂岩交界處湧水量大,護壁間被掏空,導致樁孔坍塌。
(3)西北角wkz2-7樁處地質異常,前靠近此樁位的7＃降水井成孔施工時,曾兩次在18m左右塌孔,且wkz2-7樁挖至10m以下出現較厚細砂層,現挖至14.8m還是細砂層,過厚的砂層導致流砂產生,從而造成塌孔。(4)在樁孔下挖過程中,工人未嚴格按照規範要求挖一節土(每節挖深約100cm),做一節護壁或安放一次工具式鋼筋防護籠,並每挖一節檢查一次樁孔垂直度和直徑尺寸,導致累積誤差過大,造成樁孔傾斜或坍塌。
(5)該地段為薄弱土層,雜填土、粉土、粉質黏土層較厚,樁身大部分都處在上述土層中,設計時在樁護壁強度方面考慮不足。
4 處置措施
(1)遇塌孔時,在塌孔處砌磚模板,並配適量φ6～8間距150mm的鋼筋,再支鋼內模澆築護壁混凝土；
(2)遇到流砂時,孔圈護壁的施工可按下列方法處理:①流砂情況較輕時,可縮短這一迴圈的開挖深度,將正常的1m左右一段,縮短為0.5m,以減少挖層孔壁的暴露時間,及時進行護壁混凝土灌注。
當孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成樁孔時,可用稻草、內裝石渣的麻袋、編制袋等封堵材料逐漸堆堵,形成樁孔的外壁,並控制保證內壁滿足設計要求。②流砂情況較嚴重時,常用辦法是下鋼套筒,鋼套筒與護壁用的鋼膜板相似,以孔外徑為直徑,可分成4～6段圓弧,再加上適當的肋條,相互用螺栓或鋼筋環扣連線,在開挖0.5m左右,即可分片將套筒裝入,深入孔底不少於0.
2m,插入上部混凝土護壁外側不小於0.5m,裝後即支模澆注護壁混凝土。若放入套筒後流砂仍上湧,可採取突擊挖出後即用混凝土封閉孔底的方法,待混凝土凝結後,將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。
也可用此種方法,應用到已完成的混凝土護壁的最下段鑽大,使孔位傾斜至下層護壁以外,打入漿管,壓力澆築水泥漿,提高周圍及底部土壤的不透水性。
挖孔樁塌孔處理方案
商會大廈採用挖孔嵌巖擴底樁基礎，樁端持力層為軟質泥質砂岩。由於成孔結束後久拖未能澆注樁身砼，加上擴大頭部分又未設定護壁，導致26個樁孔出現不同程度的塌孔 詳見樁孔倒塌統計表 其中 10個樁孔全部倒塌，已塌到地面，造成地面塌陷，其孔號是33 34 35 48 49 52 59 60 70 71 9個樁...
人工挖孔樁
目錄第一章施工範圍及編制依據 4 1 施工範圍 4 2 編制依據 4 2 1建設單位提供部分 4 2 2規範及地方規範 4 2 3中建一局四公司檔案 5 第二章工程概況 5 1 工程簡介 5 2 地質及水文情況 6 2 1地質情況 6 2 2地下水情況 7 3 人工挖孔樁基設計情況 8 第三章施工部...
人工挖孔樁
一 施工準備 一 作業條件 1 人工成孔樁孔，井壁支護要根據該地區的土質特點 地下水分布情況，編制切實可行的施工方案，迸行井壁支護的計算和設計。2 開挖前場地完成三通一平。地上 地下的電纜 管線 舊建築物 裝置基礎等障礙物均已排除處理完畢。各項臨時設施，如照明 動力 通風 安全設施準備就緒。3 熟悉...