高麗鵬

Grouting and Water Stop Technology of Manual Digging Pile

摘要：廊坊地區(qū)地下水豐富，施工地點位于砂土層，地下水位高，孔內滲水，并且在動土過程中極易破壞粉砂層的平衡狀態(tài)，易產生塌方，并發(fā)生流砂現象，這將嚴重影響施工。并且為了防護現有鐵路路基，只能采用人工挖孔樁防護。為保障孔內作業(yè)人員安全及既有京滬鐵路路基穩(wěn)定性，人工挖孔樁采用水泵抽水配合四周外圍單層或者雙層注漿止水防護的施工方法，利用水泥漿凝固后封水，進而減少滲水塌孔發(fā)生人身事故的概率。

Abstract： The groundwater in Langfang area is abundant， and the construction site is located in the sand layer， where the groundwater level is high， the water in the pores is percolated， and the equilibrium state of the silt layer is easily destroyed in the process of moving soil. It is easy to produce landslides， and the sand flow phenomenon will occur， which will seriously affect construction. And in order to protect the existing railway subgrade， manual digging pile protection can only be used. In order to ensure the safety of operators in the hole and the stability of the Beijing-Shanghai railway subgrade， manual digging piles adopt water pumping to match the surrounding single-layer or double-layer grouting and water-proof protection construction methods， and use the cement slurry to solidify and seal the water， thus reduce the probability of personal accidents caused by water seepage and hole collapse.

關鍵詞：注漿；止水；人工挖孔樁；滲水；事故

Key words： grouting；water stop；manual digging pile；water seepage；accident

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0208-03

1 工程概況

廊坊熱電廠鐵路專用線自廊坊北站東牽出線引出，上跨和平路后利用方向曲線與京滬三線間距拉開至10m，向東南與京滬三線并行延伸，之后左轉下穿104國道后進入電廠。和平路立交橋需要按原橋對孔接長達到并行線間距5m。破除原有端翼墻需要保持京滬鐵路路基穩(wěn)定，設計采用直徑Φ1.25、樁長3m人工挖孔樁防護既有路基。

據設計院勘察資料顯示，施工沿線地層主要為人工填土和第四系全新統(tǒng)沖洪積層，現將巖土各層由上至下分述如下：

①人工填土：雜色，稍濕，松散至稍密，含白灰渣、紅磚頭、水泥碎石及粉土（含小石子）為主，土質不均，揭露厚度0.60～5.10m。

②粉砂：黃色，潮濕，中密，含云母、長石、石英，顆粒級配較差，夾粉土，揭露厚度0.90～2.30m，基本承載力110kPa。

③粉細砂：厚2～5m，稍密，飽和，基本承載力120～150kPa。

④中粗砂：厚0.5～5m，稍密-中密，飽和，基本承載力200～250kPa。

所在地區(qū)水文：本區(qū)屬溫帶半干旱氣候區(qū)。年平均降水量502.6～546.6mm，年平均蒸發(fā)量1685.9～1862.0mm，全年降水主要集中在七、八、九三個月；極端最高氣溫36.2～41.9℃，極端最低氣溫-25.6～-17.8℃，年平均氣溫為9.9～12.4℃；風向以西北、西、東北風為主，平均風速2.1～2.2m/s。霜凍期為10月至次年3月，降雪期與霜凍期基本相同，最大積雪厚度為17cm；土壤最大凍結深度為58～63cm。

2 制定方案原因

由于廊坊地區(qū)海拔較低接近海平面，地下水位高，孔內滲水，給人工挖孔樁的施工帶來了很大的困難，并且在開挖孔樁過程中破壞粉砂層的平衡狀態(tài)，易產生塌方，并發(fā)生流砂現象，這將嚴重影響人工挖孔樁施工。為保障孔內作業(yè)人員安全及既有京滬鐵路路基穩(wěn)定，采用挖孔樁四周先注漿隔水以使水泥漿凝固后四周粉土膠結為整體，然后使用抽水排水配合的方案，保證作業(yè)人員人身安全，保證既有京滬鐵路路基穩(wěn)定。

3 施工方案

3.1 方案詳述

測量定位人工挖孔樁。樁位軸線采取以地面設十字控制線控制，高程采取基準點控制。將樁控制線和高程引到首節(jié)混凝土護壁上。每節(jié)以十字線對中，吊錘線作中心控制位置用。用尺桿找圓周，以基準點測量孔深，以保證樁位、孔深和截面尺寸正確。

平整場地，鏟除松軟填土層并夯實?？卓谒闹芡谂潘疁?，做好排水系統(tǒng)，及時排除地表水，搭好孔口雨棚，布置好運土道路，合理堆放材料和機械，尤其注意材料和機械不得侵限。孔口四周不得堆放水泥雜物。

進行挖孔樁施工前，首先對孔樁外圍鉆孔。注漿孔的布置要以漿液擴散不出現漏注為原則。為此鉆孔間隙的布置要小于水泥漿的擴散半徑。而擴散半徑要根據現場實際情況確定。通過現場試驗擴散半徑從而確定在距離挖孔樁外圍50cm處鉆孔（孔徑5cm，孔深≥砂土層厚度，孔距<20cm），鉆孔環(huán)挖孔樁一周。

如圖1平面圖：

鉆孔盡量用小型鉆機，并根據現場地層情況和作業(yè)環(huán)境確認。鉆孔偏差不小于10cm。鉆機應盡量放低，減少對周圍地面的震動影響。操作人員要注意鉆桿的傾斜角和變形。

鉆孔成孔后用注漿壓力泵將水泥漿注進孔內。壓漿管是關鍵部件，安裝時要仔細放置，防止堵塞，同時要配備用管。水泥漿的配合比應根據地層情況和膠凝時間通過試驗確定。注漿要先稀后稠，當壓力達到設計壓力后應靜置1min。按順序注漿完成后要檢查注漿孔，如果有漏注應補漿。

注漿48～72h水泥漿初凝后進行挖孔樁施工。人工開挖過程中及時分段做好護壁，并在開挖過程中挖至地下水位時，孔中預留集水井，以便及時用潛水泵抽出孔內少量積水。集水井應隨挖土加深而加深。隨著挖孔加深，及時安裝通風、照明等設備。

孔樁深度達到設計要求后，進行孔底清理，使孔底平整、無松土淤泥。然后同一般挖孔樁一樣，鋼筋籠在孔外加工制作，然后分節(jié)吊入樁孔，人工孔內綁扎固定。灌筑混凝土要連續(xù)作業(yè)，混凝土下料用串筒，減少混凝土的離析。養(yǎng)護混凝土達到施工規(guī)范要求強度后便可以進行下道工序施工。

3.2 施工流程圖

3.3 注意事項

①為保證隔水性能建議注漿孔設多層，并成梅花樁形式交錯排列。

②為減少施工工期水泥漿可摻入速凝劑減少初凝時間。冬季施工建議摻入防凍劑。此工程經過試驗室綜合試驗結果，實際使用水泥漿比例1：1，并摻入5%的水玻璃。

③注漿壓力應大于2MPa，滿漿后為減少氣體影響和滿足土層吸收擴散，應注意補漿一次。

④此注漿措施不能代替護壁保護，只是減少孔內滲水現象。

⑤樁孔開挖一節(jié)，澆一節(jié)混凝土護壁，以保證孔壁穩(wěn)定和安全操作。樁口護壁均應高出地面20～30cm，不施工的井口均用不易變形的蓋子覆蓋，并在四周采取護欄防護，懸掛警示標志。

⑥人工開挖過程中應及時通風，井口作業(yè)人員要掛安全帶，井下作業(yè)要戴安全帽。人員上下要配備繩梯或鋼筋爬梯。夜間施工用36V低壓電照明。

⑦樁基開挖過程中應注意注漿孔的保護，防止在開挖過程中出現大量滲水現象，如有，應立即停止開挖并補漿。

⑧樁孔位中心線允許偏差±10mm；樁孔垂直度允許偏差不超過3‰。

⑨機械、材料的使用應嚴格按照鐵路局的要求上報施工計劃，不得侵限、違規(guī)作業(yè)。

3.4 方案可行性研究

①為確認此方案的施工可行性，特在同地質條件下按照常用工藝同時進行挖孔樁施工。共開挖3孔，1#樁、2#樁為試驗樁，3#樁為對比樁。1#、2#樁在開挖期間四周滲水現象明顯改善減少，3#樁在樁孔開挖深度達到1m后出現大量滲水，嚴重威脅施工人員的安全，無法繼續(xù)施工。

對比施工過程中孔底同尺寸集水坑水深監(jiān)測結果如表1。

注：1#、2#孔樁注漿后開挖，3#孔樁未注漿.

②挖孔樁注漿范圍內下挖1m，水泥砂漿凝固后封水效果明顯，往下效果漸弱，但3m范圍內已基本穩(wěn)定滿足施工要求。

③在挖孔樁施工過程中，測量小組對附近地面進行了全面、系統(tǒng)的沉降觀測，根據沉降觀測資料匯總顯示，附近路基位移為1mm，沉降為0～±1mm，表明挖孔樁周圍地面沒有受到挖孔樁施工的影響。

4 結論及評價

注漿措施能否起到預期的目的，根據挖孔樁所處的周邊環(huán)境、工程及水文地質條件而選取的漿液類型、注漿工藝及參數等都有密切的關系，還與施工中的監(jiān)測和不斷調整的注漿參數有密切關系。同時，正式注漿前一定要根據試驗選取并調整注漿參數，并加強注漿后的質量檢測。當檢測不合格時，應進行補注漿或采用其它措施補救，從而保證挖孔順利施工及施工安全。

在精密的計算和經驗數據指導下，通過施工觀測，顯示在高水位、砂土層厚地質條件下采用此方法能大幅減少樁孔內滲水現象，不僅使人工挖孔樁施工高效便捷的完成，確保了鄰近既有線鐵路的施工工期，也減少了人身事故發(fā)生的概率。通過項目部測量人員的監(jiān)測，既有鐵路路基未發(fā)生沉降和位移，達到了預期施工目標。這一方法也獲得北京鐵路局工務段及業(yè)主人員的一致好評。

參考文獻：

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