周岳峰 林 谷

廣州市第三建筑工程有限公司 廣東 廣州 510050

由于人們對(duì)改善生活及辦公環(huán)境的需求日益迫切，各種超高層商業(yè)辦公樓、超高層住宅應(yīng)運(yùn)而生[1]。該類工程對(duì)地基基礎(chǔ)的處理要求更為嚴(yán)謹(jǐn)，安全系數(shù)要求更高，其施工難度也比一般地基工程更大[2]。人工挖孔灌注樁具有施工進(jìn)度快、工藝簡(jiǎn)單、單樁承載能力強(qiáng)、布樁靈活、設(shè)備投入少、易于控制工程質(zhì)量、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，深得廣大工程設(shè)計(jì)人員的青睞，被廣泛應(yīng)用于工民建工程的地基及基礎(chǔ)處理中[3]。

在人工挖孔樁工程中，工程施工進(jìn)度受項(xiàng)目選址區(qū)域的地質(zhì)、水文環(huán)境影響較大，在地下水文環(huán)境復(fù)雜、水層分布密集、水量充沛的情況下常常有地下水涌出的險(xiǎn)情發(fā)生[4]，對(duì)后續(xù)工序的施工造成不良影響，輕則影響工期進(jìn)度，增加工程額外支出，重則危及周邊建筑及人民生命財(cái)產(chǎn)安全，造成難以估計(jì)的損失[5]。因此，對(duì)于出現(xiàn)涌水情況的人工挖孔樁樁基，如何高效安全地排清積水，使樁基內(nèi)險(xiǎn)情快速排除，對(duì)施工進(jìn)度及施工人員人身安全的保障十分重要[6]。

1 項(xiàng)目概況

南寧某地標(biāo)項(xiàng)目所處場(chǎng)地為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，巖面起伏大，地質(zhì)情況復(fù)雜，成孔困難，項(xiàng)目主體建筑地下結(jié)構(gòu)3層，基樁按地上結(jié)構(gòu)高度528 m設(shè)計(jì)。其基礎(chǔ)為32根人工挖孔樁，編號(hào)分別為ZH01—ZH32，最大樁徑可達(dá)7 000 mm，遠(yuǎn)大于一般建筑工程中的人工挖孔樁直徑，樁長(zhǎng)最長(zhǎng)40 m。人工挖孔樁樁端飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為61 MPa。樁身混凝土為C50P8，護(hù)壁混凝土為C25?？v筋直徑為16～25 mm，鋼筋等級(jí)HRB400級(jí)。

在人工挖孔樁工程掘進(jìn)階段發(fā)現(xiàn)，ZH8樁樁底在靠近東面處出現(xiàn)5個(gè)涌水點(diǎn)（圖1），水量較大，出現(xiàn)返砂及泥漿上涌現(xiàn)象，且無法通過普通抽水泵完全抽干積水，水下澆筑混凝土無法進(jìn)行，挖樁工程被迫暫停。

圖1 樁底涌水點(diǎn)分布示意

查看工程地質(zhì)勘測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，該人工挖孔樁所處地區(qū)地層結(jié)構(gòu)0～12 m為粉質(zhì)黏土，12～24 m為石灰?guī)r，24～42 m為溶洞及溶槽，其間填充物主要為流塑-軟塑狀淤泥，42～72 m為破碎石灰?guī)r，下伏基巖發(fā)育，人工挖孔樁樁端持力層為微風(fēng)化石灰?guī)r。查看水文勘測(cè)報(bào)告得知，該地段由于鄰近邕江，地下水系眾多，地下持水層含水量充沛，地下水充分得到邕江補(bǔ)給，普通的深井泵抽水無法滿足施工要求。經(jīng)實(shí)地調(diào)查研究，并組織召開方案論證后，決定采用大功率深井泵抽排水＋高壓旋噴樁單樁封堵綜合止水排水技術(shù)，以解決該超大直徑樁基涌水問題。

2 超大直徑樁基礎(chǔ)止水排水綜合施工方案

2.1 樁內(nèi)溶洞封堵

為解決樁基所處巖層內(nèi)溶洞較多而存在施工安全風(fēng)險(xiǎn)的問題，需要先對(duì)巖層內(nèi)溶洞進(jìn)行封堵，采用高壓旋噴樁單樁封堵方法，其中旋噴樁施工具體技術(shù)參數(shù)為：引孔孔徑100 mm，旋噴樁徑1 000 mm，護(hù)壁外圍封閉采用高壓旋噴樁，中心間距800 mm，中心離護(hù)壁邊1 000 mm，根據(jù)超前鉆探報(bào)告建議，樁端嵌入工程樁樁底500 mm。水泥采用P·O 42.5水泥。當(dāng)高壓旋噴樁施工過程出現(xiàn)漏漿而無返漿時(shí)，應(yīng)增加水泥用量，采用間歇、多次重噴措施，間隔時(shí)間為8～12 h，直到孔口返漿為止。

2.2 變管徑集水坑洞施工

根據(jù)潛水泵規(guī)格大小，在樁內(nèi)涌水點(diǎn)使用水鉆鉆出800 mm×800 mm×800 mm集水坑洞2個(gè)，600 mm× 600 mm×800 mm集水坑洞1個(gè)，埋設(shè)直徑為320 mm、長(zhǎng)度為1 000 mm的鋼套管作為降水井，在其頂部焊接直徑為200 mm的鋼套管作為導(dǎo)管，再沿著鋼套管向樁底集水井放置1臺(tái)大功率深井泵，保證匹配鋼導(dǎo)管可連接至地面。使用吊車結(jié)合人工，分節(jié)吊裝降水井及導(dǎo)管，降水井周邊空隙采用快干水泥封堵，然后用φ8 mm鋼筋把導(dǎo)管固定在樁身鋼筋上，保證穩(wěn)定性。沿著鋼套管向樁底集水井放置1臺(tái)深井泵，管徑為150 mm，額定流量為40 m3/h。

2.3 大型深井泵抽水排水

選用深井泵的功率為18.5 kW，在800 mm×800 mm× 800 mm的集水坑洞內(nèi)放置2臺(tái)深井泵，600 mm×600 mm× 800 mm的坑洞內(nèi)放置1臺(tái)深井泵，每臺(tái)接內(nèi)徑80 mm的豎向排水鋼管用作抽水通道，放置完成后安裝不銹鋼透水鋼板，制作成集水井（圖2）并開始進(jìn)行抽水作業(yè)。每日至少2次安排技術(shù)人員對(duì)樁底水量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保樁底無積水。在樁底無明顯涌水后，用混凝土進(jìn)行封堵并進(jìn)行下一步灌漿作業(yè)。

2.4 混凝土泵快速施工

為加快施工速度，同時(shí)使用3臺(tái)同一型號(hào)的混凝土泵進(jìn)行混凝土澆筑（圖3）。該部分作業(yè)機(jī)具選用BW150型壓漿泵、經(jīng)過計(jì)量校準(zhǔn)的量程5 MPa壓力表、水泥漿攪拌機(jī)及0.5 m貯漿筒（上覆濾網(wǎng)），壓漿管選用直徑2.54 cm焊管，壓漿管之間采用絲扣連接，避免焊接。

圖2 樁底抽排水示意

圖3 混凝土澆筑

樁芯混凝土澆筑完成后，采用水泥漿（水泥為P·O 42.5，水為自來水，水灰比0.4～0.5，注漿壓力0.5～1.0 MPa）從孔底往上進(jìn)行回灌封閉。

3 結(jié)語

超大直徑人工挖孔樁在地形、水文環(huán)境復(fù)雜的情況下，經(jīng)常會(huì)因?yàn)橛克鴮?dǎo)致混凝土離析嚴(yán)重、質(zhì)量差。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，使用多臺(tái)大功率深井泵同時(shí)作業(yè)的止水排水綜合施工方案，在排除超大直徑樁底涌水險(xiǎn)情方面取得了有效的成果，在擴(kuò)大頭孔壁外側(cè)引水持續(xù)抽水的技術(shù)工況下，保證了高強(qiáng)混凝土的順利澆筑，大大降低了水下澆筑高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

在樁基出現(xiàn)涌水時(shí)，常用圍堰填高法、泥漿柱平衡法或使用止水帷幕等方法，但對(duì)于上述工程中所遇到的超大直徑、超深樁孔涌水的情況，使用上述方法需要的人力、物力較大，經(jīng)濟(jì)效益低。而使用大功率深井泵綜合止水排水技術(shù)，能快速有效地排出樁基積水，配合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的信息化管理，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，也節(jié)約了人力、物力，可供各類超大直徑人工挖孔樁涌水的綜合治理技術(shù)參考。