临江高水位大尺寸人工挖孔桩监理预控措施

临江高水位大尺寸人工挖孔桩监理预控措施

摘要：在人工挖孔桩施工中，遇地下水位极为丰富或其它不良地质情况时，人工挖孔桩易塌孔，造成实施过程中，成孔难、施工进度减慢。本文主要介绍了临江高水位大尺寸人工挖孔桩在实施前的监理预控措施。

关键词：人工大尺寸挖孔桩临江监理预控 一、项目概况

某项目地块总面积约95000平方米，项目总建筑规模约120万平方米，业态包括高端住宅、购物中心、写字楼、酒店以及服务公寓等多功能为一体的城市综合体，项目位于两江交汇处。

二、施工重难点分析

对于临江高水位大孔径人工挖孔桩由于其自身的特殊性，具有以下特点：

1、超大孔径使得每节施工时间的延长，在复杂土层施工时孔壁更易坍塌或出现流砂现象。

2、孔径过大，孔壁土体更易出现平面应力不均匀现象使得护壁由于受力不平衡而变形。

3、护壁抵抗土侧压力的能力与孔径大小成反比，故护壁厚度随桩径增大而增大，使得护壁沿孔径周长每延米重量加大，而土体对护壁单位面积摩阻力却随孔径的增大而减小。这一增一减直接导致护壁在软散土层中的整体稳定性更差、更易产生塌落事故。

4、孔径大，工程量大，施工工期将延长，导致孔内总出水量增大，既增大了降低地下水位对周边建筑物地基的变形影响，也给成孔和混凝土的浇灌带来了困难。

5、孔径大，持力层面积亦大（扩底时尤其如此），持力层易出现地质不均匀现象如多种性质岩土层、破碎及裂隙岩土层、不等高岩土面岩土层等，给桩身承载能力和桩身综合质量带来影响；

6、桩径过大，桩身大体积混凝土温变控制的有效性将直接影响桩身质量。

7、地下水是深基础施工中常见问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。处理方法有以下几种：

1）地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。

2）水量较大，用水泵抽水也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法。

3）对不太深的挖孔桩，可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数。

4）抽水时环境影响。有时施工周围环境特殊，一是周围基础设施等影响较多，不允许无限制抽水；二是周围有江河、湖泊、沼泽等，不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠措施。最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。

8、人工挖孔在开挖时，如遇细砂、粉砂层地质，加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。

1）流砂情况较轻时，可缩短这一循环的开挖深度，将正常的1米左右一段，缩短为0.5米，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。

2）流砂情况较严重时，常用办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4～6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5米左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2米，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5米，装后即支模浇注护壁混凝土。若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇注水泥浆，提高周围及底部土壤的不透水性。

9、遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，缩短开挖深度，并及时浇注混凝土护壁。支挡木方要沿周边打入底部不少于0.2米深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。

三、监理预控措施

1、施工前准备工作

（1）制定安全技术交底资料，对监理人员进行技术交底。

（2）审查人工挖孔桩专项施工方案。

（3）对施工单位投入到工程中的设备，如空压机、风动凿岩机、电焊机、起土设备等进行设备状况、到位情况检查。

（4）如人工挖孔桩过程中需要爆破作业，应做好爆破作业前的各项准备工作。

（5）检查施工单位安全防护设备如有毒气体检测设备、防毒面具、绝缘胶鞋等的配备情况。

（6）检查施工单位对工人的安全技术交底情况，必要时进行考核。

（7）对工程所需要材料进行审核，主要包括钢筋、水泥、焊条等按照要求进行审核和进场后材料验收和原材料见证送检。

（8）检查混凝土配合比试配情况。

2、桩孔施工监控要点

（1）按照施工图纸及建设方提供的轴线控制点，定出轴线及桩位，并用水泥砂浆固定标桩、龙门架，放出桩位中心线和桩径，并认真进行技术复核，才能开挖桩身土方。

（2）挖桩前，要把桩中心位置向桩的四边引出四个桩中心控制点，用牢固混凝土墩标定。

（3）控制桩的护壁厚度及搭接长度。通过用吊尺测量检查护壁的搭接长度；用定尺检测护壁的厚度。

（4）严格控制跳挖和每天开挖深度确保安全。

（5）控制护壁的拆模时间。

（6）检查、控制桩孔的垂直度，在第一节桩孔完成后，即在桩孔四周引出四个桩心控制点，以后根据桩孔的开挖情况进行吊线检查。

（7）每下挖3节须用十字线对桩的垂直度及中心位置校正一次。

（8）及时跟踪桩孔的开挖进度和入岩情况，（入岩和终孔监理人员必须见证签名，岩样必须经设计人员认可。）会同有关单位及时办理桩孔的终孔验收手续。

3、钢筋笼制作、吊装监控要点

（1）钢筋、焊点出厂合格证明、原材料见证送检。

（2）钢筋笼焊接质量检查：焊接长度、焊缝质量符合要求

（3）检查主筋规格、数量、主箍筋间距、钢筋笼长度必须符合设计和施工验收规范的要求。

（4）钢筋笼吊装时不得碰撞孔壁，钢筋笼严格按设计方位安放，受拉和受压面位置正确。

4、桩芯混凝土浇筑监控要点

（1）浇灌桩身混凝土前必须清理干净护壁的污泥以及孔底的残渣、浮土、杂物、积水。

（2）旁站监理桩身混凝土浇灌的过程，（全过程旁站，抽查坍落度，留做试块）混凝土的落差大于2米时必须采用串筒或溜槽进行浇灌，边浇灌边捣实。

（3）经常抽查混凝土是否按配合比通知单进行计量、配制；查水灰比、搅拌时间、塌落度。随机取样制作试块，每桩一般取一组试件。

（4）检查桩顶混凝土的标高。检查桩顶浮浆处理工作。

（5）浇注桩芯时必须从桩底到桩顶标高一次完成，做到连续施工，分层振捣，不设施工缝。确因停电、混凝土供应等原因造成断桩的，必须严格按有关规定处理后才能浇筑上段混凝土。

（6）在灌注过程中，混凝土表面不得有超过50mm厚的积水层，否则应设法把积水排除，才能继续灌注混凝土。

5、消除地下水的影响

（1）孔底积水。浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，保证混凝土的均匀性、密实性，防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。

（2）孔壁渗水。可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时再关闭。

6、保证桩身混凝土的密实性

桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度是关键，即力求在最短时间内完成一个桩身混凝土浇筑。

对于深度大于10米的桩身下线，可依靠混凝土自身落差形成的冲击力及混凝土自身重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣。经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。

7、合理安排施工顺序

在可能条件下，先施工较浅的桩孔，后施工较深的桩孔。在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而作为排水井，以方便其他孔位施工，保证桩孔的施工速度和成孔质量。

四、安全文明施工预控要点

1、审查专项施工方案中安全措施是否适当可靠有效，是否具有针对性。

2、检查施工单位的工人安全技术交底情况。

3、机具设备由专人检查，保证其完好率，并制定施工机具设备的保养制度。

4、工人上下井，不得用人工拉绳子运送人员或脚踩凸缘上下桩孔，而必须另配钢丝绳及滑轮且有断绳保护装置，并随挖孔深度增加延长至工作面，供人员应急使用。做好孔口围护措施，井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。

5、孔内作业时，孔口上面必须有人监护，挖出的土方应及时远离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。

6、孔内作业人员必须带安全帽，安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。

7、利用吊桶运土时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人。电动葫芦运土应检验其安全起吊能力后方可投入运行。

8、孔深挖至超过挖孔人身高时，在桩孔口或孔内装设靠周壁略低点的半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣桶上下时，孔下工作人员应避于护板（网）下。

9、起重工具失灵的预防措施：在开工前应该检查记录工具的各个部位是否完好，防止施工过程中吊索断裂导致的物体打击。使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，电葫芦宜用按扭开关，上班前，下班后均应有专人严格检查并且每天加足润滑油，保证开关灵活、准确；铁链无损，有保险扣且不打死结；钢丝绳无断丝。支架应稳定牢固，使用前必须检验其安全起吊能力。

10、在施工过程中，施工人员每隔2小时出孔休息并用鼓风机向孔内送风5min，当孔深超过10m时，应配备专门的向孔内送风设备。

11、井下施工照明必须采用安全矿灯或12V以下的安全灯，孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。

12、禁止孔内边抽水边作业。

13、施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。

14、排桩必须采用间隔开挖，最小施工净距一般不得小于4.5米。根据工程的需要可以考虑人工挖孔支护桩墙拟分3批跳挖施工。

15、完成第一批桩施工后，可开挖下一批桩，并将切入下批桩内的上一批桩护壁凿掉，其它做法与第一桩基本相同。

16、护壁施工采用一节节定型钢模板拼装而成，拆上节、支下节，循环周转使用。第一节护壁混凝土施工时，要高出地面200mm。混凝土在现场用混凝土搅拌机搅拌，用吊桶运输，人工浇灌。如遇软土层，则可采取减少一次成型护壁高度的办法通过软土层或其它处理措施。

17、施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，并要勤检查、注意土层的变化，当遇到流砂、大量地下水等影响挖土安全时，要立即采取有效的防护措施后，才能继续深挖。

五、监理实施措施

在施工实践中，结合实际情况，总结出了大直径挖孔桩的施工措施，较有效地解决临江高水位大尺寸人工挖孔桩施工难题。

1、当遇局部软土层，如桩身的一半或局部遇流塑、软塑状淤泥时，采用垂直土钉与土工编织物及水泥砂浆组合，对局部软土层加固处理；

2、当桩孔太深，而土质过差，护壁有下坠坍塌危险时，设置多层孔壁斜向土钉，增加土壁与钢筋混凝土护壁的联结，确保护壁的稳定性；

3、当孔径过大，孔内水量过大，又遇松软复杂土层（如流砂层或淤泥层）时，可采用“井中井”方法施工。

4、孔壁出水量过大时，为避免上段孔壁出水影响下段成孔或桩身混凝土的

施工采取分段排水法进行孔内抽排水。

5、采取对应性加压回灌法解决因降水造成周边地基下沉的问题。

6、采取压浆技术解决持力岩土层出现的力学性能不均匀问题。

7、解决桩身大体积混凝土温变问题，主要从混凝土制作材料的使用、施工方法和混凝土养护入手，减少和延缓水化热在混凝土内部形成的温升和温降作用。由于桩芯混凝土处于地下养护环境较好故温控手段主要放在混凝土制作和浇灌方式方面，为此在进行桩芯混凝土配制时应考虑以下措施：

1）选用优质粉煤灰作为掺合料取代部分水泥用量；

2）改善混凝土骨料级配，适度加大粗骨料直径。

3）当直径过大时，还可考虑采用纵向垂直分层浇捣法施工，即先浇捣桩身外圈混凝土，再浇捣桩身中心混凝土，视具体情况确定分层数以减小混凝土散热体积尺寸。

8、当遇地下水时的处理措施：

地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象

1）地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。

2）水量较大时，当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。

3）对不太深的挖孔桩，可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数，一般即可解决。

4）抽水时环境影响，有时施工周围环境特殊，一是抽出地下水进出时周围环境，基础设施等影响较多，不允许无限制抽水；本项目位于两江交汇处，不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。

5）处理这类问题最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。

六、结束语

在正式施工活动开始前，对影响孔桩质量的各因素和有关方面进行分析和预控，是施工阶段监理对孔桩质量控制的工作重点，制订切实的控制措施，是实现项目质量的前提保障。