钻孔灌注围护桩障碍物处理实例分析

钻孔灌注围护桩障碍物处理实例分析

陈阿锋

【关键词】基坑围护；钻孔桩；地下障碍物；清障处理

1.引言

钻孔灌注桩是一种施工工艺简单、技术成熟、安全可靠并且适应性很强的基坑支护结构，被广泛使用于各种复杂地层和不同类型基坑工程。钻孔灌注桩具有施工速度快，造价低等优点，桩体刚度较大，控制基坑变形好、施工工艺较简单、桩体可以作为永久结构的一部分。同时，因其对各种土层的适当性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在实际工程中得到了广泛应用。钻孔灌注桩对于能穿越大部分地层，比其他围护结构入岩更多，在岩层较浅的基坑广泛使用。由于其广泛应用，其所面临的周边环境、地质情况也千差万别，施工中经常会遇到诸如废弃建筑物基础、废弃人防及污水池等各种地下障碍物，对钻孔灌注桩施工带来很大困难，也对钻孔灌注桩成桩质量造成影响[1]。

2.常用地下障碍物处理方法[2]

目前对地下障碍物处理方法常用主要有以下几种：

1）机械/人工挖除法

机械/人工挖除法在实际工程中应用较多，施工时采用挖掘机或人工将地下障碍物整体挖除，然后回填密实后再进行钻孔桩施工。主要适用于埋深不深的各种地下障碍物处理，挖除时当有地下水时应进行降水处理。

2）钻进穿越法/钻进挤靠法

钻进穿越法/钻进挤靠法采用牙轮钻或冲击钻将其钻凿或冲碎穿透成孔。遇零星块石时采用挤靠法，通过成孔作业将块石挤入孔壁内。适用于孤石、块石、条石及钢砼建筑垃圾。

3）冲爪抓除法

冲爪抓除法为采用小径钻头在钻孔灌注桩设计孔位打一小孔，使待处理的块石滚落入其中，再用冲爪抓除。适用于孤石、块石、条石及钢砼建筑垃圾等。

4）护筒隔离法

护筒隔离法利用护筒穿透地下障碍物，在护筒内施工钻孔灌注桩。其适用于地下人防工事或污水池，当钻孔桩位于地下人防工事或污水池中心位置时，只需凿除顶盖与底板，使凿作部分直径比钻孔桩护筒直径稍大，并在顶底板间砖砌一个钻孔护筒，然后即可进行钻孔灌注桩施工。

3.工程实例

1）工程概况

某地铁车站基坑深约22.7m，采用钻孔灌注桩+内支撑围护结构体系，桩长26.2m，桩底埋深28.2m。根据勘察报告勘察期间基坑深度范围内未发现地下水。根据物探资料，车站范围内存在一沟渠横穿车站主体结构。沟渠深约7.5m，宽5.2m至8.3m，沟渠上方为钢筋混凝板桥，两侧边墙为砌石重力式挡墙（挡墙基础埋深9.5m），墙顶宽1.2m，底宽约3.2m。沟渠底为400厚浆砌片石+100厚砂垫层，目前该沟渠已废弃，现状未被回填。根据车站线站位方案，沟渠横跨车站主体结构，影响车站主体及附属围护桩（钻孔灌注桩）施工，围护施工前需对废弃沟渠先进行处理。车站围护桩与废弃沟渠相互关系见图1、图2。

图2沟渠横剖面图（1-1截面）

2）方案比选

由于废弃沟渠为完整重力式砌石挡墙与片石混凝土基础，体量较大，且上下破除深度较深（9.5m），钻进穿越法/钻进挤靠法、冲爪抓除法处理方案均效果较差。同时本工程钻孔灌注桩为φ900@1300密排围护桩，非单根基桩，且竖向需破除部分高度达9.5m，护筒隔离法处理效果亦较差。根据地质勘察资料，本站在勘察期间未发现地下水，沟渠底位于地下水位以上，而且沟渠现状未回填，使用机械/人工挖除清障条件较好，推荐使用机械/人工挖除法。

3）方案设计

处理范围确定：为保证围护桩施工顺利及成桩质量围护桩两侧3.0m范围内沟渠边墙及底板结构均需挖除；

挡土墙设计：由于沟渠现状未回填，且位于交通主干道下方，为保证后续灌注桩施工并减少对交通的影响，沟渠边墙及底板挖除后，在回填土前在沟渠中设置挡土墙，挡土墙采用C20素混凝土重力式挡土墙，挡土墙墙高7.5m，顶部与冠梁顶平齐，顶宽1.0m，背土坡率1:0.3，祥见图3。

填土要求：为保证围护桩成桩质量，围护桩两侧3.0m范围内应用粘土回填，含水率控制在最优含水率±0.02，填土应分层夯实，碾压时每层厚250-300mm，压实度不小于0.95。

具体施工步骤：

(1)破除道路路面及沟渠上方钢筋砼顶板；

(2)采用1:0.3坡率放坡开挖，破除围护桩两侧3.0m范围内沟渠边墙及底板；

(3)施工填土挡土墙，回填土至冠梁顶标高；

(4)施工围护桩。

4.结语

根据现场实施情况，在主体期施工围挡内进行废弃沟渠的处理，对周边影响较小，处理后成桩质量较好，基坑变形控制在限值内，处理方案可行。

常用地下清障的方法有各自适用的情况，由于具体工程地质情况及可能遇到的地下障碍物种类各有不同，因此在选择处理方案时应综合地下障碍物特点，地质、水文情况等选择适宜的清障方案。

参考文献：

[1]地基处理手册编写委员会·地基处理手册[M]·北京:中国建筑工业出版社,1988

[2]王臣·常见钻孔灌注桩遇地下障碍物的处理方法·[J]·沈阳大学学报，2006.08