基坑支护工程钻孔地面塌陷及塌孔处理措施

基坑支护工程钻孔地面塌陷及塌孔处理措施

江小凤

广西五洲金桥农产品有限公司 广西南宁 530000

摘要：常用的基坑支护方式包括土钉墙、地下连续墙等等。而如果无法合理处置深基坑支护工程，那么就会对工程带来不利影响，例如地面塌陷、地面塌孔、支护结构破坏等等，不但会对建筑项目本身带来不利影响，同时也会给地下周边建筑物等带来不利影响。基于此，本文将以某工程为例，就基坑支护工程钻孔地面塌陷及塌孔处理措施展开进一步分析，希望能够给同行带来一定的参考价值。

关键词：基坑支护；钻孔；地面塌陷；地面塌孔；处理措施

1引言

施工场地位于柳州市柳州市桂柳路东侧，静兰路东一巷西侧，南面、西面和北面均为城市主干道，车流量大。东面为大堂人家小区，房子未交付验收。

本工程采用单排支护桩、双排支护桩+旋喷桩加固支护；AB\CDE\EFG段的基坑侧壁支护安全等级为二级，重要性系数为γ=1.0；其余安全等级为三级，重要性系数为γ=0.9。基坑支护结构使用年限为一年。本工程±0.00m各栋的高层均不相同，有二层地下室的基坑底高层为78.5m（开挖深度9.5m），位于整个基坑的ADG段，只有一层地下室的基坑底高层为82.4m（开挖深度5.9m），位于整个基坑的GKA段。

2施工现场情况

在支护桩施工过程中，出现以下情况：东面的支护桩设计有效长度为9.5m，冠梁顶标高为-5.5m，地面标高至冠梁顶约有5米空桩，且上部土质为回填土，采取泥浆护壁施工工艺和跳打桩后，泥浆流失严重，回填土松软，中间的孔均产生严重的塌孔现象。同时，东侧支护桩在成孔过程中，也存在上部土层垮塌，出现地面塌陷，护筒下沉的情况，对支护桩的施工作业的施工机械设备和人员产生极大的安全隐患。

南面场地内地势高（标高为），场地外道路地势低（标高为），并且场地内回填土很厚，导致钻孔时，大量塌孔，塌陷蔓延至红线外，且泥浆返涌上地表往红线外市政道路上溢出。

西面地质情况较为复杂，上层土质为回填土，回填土下面为建筑垃圾回填，并且需要入岩，支护桩入岩施工时震动很大，导致回填土和建筑垃圾间隙扩大，泥浆流失严重，护壁效果不佳，孔壁塌孔严重，并且泥浆从建筑垃圾缝隙串出，流到围墙外污染市政道路。

考虑到以上情况，为了保证成桩质量与成桩效率，必须采取有效的方式，排除或削弱塌孔和地面塌陷问题的发生。

3基坑支护工程钻孔地面塌陷及塌孔处理措施

3.1常规成孔方案

当钻孔中下部范围内塌孔程度较轻，或靠近地面护筒周边处的塌陷程度较轻时，在调整泥浆浓度，使用泥浆护壁还能进行一定程度的支护时，可继续采用常规成孔方案，在灌注前保证沉渣和孔深符合设计及规范要求情况下，可以进行正常浇筑。

3.2低标号混凝土回填

采取正常成孔方法施工，当塌孔程度较严重，或地面塌陷情况复杂，为了保证成孔质量和施工进度及施工人员、施工机械安全，采用灌注低标号混凝土（C15）的方式进行回填，待混凝土强度达到70%以上（或灌注完成间隔24h）后再进行二次成孔。混凝土标号及配合比混凝土可采用C15素混凝土，为尽快提高混凝土强度，节约施工时间，可在混凝土中掺加一定早强剂，提高素混凝土的早期强度。

3.2.1掺加方法

首先，对于地面以下部分的塌孔，钻孔穿过塌孔严重部位后，灌注低标号混凝土至塌孔影响面顶部标高往上1m的高度，既保证塌孔部分的软弱土层能有效支护，也最大化节约了材料消耗和二次成孔耗时，最大程度节约了处理成本。

其次，对于地面塌陷，为了保证施工安全和效率，应灌注低标号混凝土至地面标高，间隔有效时间待混凝土具有一定强度后进行二次成孔。

3.2.2施工注意事项

回填混凝土强度达到70%后（根据现场实际情况，和混凝土凝结情况，一般在间隔24小时后可进行二次钻孔作业），待完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。

3.2.3主要适用范围及优势

适用于揭露深度较深的中、小型溶洞，有无填充物均可采用此方案，对于严重塌孔的空洞，地面塌陷等，亦可采用回填素混凝土的方法，施工方法简单，效果明显。

3.3 振动锤长护筒施工

对于成孔慢、成孔难度大的复杂地质条件，且施工工期紧、要求见效快，应考虑振动锤震沉振拔长护筒配合旋挖机进行桩基施工作业，先用旋挖钻机进行引孔，钻孔至渗水及塌孔部位停止钻孔，用振动锤震动下压长护筒至稳定岩面，旋挖再进行成桩钻孔，钻孔至设计桩底标高后下放钢筋笼灌注砼，灌注砼至桩顶标高后，再使用振动锤震动上拔钢护筒后重复使用。

首先，为保证旋挖机有效钻进成孔，钢护筒内径应大于桩径约20cm。其次，刚护筒内直径参考现场桩径制作，壁厚δ=8-12㎜（根据所需护筒长度进行调整），在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口， 制作好后运至施工现场。第三，刚护筒长度取决于土层厚度或溶洞位置，根据所需埋设深度，埋设方式分为单节埋设和多节护筒焊接埋设。护筒总长度一般不大于10m，超过十米后由于护筒重量及护壁摩擦力巨大，使得振动锤无法有效的进行振拔震沉作业，会增大护筒无法拔出的可能性。第四，由于地质情况复杂，在灌注完成后，使用振动锤对于埋设后的长护筒进行振拔，同时也可能会出现无法振拔，致使长护筒为一次性埋设而非重复使用的情形。适用情况即工期要求紧、成本投入大。现场地质情况复杂的严重塌孔或是复杂溶洞等地质情况。

3.4 钢护筒跟进加固

采用钢护筒跳进法，一面钻进，一面接钢护筒，并且将其钻至或压到（震动下沉）至已钻成的孔内。首先，选择钢护筒。内护筒长度和内径的确定：护筒长度L=（h+H）m（h为超前钻确定的溶洞高度，H为溶洞顶到地面加30厘米的高度）；单层护筒内径大于桩直径10cm，多层护筒最内层护筒内径大于桩直径10cm，其外面一层护筒内径大于内层护筒外径10cm，并以此类推。钢护筒孔径要准确，连接顺直，用卷扬机成型。钢护筒要有一定的刚度，单个大溶洞用单层护筒，两个大溶洞用双层护筒，并以此类推。

其次，沉放内护筒。当钻孔穿过溶洞顶部时要在顶部厚度范围旋挖成孔并且保持圆滑垂直的孔壁，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自生重量）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。用旋挖成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应保证钻头的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。钻头直径大于刚护筒外径3~5cm，护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径（或更换适用子弹头）进行完全成孔。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔竖直，无歪斜、缩孔。

适用于特大溶洞(溶洞高度大于3米)、无填充溶洞、半填冲溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层时。该方法造价高，进度极慢。需对旋挖机改造更换带有刚护筒跟进的动力头，或是增加全回转护筒钻进装置，同时预备有大量搭接式跟进式刚护筒，且会扩大整体桩径，一般不考虑该处理方案。

4本项目采取的处理方式

考虑到场地地质条件和土层性质，并根据现场初步勘察报告说明，采取如下方式进行处理：首先，当钻两三个孔后发觉这地段上层土质松软，下护筒后面层就已经塌陷时，对后期开孔时采用3~4m长护筒先压好后再用旋挖机钻孔，避免由于上层土质因为雨天积水产生松软塌陷影响到下部开挖，成孔验孔后及时下钢筋笼并浇灌。其次，如果长护筒下部塌陷，导致护筒下沉或者道路塌陷时，及时通知监理、甲方确认后，采取低标号C15混凝土浇灌后，等混凝土强度达到70%或者间隔24小时后再重新钻孔。第三，当采取间隔1~2个空位跳打时，出现大面积坍塌，存在机械设备侧翻或者危及施工人员安全时，及时停止开挖，并经监理、甲方认可后，采取低标号C15混凝土浇灌后，等混凝土强度达到70%或者间隔24小时后再重新钻孔。

5结束语

综上所述，基坑支护工作技术复杂，在土建施工期间要科学选择深基坑支护技术，根据实际情况，针对基坑支护工程钻孔地面塌陷及塌孔问题提供高效性的措施，着力保障安全，从而进一步提升施工质量。

参考文献

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