浅谈人工挖孔桩施工中对遇流砂层的施工技术

来源:用户上传      作者: 乔永波

　　人工挖孔桩施工方便，作业时无振动、无噪声。由于采用人工成孔，便于检查孔壁和孔底的地质情况，清底干净，质量可靠，因而在铁路、公路、工业与民用建筑中得到广泛应用。人工挖孔桩在施工中常遇到各种技术问题，流砂就是一种常见的现象。本文结合工程实例，介绍如何处理流砂地质条件下人工挖孔桩的施工策略。
　　
　　1.工程概况
　　双吉站雨棚工程建筑面积13000平米，基础为人下挖孔桩，总计144根，本工程桩设计等级为丙级，采用直径800的人工挖孔桩灌注桩，桩长10.5米，桩顶镶入承台100mm，单桩竖向抗压极限承载力标准值2450KN，竖向抗拔极限承载力510KN，桩短进入持力层（圆砾层）3倍桩径。
　　地质说明：由站台面至人工挖孔桩底部如下:
　　原站台回填土(厚度约为4米)→淤泥质涂层（厚度约为1-2米）→沙层（约为3-4米）→圆砾层
　　2.对遇流砂层的施工技术处理措施
　　2.1 抽水
　　抽水的泵必须加漏电保护，且每天由工地电工对每一个泵进行检查。水泵抽水时，在泵的迎水面，先用钢窗纱包裹起来。根据桩深的不断变化，桩底水量也随之增大，在抽水过程中通过不断地调整水泵的型号，保证出水量略大于进水量即可。水泵要装设逆流阀，保证停止抽水时，抽水管中残留的水又流入桩孔内。
　　2.2 挡砂
　　2.2.1加设挡砂过滤材料
　　在人工开挖之前，制作不同高度的护壁模型，如200～500mm不等，先将长约1.0m左右、中14 mm或中16 mm的钢筋从护壁外侧插下(用于支撑挡砂过滤材料)，并将其砸下与上部钢筋进行可靠绑扎。
　　随着深度的不断增加，在钢筋外围不断地加设挡砂过滤材料，如竹篱笆、砂袋、稻草等，以防止护壁外侧泥砂从上部落人桩内，并不断地加设护壁箍筋并尽快进行绑扎。但其高度不宜过高，控制在20～50 cm即可，既要有一定的强度，还要将其与上层护壁闭合，这样才能有效地阻止外围的砂子涌进桩孔内。
　　2.2.2边浇混凝土边挖
　　钢筋按上述方法绑扎完毕，深度一般控制在20 cm左右，先将模型支好并经过校核后，将混凝土准备好从上部灌入，不断地从模型下部将砂挖出致使混凝土不断下落，按此逐层施工并及时振捣。但按此方法施工时要严格控制混凝土的坍落度和和易性，应采用坍落度较大的混凝土。
　　2.2.3钢护筒施工
　　1）经计算和挖孔施工经验，将3mm厚钢板做成筒状，钢板缝满焊，筒外壁用Φ14@500m钢筋做加劲箍。在钢筒内壁上端焊150mm宽Φ12钢筋内环网格，便于砖铺放。钢护筒长度以1.25m左右为宜；2）根据钢扦检查淤泥混流砂层厚度，确保钢护筒最后一节同桩径，且钢筒进入粉质粘土层50cm的长度为准，计算钢护筒起始一节的直径；3）将第一节钢护筒吊放下桩孔，校正位置和垂直度。将砖错缝均匀平放在钢护筒内壁上端150mm宽Φ12钢筋内环上；4）先挖钢护筒周围淤泥混流砂，使钢护筒逐渐均匀下沉，同时，随时校正钢护筒的倾斜度，防止钢护筒不在垂直线上。如果钢护筒不在垂直线上，浇注桩时，桩心倾斜后在竖直荷载作用下产生一附加弯矩，因而竖向承载力将有所减弱；岩桩的倾斜度超过6％，其竖向承载力可能损失近半。钢护筒均匀下沉一定深度后。将中间凸起的淤泥混流砂挖除。再挖钢护筒周围淤泥混流砂，使钢护筒逐渐均匀下沉，随时校正钢护筒的倾斜度。待钢护筒下沉到一定深度后，将中间凸起的淤泥混流砂挖除；5）第二天把砖取出，并割除钢护筒内壁上150mm宽Φ12钢筋内环，重新放第二节钢护筒，校正位置和垂直度。将砖错缝均匀平放在钢护简内壁焊150mm宽Φ12钢筋内环上。再次挖此节钢护筒周围淤泥混流砂，使钢护筒逐渐均匀下沉一定深度，随时校正钢护筒的倾斜度，将中间凸起的淤泥混流砂挖除．旋工方法同第一节钢护筒；6）第三天把第二节钢护筒内砖取出，并割除钢护筒内壁150mm宽Φ12钢筋内环。两钢护筒相连处用水泥袋堵塞缝隙，两钢护筒之间用怊钢筋焊牢，并用C25细石混凝土捣实，混凝土增加速凝剂和减水剂。重复操作，直至穿过淤泥混流砂层。
　　平放砖应布置均匀。每块砖相互搭接、平直，不出现倾斜现象。应均匀开挖钢护筒周围淤泥混流砂，防止一边挖，一边斜现象，确保桩径偏差±20mm以内，垂直度允许偏差小于1％。确保每天一节施工完毕；发生管涌现象，孔下人员必须立即出来，将备用砂袋固填在流砂的桩孔，流砂控制后方可施工。
　　2.3 挖桩
　　挖桩进入卵石层后，通过验算，决定将进入卵石层后的扩大头下移50 cm，同时扩大头的角度变大，但进入卵石层的厚度不变。倘若刚进入卵石层就开始做扩大头，则有可能导致卵石层达不到一定的厚度，因不能承载上面其他层的压力而导致垮塌。而进入卵石层50 cm左右后再开挖扩大头，可以有效地阻止垮塌。
　　2.4 浇注混凝土
　　为确保桩身混凝土的灌注质量，施工中抽水、灌注、振捣必须坚持快的原则。桩身混凝土的拌和采用现场搅拌站拌和，在封底前，先拌制半干混凝土，此混凝土的强度等级要比设计强度高10～15％，水灰比宜≯0.6，并有良好的和易性，初期坍落度宜为14～16 cm，储备在搅拌机内，并做好上料准备。潜水泵抽水在尽量抽干后，迅速提出潜水泵并灌注混凝土，后续混凝土要保证连续、快速地拌制并浇注，并且一定要一次封死桩孔底水，以免造成桩身混凝土离析，影响桩身混凝土质量。
　　3.结语
　　人工挖孔桩在流砂地区成功施工的工程实例有，但不同地区的桩基，南于地下土质及流砂层分布情况不同，采用的施工方法也不同，本工程采用的钢护筒方法，结合了当地的实际情况，考虑了技术和经济效益，有其特色，对今后的类似工程提供了参考。
　　
　　参考文献:
　　[1]范正根.流砂地区人工挖孔桩施工方法的探索与实践.工程建设与设计.2007（9）.
　　[2]潘必胜.流砂地质条件下人工挖孔桩的处理.路基工程.2008（3）.
　　[3]徐治年.人工挖孔桩在复杂地质条件下的施工-----以玉林师范学院演示中心及风雨球场工程为例.企业科技与发展.2010（16）.
　　
　　（作者单位：中航港建设（北京）有限公司）

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