人工挖孔桩在高填方地基处理中的应用

人工挖孔灌注桩

在高填方房屋地基处理中的应用

第三项目部 尹玉平

摘 要：介绍人工挖孔灌注桩在高填方房屋地基处理中的施工技术。

关键词：人工挖孔灌注桩；高填方；地基处理

2丁河站工务工区为两层砖混结构，建筑面积650m，房屋位于站场高填方，经现场地质勘察后，回

填土主要成份为强风化—微风化岩、碎石、残积物等混合而成，块石含量为30～55%，粒径一般为10～40cm，最大粒径达0.6m以上，地质分布如下表：

表1

1地基处理方案确定

在施工前经设计、施工人员多次到现场调查研究，对地基处理的几种常用方法从地质条件、施工技术和经济指标等方面多方论证，最终决定采用干作业人工挖孔灌注桩，桩体类型分圆桩和直圆桩两种，桩长约18m，桩体材料为C25钢筋混凝土。

2施工程序

放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支撑浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、卷扬机、吊土筐、排水，通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板→浇筑第二节混凝土护壁→循环作业直至设计深度→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。 3护壁的设计与施工

3.1护壁厚度的确定

分段现浇混凝土护壁,一般取受力最大处,即地下最深段护壁所承受的土压力及地下水的侧压力确定其厚度。

混凝土护壁厚度t可按下式计算：t≥KpD/2fc

K—安全系数，一般取K=1.65;

fc—混凝土轴心抗压强度(MPa);

p—土和地下水对护壁的最大侧压力(MPa);

因回填土多为粉质粘土和石渣的混合料,且有地下水p可采用下式计算

22p=rH×tg(45°-ψ/2)+(r-rW)(H-h)×tg(45°-ψ/2)+ (H-h)rW

3式中r—土的重度(kN/m)

3rW—水的重度(kN/m)

H—挖孔桩护壁深度(m)

h—地面至地下水位深度(m)

D—挖孔桩外直径(m)

ψ—土的内磨擦角(°)

根据计算和构造要求，桩孔护壁采用C25

混凝土，每节高1.0m，厚度10cm，为确保施

工安全，护壁内设配筋Ф8＠200。

3.2护壁的施工

护壁形状为八字形，上口内径为桩径1m，

下口内径为1.2m，圆桩护壁施工采取自制组合

式木模板拼装而成，外包镀锌铁皮，以防漏浆，

直圆桩采用木模板和组合钢模板拼装，即弧形

部分用木条拼装，平直部分用组合钢模板，模

板高1m，上口预留0.1m高空隙用于浇灌混凝

土，（见右图）同时支撑牢固防止跑模。拆上

节支下节，循环周转使用，混凝土施工时掺

1%早强剂。混凝土强度达1Mpa以上方可拆模。

4挖孔桩施工

4.1成孔 挖孔由人工自上而下逐层用镐、锹、

锤、风镐进行，挖土次序为先挖中间部分后挖

周边，允许尺寸误差30mm。弃土装入吊土筐内。

用1～2t慢速卷扬机提升，吊至地面上后，用 灌筑桩施工允许偏差 表二 手推车及时运出。人工挖孔桩伸入持力层1m

时，底面应做成锅底形。

4.2钢筋笼的吊装 为便于吊运，根据桩长

一般可分三～四节制作，主筋与箍筋间隔点焊

固定，钢筋笼四侧主筋上每隔5m设置耳环，控制保护层为50mm，钢筋就位用8m钢管搭设支架倒链吊装，钢筋笼的主筋为通长钢筋，上下节主筋在挖孔桩孔口处采用单面搭接焊接，整个钢筋笼用槽钢悬挂在井壁上，借自重保持垂直度正确。

4.3混凝土的浇灌 验孔后应尽快浇灌混凝土，混凝土下料采用漏斗和串筒；混凝土要垂直灌入桩孔内，并应连续分层浇筑，6m以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使其密实；6m以内分层捣实。当井内水位较低井内渗水量较小时，把水抽干后再灌注混凝土，以保证混凝土施工质量。因桩顶标高比自然场地标高低，在混凝土浇筑12h后进行湿水养护，养护时间不少于7d。

5地下水及流砂处理

挖孔时，如地下水丰富、渗水或涌水量较大时，可根据情况分别采取以下措施：（1）少量渗水可在桩孔内挖小集水坑，随挖土随用吊桶，将泥水一起吊出；（2）大量渗水，可在桩孔内先挖较深集水井，设小型潜水泵将地下水排出桩孔外，随挖土随加深集水井。

当挖孔时遇流砂层，一般可在井孔内设高1m，厚2mm铁皮护筒，直径为混凝土护壁外径，用于阻挡流砂,同时支护壁内模并浇灌混凝土直至穿过流砂层0.5～1.0m，再转入正常施工。

6桩的检测

6.1桩身完整性检测 采用低应变方法中的应力波反射法，根据现场测试时域曲线记录，所测桩波形规则，桩底反射信号清晰，无桩间反射信号迭加，为桩体完整连续，混凝土密实均匀无缺陷的完整桩。

6.2单桩竖向极限承载力检测 采用高应变实测波形拟合法，所测5根桩中，竖向极限承载力最小值8859KN，满足设计承载力的要求。

7体会与启示

通过在高填方采用人工挖孔桩的施工，其主要优点是：①施工机具、设备简单，占用场地小，无噪声及环境污染，对周围建筑物无影响；②可同时多桩施工，速度快，节省设备费用、降低工程造价；③在施工过程中可直接检查桩径、垂直度和持力层情况，桩质量可靠；④单桩承载力较高，结构传力明确，受力性能可靠。缺点是成孔时劳动强度较大，单桩施工速度较慢，安全性较差。尤其是在高填方施工，护壁施工尤其重要。