人工挖孔桩穿过流砂层的施工

1、人工挖孔桩穿过流砂层的施工在山坡地采用人工挖孔桩是近年来常使用的一种桩基处理方法，具有机具简单、无噪声、无振动、对周围建筑物无影响、施工速度快、排土少、造价较低、土层明确、沉渣十净、能直接判断持力层地质状况等特点，较广泛应用于山区工业与民用建筑，永泰县近年来有几十个工程采用人工挖孔桩基础。但当地层是粉土、粉质粘土或细砂组成，且水位高、水量较大或地层中有气、电危害时，人工成孔的施工难度就大。人工挖孔桩的施工方法有多种形式，教训也很多，因此施工方法尚需探讨、完善。永泰县工商局综合大楼工程针对较复杂的地质条件，在人工挖孔桩施工中先后采用“钢护筒沉筒法”和“孔下预制钢筋混凝土沉筒法”等技术，解决了流砂

2、层和地下水量大条件下成孔施工的难题。现介绍如下，供类似工程施工时借鉴。一、工程概况本工程是集商业、办公、住宅于一体的综合性建筑物，九层框架结构，建筑面积15714m2基础设计为人工挖孔灌注桩；建筑场地位于大樟溪北岸，届大樟溪冲积层，地势平坦，钻探资料显示，场地的地层分布自上而下为；(1)耕植1.11.7m,(2)粉质粘土2.55.4m,(3)细砂3.05.7m,(4)粉质粘土1.32.1m,(5)细砂0-1.0m,(6)碎卵石层。地下水丰富且埋深较浅，砂层中因与淡水河砂连通，水位随河水变化而变化，但水质对碌不具侵蚀性。根据上述地质情况，不宜采用浅基础，设计中采用了人工挖孔桩基础，但该场地内细砂

3、层较厚，这种砂层在一定的水压作用下，一被扰动就会产生液化成为流砂。该工程设计为单桩单柱、框架结构，共有挖孔桩142根，桩径0.81.5m不等，桩端持力层为中密碎卵石层。人工挖孔桩遇到厚层流砂难于成孔，本工程挖孔桩施工对此作了有益的探讨，并取得了成功的经验。二、成孔方法的选择由于地层复杂，且工期较紧，在施工中不断地探索适合于本工程实际的成孔方法。1. 井点降水，帷幕灌浆止水通过降低地下水位，使细砂层处于无水状态，但在抽水过程中，大量的粉细砂随水抽出，若大面积的井点降水，可能导致地面塌陷，被迫放弃此方案。至于帷幕止水，我们请教了水利部门有关专家，他们认为在细砂层中灌浆，幕墙难以形成，止水效果亦差，

4、且费用高，此法也不能采用。2. 钢护筒护壁及孔下预制钢筋碌沉筒护壁止水人工挖孔通过耕植土、粉质粘土时均很顺利的挖至细砂层面，以后通过多种方法试验通过流砂层，均未获得成功。最后对通过较薄的流砂层采用钢筒护壁，对较厚的流砂层采用预制的钢筋碌沉筒护壁的止水办法，阻挡住流砂，然后在筒内挖掘至设计标高，活基后灌筑碌。三、含水流砂层中的成孔施工含水流砂层厚约3.05.7m,根据各桩孔需穿过的流砂层厚度，施工时主要采用两种护壁方法成孔。1. 钢护筒护壁法：钢护筒采用5厚钢板切割拼装而成。钢护筒的整体刚度较差，拼装大孔径的桩孔护壁尤其如此，因而只适宜用于流砂层厚度较小的桩孔。具体做法是根据桩孔中需要护壁的上口

5、和下口尺寸，在地面上将钢板切割成一定形状和大小的梯形等小块，加工成适宜弧度，在两侧拼装连接边预留长方形连接孔，以便孔下螺检连接并保证桩孔直径。钢护筒在分片下孔前要试拼装，当桩孔将挖至流砂层上表面时，将钢护筒分块吊下，在孔下拼装成型后继续下挖，下挖过程中配以水泵抽水，边挖边使护筒下沉（如图1）。上下两相邻钢护筒就位后，在搭接缝隙处可填灌素混凝土，以增加接头处密封性和纵向稳定性。2. 孔下预制钢筋碌沉筒护壁法：流砂层厚度大的桩孔钢筒所受压力大，易变形，难以阻挡流砂，桩孔尺寸很难满足设计要求，钢筋笼下放困难，通过将碌沉井（沉管）加以改进，作为护壁。本工程中无法在孔口外或加工厂预制套管，因为若要使桩孔

6、尺寸不减小，预制套管便无法从孔口下放，为此提出在处理流砂层时，提前做扩大护壁，在孔下做碌内滑模套管，待此套管碌达到一定强度后，边挖边沉（如图2）0关键有以下三点：其一，确定提前做大护壁的准确位置和合理高度，既要满足顺利通过流砂层的需要，乂要避免因提前扩大头高度过大，增加桩身碌的浇筑量。经分析和实施比较，提前扩大护壁高度在2m左右较为适宜，有利于孔下制作碌护筒的支模和浇筑碌及保证形状的规则性；其二，预制碌护筒的外模支设既要保证碌护筒外壁的形状尺寸和表面基本平滑，还必须在挖取砂层时保证其容易脱落，使之易于分离，并顺利下沉；其三，因所穿越砂层流动性很大，故保证上下护筒的连接牢固和密封性十分重要，将上

7、下两节套筒的钢筋用弯钩连接，并在圈口做成企口连接，效果较好。孔下预制钢筋碌沉筒法的主要施工步骤如下：（1）在流砂层顶面以上约2m位置开始做扩大护壁并施工至流砂层顶面以上1卜20处；支设预制沉筒外侧棋板，绑钢筋网片；（3）支设预制沉筒内侧模板，浇筑碌；（4）满足强度要求后开挖砂层，边挖边使沉筒下沉；（5）第一节沉筒上口沉至流砂层顶面上1020时，按上述方法预制第二节钢筋碌沉筒；（6）重复以上操作直至桩孔顺利通过流砂层。四、扩大头的成孔扩大头成孔在大直径桩施工中难度较大，在土层起伏变化较大的情况下，准确地确定桩端持力层位置及扩大部分土层性质，是保证扩大头施工顺利进行的关键。本工程部分孔桩扩大头下部

8、碎卵石表面有厚度不大的砂层（1m）,此砂层与碎卵石层相连，饱含地下水，砂层部分的成孔如不采取支护措施，就难以保证孔底扩大头的形成，其处理方法是采用钢护筒支护，下设由钢筋焊成的支架进行支撑。经实际检查，证明随着开挖成孔的加深，钢护筒支护情况良好，能较好地起到隔砂作用，使孔底扩大头满足设计要求。五、成孔质量控制1. 桩孔检查验收：项目主要有桩孔直径、扩大头直径、护孔高度、桩孔垂直度偏差等。桩孔全深范围内分两次查验进行控制，在通过流砂层时进行第一次检查，以便护筒纠偏和保证下部孔壁的位置准确，在扩大头已支护成型，准备突击开挖活底时进行第二次检查，对整个桩孔质量进行认可。2. 桩端持力层验收：施工前由勘

9、察和设计单位提供中密碎卵石层的直观标准，桩孔挖至设计要求的持力层时，应组织地质勘察、设计、施工、建设、质监等部门共同进行实地勘察检验。六、桩身碌浇筑本工程将桩身碌分两次浇筑，即先按水下浇筑碌方法浇筑一定量的碌进行封底，然后十孔浇筑上部桩身碌01. 水下浇筑封底碌严格按照水下碌浇筑的规范要求进行，即桩孔验收合格后往下浇筑导管，导管下端应尽量靠近孔底(距孔底3050为宜)连续浇筑碌，并随浇筑随提升导管，但要保证导管下口始终埋于碌中，直至碌浇筑至封底高度。封底高度要满足两方面的要求：第一是能有效地封压地下水；第二是尽量将施工缝留设在扩大头直径较大的部位，以增加钢筋笼的下放深度，也对施工缝处连接有利；根据本工程的具体情况，分析确定碌封底高底以下1.52.0m为宜。2. 待封底碌终凝后(浇灌后约68小时)，抽去孔内积水，将不凝结的沉淀约20厚的水泥浆活理出来，并将凝固的厚度约15的浮浆层全部剔除，至表面露出石子均布的密实碌层方为合格。碌表面按施工缝的规范要求处理，经查验合格后进行下道工序施工。3. 桩身碌浇筑虽然为十孔作业，但孔较深，为避免孔离析，应按常规方法利用申筒或导管浇筑。七、结语用钢筒护壁及预制钢筋碌沉管法穿越流砂层，施工简单，易于加工，