摘 要:針對(duì)人工挖孔灌注樁施工過程中遇到的流砂、淤泥層和地下水等情況，利用鋼套筒形成護(hù)壁，可解決施工中的困難。文中對(duì)鋼套筒的施工方案進(jìn)行了詳細(xì)說明，工程應(yīng)用結(jié)果表明，特定情況下，鋼套筒在人工挖孔灌注樁中具有較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞:挖孔灌注樁 鋼套筒 淤泥層

中圖分類號(hào):TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)03(c)-0091-01

1 挖孔灌注樁鋼套筒施工方案

1.1 挖孔灌注樁鋼套筒組成及靜力反壓埋設(shè)法

鋼套筒主要由鋼套筒、導(dǎo)向架、套筒埋設(shè)設(shè)備三大部分組成。

（1)鋼套筒主要用于承受灌注樁外側(cè)靜水壓力，隔離流砂、淤泥或地下水。

（2)導(dǎo)向架由鋼管或角鋼制成，其中間為正多邊形，四周為框架，用于控制并引導(dǎo)鋼套筒在樁孔的正確位置豎直下沉，并能克服一定的動(dòng)水側(cè)壓力。當(dāng)鋼套筒發(fā)生偏位時(shí)，導(dǎo)向架可用于調(diào)節(jié)鋼套筒的偏位。在灌注樁較長(zhǎng)的情況下，可在導(dǎo)向架兩端安裝法蘭盤用于級(jí)聯(lián)。

（3)套筒埋設(shè)設(shè)備包括千斤頂、傳力器等裝置，用于鋼套筒的埋設(shè)。

鋼套筒的埋設(shè)通?？刹捎谜衤?、加壓埋設(shè)或靜力反壓埋設(shè)等方法。振埋方法較為簡(jiǎn)單，不作詳細(xì)介紹。靜力反壓埋設(shè)方法如下:在鋼筋砼護(hù)臂上對(duì)稱打兩個(gè)孔，將一根軌束梁插在孔內(nèi)，利用兩個(gè)千斤頂把反力通過偉力器均勻作用在鋼套筒上，從而使鋼套筒下沉。反力的大小根據(jù)實(shí)際工程決定，一般為15～30t。與鋼套筒加壓埋設(shè)方法相比，靜力反壓埋設(shè)方法可節(jié)約大量的勞動(dòng)力和材料，不僅提高了勞動(dòng)效率，還縮短施工工期。與振埋方法相比，靜力反壓埋設(shè)方法更為簡(jiǎn)單實(shí)用。

1.2 鋼套筒壁厚的計(jì)算

工程應(yīng)用中，需計(jì)算鋼套筒的壁厚，其壁厚由鋼套筒的強(qiáng)度和穩(wěn)定性決定。

根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)，薄壁受壓失穩(wěn)的極限載荷為:

(1)

根據(jù)容許應(yīng)力法，考慮鋼套筒易彎，其受壓強(qiáng)度

(2)

(3)

則

其中為鋼套筒護(hù)壁的厚度，A3鋼的設(shè)計(jì)容許強(qiáng)度＝210MPa。

鋼套筒壁厚取和中的最大值。

1.3 鋼套筒的糾偏

施工中應(yīng)保證鋼套筒的偏斜度盡量小，在對(duì)樁的施工要求容許范圍內(nèi)，對(duì)套筒的糾偏是一件耗時(shí)且復(fù)雜的工作。通常的鋼套筒糾偏方法是:當(dāng)開挖到持力層后，在鋼套筒頂部和底部一起固定，利用導(dǎo)向架對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于無法糾偏的樁基，可提高混凝土強(qiáng)度或求算其有效截面，改用型鋼與混凝土組合成的勁性鋼筋混凝土。

2 挖孔灌注樁鋼套筒工程應(yīng)用

2.1 工程應(yīng)用1

內(nèi)昆宜K114鋼筋混凝土框架橋的D型梁柱墩采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)按嵌巖樁設(shè)計(jì)，要求嵌入風(fēng)化泥質(zhì)砂巖上，其地基承載力大于800MPa。樁徑采用2.4m和2.0m兩種，樁基總長(zhǎng)為103.6m。由于施工地點(diǎn)處于內(nèi)宜鐵路的咽喉路段的路肩，其上方有接觸網(wǎng)高壓線，大型鉆孔機(jī)械無法使用。為加快工程進(jìn)度，所有的樁基礎(chǔ)均采用了挖孔灌注樁。

由于施工過程中遇到了流砂淤泥層，故通常的孔壁支護(hù)類型(如框架、磚、鋼井圈等)應(yīng)用較為困難。通過對(duì)厚度為2.3～11.6m的淤泥層采用鋼套筒靜力反壓埋設(shè)方案，成功解決了挖孔灌注樁施工中的問題，保證了工程的進(jìn)度。

2.2 工程應(yīng)用2

在宜賓市敘府路立交橋和商貿(mào)立交橋樁基礎(chǔ)施工中，敘府路立交橋采用挖孔灌注樁，樁基孔徑為1800mm，采用了4個(gè)挖孔小組(每組4人);商貿(mào)路立交橋采用了鉆孔樁，樁基孔徑為1000mm，采用了烏克斯CD－30型鉆機(jī)一臺(tái)。在樁基澆筑過程中，敘府路立交橋同樣遇到了淤泥層，對(duì)施工造成了困難，采用鋼套筒方案后，順利解決了問題。在相同的時(shí)間內(nèi)，敘府路立交橋完成了2個(gè)樁孔(樁深15m)的開挖和澆筑，而商貿(mào)路立交橋只完成了1個(gè)樁孔(樁深17m)的成孔和澆筑。

參照宜賓市商貿(mào)路立交橋合同文件，鉆孔樁(mm)的單價(jià)為850元/m，挖孔灌注樁(mm)的單價(jià)為580元/m(單價(jià)中包含成孔、澆樁混凝土費(fèi)用，不含樁基鋼筋的材料費(fèi))。不難看出，雖然挖孔灌注樁在遇到流砂、淤泥層情況時(shí)造價(jià)會(huì)提高，但與鉆孔樁相比，其造價(jià)仍十分經(jīng)濟(jì)。此外，對(duì)比處理流砂(或淤泥)層常采用的沉井方案，沉井的施工技術(shù)復(fù)雜性和造價(jià)均要高于鋼套筒方案。

2.3 施工步驟

（1)施工過程中應(yīng)有詳盡的地質(zhì)資料，根據(jù)流砂(或淤泥)層厚度，確定鋼套筒、導(dǎo)向架的尺寸及施工方案，并制定相應(yīng)的安全措施。

（2)在挖孔灌注樁埋設(shè)過程中，若遇到流砂(或淤泥)層，其護(hù)樁的埋設(shè)必須穩(wěn)固，并盡量遠(yuǎn)離孔口。施工過程中應(yīng)盡量避免不規(guī)則抽水，以免造成地面塌陷和護(hù)樁移位。

（3)導(dǎo)向架的剛度和嵌固深度絕大部分情況由實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)決定。施工過程中遇到動(dòng)水壓力或樁位糾偏等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)予以補(bǔ)強(qiáng)。

（4)鋼套筒在導(dǎo)向架上反壓下沉。鋼套筒間采用焊接方式連接，其焊縫需保證不漏水。

（5)在有流砂(或淤泥)層的挖孔灌注樁施工中，必須注意抽水的規(guī)律性。開挖作業(yè)應(yīng)保持連續(xù)，最好做到一次通過流砂(或淤泥)層。若分多次作業(yè)，分段開挖結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)地下水位，防止套筒背后土層坍塌。

（6)開挖到持力層時(shí)，應(yīng)及時(shí)測(cè)量樁位的偏移程度，采取必要的支撐或調(diào)整措施[2]。

（7)開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（8)澆筑砼前，取出導(dǎo)向架，架高鋼筋砼。根據(jù)樁長(zhǎng)等實(shí)際情況，有時(shí)應(yīng)采取必要的臨時(shí)支護(hù)或不將導(dǎo)向架取出。

（9)施工前可直接參考地勘資料，根據(jù)巖土風(fēng)化、破碎等情況準(zhǔn)確地確定樁的嵌固深度及基底承載力，避免施工的盲目性。

3 結(jié)語

挖孔灌注樁具有設(shè)備簡(jiǎn)單，作業(yè)時(shí)無振動(dòng)、噪聲小，更適用于在狹窄施工場(chǎng)地內(nèi)對(duì)鄰近建筑物基礎(chǔ)的保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。文中針對(duì)人工挖孔灌注樁施工過程中遇到的流砂、淤泥層和地下水等情況，利用鋼套筒形成護(hù)壁，解決了施工困難。工程應(yīng)用結(jié)果表明，在遇到流砂(或淤泥)層等情況下，鋼套筒在挖孔灌注樁中的應(yīng)用效果明顯。

在流砂(或淤泥)層較厚時(shí)采用鋼套筒方案，其成功的要點(diǎn)在于連續(xù)作業(yè)和導(dǎo)向架的應(yīng)用。只有連續(xù)作業(yè)，才能減少抽水次數(shù)，保證樁基周圍的穩(wěn)定，減少工程成本。實(shí)踐證明，導(dǎo)向架在防止套筒傾斜、保證樁位的準(zhǔn)確性、確保鋼套筒的施工質(zhì)量等方面起到了關(guān)鍵作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊小平，土地學(xué)及地基基礎(chǔ)[M].武漢大學(xué)出版社，2004.

[2]徐云.人工挖孔樁施工質(zhì)量控制及安全施工[J].山西建筑，2006，32(12):74～75.

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