1、人工挖孔桩在湘府嘉园住宅楼中的应用【摘要】人工挖孔桩施工技术已经广泛地用于桩基础施工中，施工技术比较成熟，在小高层或高层建筑中的应用较少，湘府嘉园住宅楼项目采用了圆形和圆端形挖孔桩施工，利用钢护筒做护壁穿透软弱层地基，操作简单方便，施工安全可靠，既能节约施工成本，又能满足施工工期，为类似工程提供宝贵的借鉴经验。 【关键词】挖孔桩钢护筒护壁施工技术 中图分类号： U24 文献标识码：A 1 工程概况 湘府嘉园项目总建筑面积 221682 平方米，12 栋住宅楼，层数为 18层，1 栋商业楼，层数为 17 层，设计整体地坪标高 50.6056.00m。具体如下表： 2 气象及水文地质 项目位于长沙
2、市湘府路与豹山路交汇处。原始地貌单元为湘江冲积阶地。场地呈东高西底走势，勘察测得钻孔孔口标高变化于 42.155.87m之间,高差 13.77m。钻探揭露，场地地层自上而下依次由杂填土、素填土、粉质粘土、圆砾、残积粉质粘土、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩等组成，稳定水位标高在 39.341.49m，无不良地质现象。 基础施工方案的选择 3.1 人工挖孔桩方案的选择 结合该场地部分区域的岩土层分布和设计要求，由于建筑物上部荷载较大，采用浅基础满足不了设计要求，故采用桩基础，由于杂填土中含有部分大块建筑垃圾，且部分地段填土底部为混凝土地面，故预应力管桩很难穿透填土部分，从成桩
3、的可能性和工程经济的角度考虑，采用人工挖孔灌注桩，以中风化泥质粉砂岩或强风化泥质粉砂岩作为持力层，桩直径以 0.9m 的圆桩为主，少量为圆端桩，总桩数 1817 根，预计桩长627m。 本项目工期计划 2013 年 8 月开工，2015 年 8 月竣工，总工期为 24个月，其中桩基工期仅 3 个月，工期紧，任务重。 3.2 人工挖孔桩施工流程 图 3-1 人工挖孔桩施工流程图 3.3 人工挖孔桩开挖 3.3.1 开挖土方 孔桩开挖由人工自上而下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先挖中间部分后挖周边。随着挖孔加深，及时安装通风、照明等设备。 开孔时若土层为软土，可根据现场及设计等情况在开孔段使用钢护筒
4、引导开孔。4#楼中部位置有 28 根桩处于鱼塘的回填区域，於泥层较厚，最深部位达 20 米。较浅部位采用 3-5 米长的钢套筒穿过於泥层，进行人工开挖；较深部位先大开挖，后用 3-5 米长的钢套筒穿过於泥层再人工开挖。 若地层为紧密土层或硬土，均可直接开孔。 挖孔过程中，除非孔壁为完整岩石外，必须对孔壁进行支护，支护方式采用浇筑 15cm 混凝土护壁。护壁混凝土强度不低于 20MPA。 3.3.2 开挖石方 本项目地质层有全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩层，采用风镐开挖，效果很好，无坚硬致密微风化岩层，故未采用爆破方案。 3.4 护壁施工 护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而
5、成，拆上节，支下节，循环周转使用，模板间用 U 形卡连接，或用螺栓连接，不另设支撑，以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。 挖孔过程中首先要做孔桩锁口，锁口直径比桩径大 5cm，厚 30cm，高 30cm，高出地面 20cm 以上，内加 10 钢筋（11cm 间距） 。按设计及时对孔壁进行支撑，若通过地层为非岩层，采用 C20 混凝土护壁支撑，挖土深度控制在土体稳定的极限高度内。第一节深约一米，浇注混凝土护壁，往下施工时以每节作为一个施工循环，每掘进 0.5-0.8m 时立模灌注护壁，灌注前，认真复核模板，保证同一水平面任意直径的极差不大于 50mm，模板牢固不变形。护壁厚度为不小于 15cm，上口
6、 20cm、下口15cm，上下节护壁搭接长度不小于 5cm，下端可扩大开挖为喇叭形式，使土壤支托护壁混凝土，故孔壁成锯齿形。自孔口向下 3 米的护壁，内加10 钢筋网片，间距 20 cm，若地质条件较差时钢筋网延长并将其穿越，上下节钢筋要连接牢靠，以减少环向拉力。 在房层中心通过软弱土层时，直接采用钢护筒做为护壁使用，直至护筒进入紧密土层不少于 0.5m。钢护筒厚度为 8mm，直径比桩径大10cm，钢护筒标准节长度为 1.5m，每节之间采用焊接连接，焊接方式为护筒内侧邦焊，护筒采用机械对称顶进，开挖护筒刃脚时，应对称开挖，让护筒均匀下沉，防止偏斜，护筒进入硬质土层后，改为混凝土护壁，钢护筒刃脚
7、应落在混凝土护壁上。 3.5 钢筋笼加工及安装 钢筋笼在加工厂集中预制，分节制作，运至现场待桩孔检验合格后吊车吊装焊接，焊接采用帮条焊，帮条采用与主筋同型号钢筋，长度为 10d，焊缝平整饱满无焊渣，帮条总截面面积不应小于被焊钢筋截面积的 1.2 倍。 制作时，设置钢筋笼制作胎具，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置，然后逐根焊接。主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并焊接于主筋上，点焊牢固。 钢筋笼主筋接头采用帮条搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋骨架的保护层厚度焊
8、接耳筋控制，设置密度按竖向每隔 2m 设一组，每组 4 根均匀设于桩基加强筋周围。骨架利用自制平板车运至现场，不得使骨架变形。 骨架起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度，用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。 表 3-1 挖孔桩钢筋骨架允许偏差 序号 项目 允许偏差 1 钢筋骨架在承台底以下的长度 100mm 2 钢筋骨架长度 2
9、0mm 3 主钢筋间距 0.5dmm 4 加强筋间距 20mm 5 箍筋间距 20mm 6 钢筋骨架垂直度 1% 3.6 混凝土灌注 每车混凝土灌注前检测混凝土出场、入模的坍落度和出场、入模温度，坍落度应在 180-220mm 之间。 混凝土灌注采用串筒或导管法灌注，采用吊车吊储料斗并进行灌注。 灌注将近结束时，核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。 插入式振捣器进行振捣，振捣器移动间距不超过其作用半径的 1.5倍，振捣要均匀，不得漏振、过振，以保证桩顶范围内砼密实。 灌注完的桩顶标高应比设计标高高出 0.2m，高出部分在砼强度达到 80%以上后凿除，凿除时防止损毁桩身。 混凝土灌
10、注应连续进行并控制灌注速度，防止钢筋笼上浮，当孔内混凝土顶面距钢筋笼底部 1m 时，混凝土灌注速度应控制在 0.2 m/min 左右，超过 4m 时，恢复正常灌注速度。 4、安全质量控制 桩孔挖掘前要认真研究地质资料，分析地质情况对可能出现的流砂、流泥及有害气体等情况，应制定针对性的安全措施。 孔桩开挖时应采用间隔开挖方式；垂直提升设备要配带自动锁制装置，并经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固，电气设备应配备一机一闸一漏电保护器。 深度大于 10 米的桩孔应有送风装置，每次开工前 5 分钟送风。 护壁竖向钢筋向下伸出 20cm 以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体。 护壁混凝土达到一定强度后方可进行下一循环的施工。 人离开施工现场，要把孔口盖好，必要时要设立明显警戒标志。 孔底应清理干净，无积水、杂物和软层等，混凝土灌注时，防止产生离析现象，对有水桩或护壁渗水桩应采用导管法水下混凝土灌注方式，不得采用串筒灌注。 混凝土灌注要连续进行，串筒下料分层振捣密实。 5、结束语 湘府嘉园项目桩基础采用人工挖孔灌注桩施工技术，在钢护筒和混凝土护壁相结合下，人工挖孔顺利地通过不同地质地层，保证了施工工期，确保了施工安全，有效地解决了市区机械施工噪音扰民问题，同时也节约了能源。
