人工挖孔桩在湘府嘉园住宅楼中的应用

卢梦冰

【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50.60~56.00m。具体如下表：

2气象及水文地质

项目位于长沙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42.1~55.87m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39.3~41.49m，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6~27m。

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

⑴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。

⑵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。

⑶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，锁口直徑比桩径大5cm，厚30cm，高30cm，高出地面20cm以上，内加φ10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φ10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，钢护筒刃脚应落在混凝土护壁上。

3.5钢筋笼加工及安装

⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷骨架利用自制平板车运至现场，不得使骨架变形。

⑸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 ±20mm

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

⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷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。

⑸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。

⑹混凝土灌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

⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷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。

⑸护壁混凝土达到一定强度后方可进行下一循环的施工。

⑹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。

⑺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。

⑻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。