人工挖孔灌注桩在地铁工程中的应用论文

时间：2023-05-02 01:25:40 论文范文我要投稿

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人工挖孔灌注桩在地铁工程中的应用论文

　　摘要：阐述了人工挖孔灌注桩的基本原理及适用范围，对人工挖孔灌注桩的施工程序及具体的施工工艺进行了介绍，并结合人工挖孔灌注桩在地铁工程中的应用进行了说明，以使挖孔桩施工更加合理化、规范化。

人工挖孔灌注桩在地铁工程中的应用论文

　　关键词：人工挖孔灌注桩，地铁，施工工艺，地质条件

　　随着27年的改革开放，给深圳这座年轻的城市注入了活力、生机。深圳地区高层建筑如雨后春笋般拔地而起，市政道路、地铁正紧锣密鼓地施工和准备着。在基础施工中，因受相邻建筑物如公路、各种地下管线等市政设施的影响，以及受地质条件制约，为减少机械施工噪音的影响，对如何采取工艺简单且技术安全可靠、经济合理的施工手段，是当今投资方和施工单位所必须考虑的问题之一。人工挖孔灌注桩是近十年来开发出的一种行之有效的施工方法，尤其在广东、深圳、上海、北京地区已经得到了大力的推广和应用。

　　1 基本原理及适用范围

　　人工挖孔（或扩孔）灌注桩是指在桩位采用人工挖掘方法成孔，然后安放钢筋笼，灌注混凝土而成。

　　灌注桩按其受力条件主要分为两大类：挡土桩和工程承载桩。人工挖（扩）孔桩宜在地下水位以上施工，适用于人工填土层、粘土层、粉土层、砂卵石层和风化岩层。而在地下水渗水量大且难以排水的地层以及松砂层、淤泥土层中，不宜进行人工成孔，尤其不宜在有毒气的地层中进行人工成孔。人工挖（扩）孔桩的桩身直径一般为800mm~2000mm，最大直径可达3500mm。桩端采取扩底和不扩底两种方式，一般挡土桩采取不扩底方式，而工程承载桩则采取扩底方式。同时，设计人员视桩端土质条件，扩底直径一般为桩身直径的1。3倍~2。5倍，最大扩底直径可达4500mm。扩底变径尺寸一般按（D—d）/2∶h=1∶4的要求进行控制，其中，D和d分别为扩底直径和桩身直径；h为扩底变径高度，扩底部分可分为平底和孤底两种，后者的矢高h1>（D—d）/4。

　　为便于施工，挖孔桩孔深不宜超过30m。当桩长L≤8m时，桩身直径（不含护壁厚度，下同）不宜小于0。8m；当8m<L≤15m时，桩身直径不宜小于1。0m；当15m20m时，桩身直径应适当加大。

　　2 施工工艺

　　2。1 施工程序

　　挖孔灌注桩施工程序为：场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇灌第一节混凝土护壁→在护壁上二次测标高及做好轴线标志→安装垂直运输架、起重卷扬机、孔底吊土桶、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→护壁→重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底（仅限于工程承载桩）→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼→灌注桩芯混凝土。

　　2。2 护壁厚度设计

　　大直径人工挖孔桩以及在土质条件较差地区，大都采取分段挖土、分段护壁的方法施工，以保证操作安全。对于深度小于6。0m，且土质条件较好、不扩头的桩（1000mm以内）可采取不护壁挖掘。

　　混凝土护壁厚度t可按下式计算：

　　t≥KN/fc或t≥KPD/2fc。

　　其中，N为作用在混凝土护壁截面上的压力，N/m2，N=P×D/2；K为安全系数，一般取1。65；fc为混凝土轴心抗压强度，N/mm2；P为土和地下水对护壁的最大侧压力，N/mm2；D为桩孔直径，m。

　　1）对无粘性土，当无地下水时：

　　P=γHtg2（45°—/2）；

　　当有地下水时：

　　P=γHtg2（45°—/2）+（γ—γw）（H—h）tg2（45°—/2）+（H—h）γw。

　　2）对粘性土，当无地下水时：

　　P=γHtg2（45°—/2）+2ctg（45°—/2）；

　　当有地下水时：

　　P=γHtg2（45°—/2）—4ctg（45°—/2）+（γ—γw）（H—h）tg（45°—/2）+（H—h）γw。

　　其中，γ为土的容重，kN/m3；γw为水的容重，kN/m3；H为挖孔桩护壁深度，m；h为地面至地下水位深度，m；D为挖孔桩外直径，m。

　　通常护壁厚度取10cm~20cm。

　　2。3 护壁成孔

　　为防止塌孔和保证操作安全，挖孔桩多设现浇混凝土支护，每节高1m~1。1m，或加配适量鸡6。5mm~鸡8mm光面钢筋@200mm×200mm，护壁混凝土强度标号一般与桩芯一致（C20或C30），挖孔时应预留出护壁厚度，以保证设计的桩芯柱体尺寸。

　　护壁施工采取拼装而成的木模支护，拆上节支下节，循环周转使用。对成桩直径不小于1。5m的桩进行支模时，为防止模板跑位变形，需设内支撑。混凝土用吊桶运输，人工浇筑，上部留100mm高作浇灌口，并用手提插入式振动器振捣，待混凝土强度达1MPa即可拆摸。当使用大厂水泥时可在8h~12h后拆模（一般视当地气温而定）。

　　2。4 钢筋笼制安

　　通常有桩内绑扎和井口吊装两种方式。桩内绑扎通常用于挡土桩，而工程桩则采用井口吊装方式。对直径和长度大的钢筋笼在地面制造时，一般在主筋内侧每隔2m~2。5m加设一道与主筋直径一致的加强箍，并在每箍内设一“Δ”型加强支撑，同时将主箍焊接牢固组成骨架。为便于吊运，一般应分节制作。钢筋笼的主筋为通长钢筋，其接头通常采用对焊或双面焊，主筋与箍筋间隔点焊固定。控制保护层为不小于50mm，钢筋笼外形尺寸偏差为±10mm。

　　钢筋笼就位采用起重机进行吊装，上下节主筋采用帮条双面焊接，整体钢筋笼用钢管悬挂在井壁上，借其自重保持垂直。

　　2。5 灌注桩身混凝土

　　在灌注混凝土前，应先放置钢筋笼，并再次清除孔内虚土。混凝土坍落度控制为18cm~22cm。

　　混凝土灌注可采取现场拌制或商品混凝土泵送形式。混凝土下料采用溜槽和串筒，要垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁，造成塌孔和混凝土离析现象。

　　混凝土应连续分层灌注，每层灌注高度一般不超过1。5m，对扩大头段采取一次性灌注振捣。对于直径较大的挖孔桩分层捣实时，应随时振捣密实，直至桩顶。当混凝土灌注量大时，可用混凝土泵车送料。在混凝土初凝前抹压平整，以避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝。表面浮浆层应凿除，使之与上部承台或底板连接良好。

　　2。6 混凝土养护

　　当桩顶标高比自然场地标高低时，在混凝土浇筑12h后进行洒水养护；当桩顶标高比场地标高高时，在混凝土浇筑12h后应覆盖草袋，并洒水养护，且养护时间不少于7d。

　　3 工程实例

　　深圳地铁2号线土建工程2201标世界之窗站与地铁1号线十字换乘，位于1号线之下，1号线车站已经处于运营阶段。其中换乘节点48。6m位于深南大道下方范围已建成，待建车站南、北基坑分别长58。75m，43。15m，基坑深约21m，采用人工挖孔咬合桩+钢支撑支护体系，南北基坑各分两期施工。南基坑近邻景区世界之窗，北基坑近邻在建益田假日广场建筑群。本标段车站站南接48。25m暗挖区间，车站站北接区间折返线。

　　北基坑采用1400@1350人工挖孔咬合桩；南基坑采用1400@1350人工挖孔咬合桩（地铁物业部分），一期、二期基坑分界处围护桩采用鸡1400@2000（车站主体范围）和鸡1200@2000（地铁物业范围），南基坑地铁物业范围和北基坑风道范围采用1200@1150人工挖孔咬合桩，挖孔桩护壁厚均为150mm。

　　4 结语

　　1）人工挖孔桩机具设备简单，作业时无振动、噪声小，更适用于在狭窄施工场地内对邻近建筑物基础的保护；

　　2）人工挖孔桩和外侧旋喷桩相结合止水效果良好，能保证基坑顺利施作。四周开挖后的平整度及外观质量，能确保设计施工要求；

　　3）当孔深较大时或地下水较为丰富的地区，须保证孔内通风及照明，护壁混凝土强度最好与桩芯一致，拆模时间应视当地气温条件而定；

　　4）桩内空间狭小，劳动条件差，稍一疏忽，容易发生人身伤亡事故，应引起高度重视；

　　5）国内因劳动力便宜，工程造价低，可按施工进度要求分组同时作业；

　　6）人工挖孔桩受天气、气温影响较大；

　　7）如因受相邻建筑物、公路、各种地下管线等市政设施的影响，以及受地质条件制约，为减少机械施工噪音的影响，人工挖孔桩在深圳具有广阔的市场前景。

　　参考文献：

　　[1]马锦泰。人工挖孔桩在煤矸石地基上的施工技术[J]。山西建筑，2006，32（19）：92—93。

　　[2]徐云。人工挖孔桩施工质量控制及安全施工[J]。山西建筑，2006，32（12）：74—75。

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