人工挖孔樁在湘府嘉園住宅樓中的應用

盧夢冰

【摘要】人工挖孔樁施工技術已經廣泛地用于樁基礎施工中，施工技術比較成熟，在小高層或高層建筑中的應用較少，湘府嘉園住宅樓項目采用了圓形和圓端形挖孔樁施工，利用鋼護筒做護壁穿透軟弱層地基，操作簡單方便，施工安全可靠，既能節約施工成本，又能滿足施工工期，為類似工程提供寶貴的借鑒經驗。

【關鍵詞】挖孔樁鋼護筒護壁施工技術

中圖分類號： U24 文獻標識碼：A

1工程概況

湘府嘉園項目總建筑面積221682平方米，12棟住宅樓，層數為18層，1棟商業樓，層數為17層，設計整體地坪標高50.60~56.00m。具體如下表：

2氣象及水文地質

項目位于長沙市湘府路與豹山路交匯處。原始地貌單元為湘江沖積階地。場地呈東高西底走勢，勘察測得鉆孔孔口標高變化于42.1~55.87m之間,高差13.77m。鉆探揭露，場地地層自上而下依次由雜填土、素填土、粉質粘土、圓礫、殘積粉質粘土、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖等組成，穩定水位標高在39.3~41.49m，無不良地質現象。

基礎施工方案的選擇

3.1人工挖孔樁方案的選擇

結合該場地部分區域的巖土層分布和設計要求，由于建筑物上部荷載較大，采用淺基礎滿足不了設計要求，故采用樁基礎，由于雜填土中含有部分大塊建筑垃圾，且部分地段填土底部為混凝土地面，故預應力管樁很難穿透填土部分，從成樁的可能性和工程經濟的角度考慮，采用人工挖孔灌注樁，以中風化泥質粉砂巖或強風化泥質粉砂巖作為持力層，樁直徑以0.9m的圓樁為主，少量為圓端樁，總樁數1817根，預計樁長6~27m。

本項目工期計劃2013年8月開工，2015年8月竣工，總工期為24個月，其中樁基工期僅3個月，工期緊，任務重。

3.2人工挖孔樁施工流程

圖3-1人工挖孔樁施工流程圖

3.3人工挖孔樁開挖

3.3.1開挖土方

⑴孔樁開挖由人工自上而下逐層用鎬、鍬進行，挖土次序為先挖中間部分后挖周邊。隨著挖孔加深，及時安裝通風、照明等設備。

⑵開孔時若土層為軟土，可根據現場及設計等情況在開孔段使用鋼護筒引導開孔。4#樓中部位置有28根樁處于魚塘的回填區域，於泥層較厚，最深部位達20米。較淺部位采用3-5米長的鋼套筒穿過於泥層，進行人工開挖；較深部位先大開挖，后用3-5米長的鋼套筒穿過於泥層再人工開挖。

若地層為緊密土層或硬土，均可直接開孔。

⑶挖孔過程中，除非孔壁為完整巖石外，必須對孔壁進行支護，支護方式采用澆筑15cm混凝土護壁。護壁混凝土強度不低于20MPA。

3.3.2開挖石方

本項目地質層有全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖層，采用風鎬開挖，效果很好，無堅硬致密微風化巖層，故未采用爆破方案。

3.4護壁施工

護壁施工采取一節組合式鋼模板拼裝而成，拆上節，支下節，循環周轉使用，模板間用U形卡連接，或用螺栓連接，不另設支撐，以便澆灌混凝土和下一節挖土操作。

挖孔過程中首先要做孔樁鎖口，鎖口直徑比樁徑大5cm，厚30cm，高30cm，高出地面20cm以上，內加φ10鋼筋（11cm間距）。按設計及時對孔壁進行支撐，若通過地層為非巖層，采用C20混凝土護壁支撐，挖土深度控制在土體穩定的極限高度內。第一節深約一米，澆注混凝土護壁，往下施工時以每節作為一個施工循環，每掘進0.5-0.8m時立模灌注護壁，灌注前，認真復核模板，保證同一水平面任意直徑的極差不大于50mm，模板牢固不變形。護壁厚度為不小于15cm，上口20cm、下口15cm，上下節護壁搭接長度不小于5cm，下端可擴大開挖為喇叭形式，使土壤支托護壁混凝土，故孔壁成鋸齒形。自孔口向下3米的護壁，內加φ10鋼筋網片，間距20 cm，若地質條件較差時鋼筋網延長并將其穿越，上下節鋼筋要連接牢靠，以減少環向拉力。

在房層中心通過軟弱土層時，直接采用鋼護筒做為護壁使用，直至護筒進入緊密土層不少于0.5m。鋼護筒厚度為8mm，直徑比樁徑大10cm，鋼護筒標準節長度為1.5m，每節之間采用焊接連接，焊接方式為護筒內側邦焊，護筒采用機械對稱頂進，開挖護筒刃腳時，應對稱開挖，讓護筒均勻下沉，防止偏斜，護筒進入硬質土層后，改為混凝土護壁，鋼護筒刃腳應落在混凝土護壁上。

3.5鋼筋籠加工及安裝

⑴鋼筋籠在加工廠集中預制，分節制作，運至現場待樁孔檢驗合格后吊車吊裝焊接，焊接采用幫條焊，幫條采用與主筋同型號鋼筋，長度為10d，焊縫平整飽滿無焊渣，幫條總截面面積不應小于被焊鋼筋截面積的1.2 倍。

⑵制作時，設置鋼筋籠制作胎具，按設計尺寸做好加強箍筋，標出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺上，并標出加強筋的位置，然后逐根焊接。主筋上焊好全部加強筋后，用機具或人轉動骨架，套入盤筋，按設計位置布置好螺旋筋并焊接于主筋上，點焊牢固。

⑶鋼筋籠主筋接頭采用幫條搭接焊，每一截面上接頭數量不超過50%，加強箍筋與主筋連接全部焊接。鋼筋骨架的保護層厚度焊接耳筋控制，設置密度按豎向每隔2m設一組，每組4根均勻設于樁基加強筋周圍。

⑷骨架利用自制平板車運至現場，不得使骨架變形。

⑸骨架起吊前應在加強骨架內焊接三角支撐，以加強其剛度，用兩點吊。第一吊點設在骨架的下部，第二點設在骨架長度的中點到上三分點之間。先提第一點，使骨架稍提起，再與第二吊同時起吊。待骨架離開地面后，第一吊點停吊，繼續提升第二吊點。隨著第二吊點不斷上升，慢慢放松第一吊點，直到骨架同地面垂直，停止起吊。當骨架進入孔口后，應將其扶正徐徐下降，嚴禁擺動碰撞孔壁。

表3-1挖孔樁鋼筋骨架允許偏差

序號 項目 允許偏差

1 鋼筋骨架在承臺底以下的長度 ±100mm

2 鋼筋骨架長度 ±20mm

3 主鋼筋間距 ±0.5dmm

4 加強筋間距 ±20mm

5 箍筋間距 ±20mm

6 鋼筋骨架垂直度 1%

3.6混凝土灌注

⑴每車混凝土灌注前檢測混凝土出場、入模的坍落度和出場、入模溫度，坍落度應在 180-220mm 之間。

⑵混凝土灌注采用串筒或導管法灌注，采用吊車吊儲料斗并進行灌注。

⑶灌注將近結束時，核對砼的灌入數量，以確定所測砼的灌注高度是否正確。

⑷插入式振搗器進行振搗，振搗器移動間距不超過其作用半徑的1.5倍，振搗要均勻，不得漏振、過振，以保證樁頂范圍內砼密實。

⑸灌注完的樁頂標高應比設計標高高出 0.2m，高出部分在砼強度達到 80%以上后鑿除，鑿除時防止損毀樁身。

⑹混凝土灌注應連續進行并控制灌注速度，防止鋼筋籠上浮，當孔內混凝土頂面距鋼筋籠底部 1m 時，混凝土灌注速度應控制在 0.2 m/min 左右，超過4m時，恢復正常灌注速度。

4、安全質量控制

⑴樁孔挖掘前要認真研究地質資料，分析地質情況對可能出現的流砂、流泥及有害氣體等情況，應制定針對性的安全措施。

⑵孔樁開挖時應采用間隔開挖方式；垂直提升設備要配帶自動鎖制裝置，并經常檢查支架、滑輪、繩索是否牢固，電氣設備應配備一機一閘一漏電保護器。

⑶深度大于10米的樁孔應有送風裝置，每次開工前5分鐘送風。

⑷護壁豎向鋼筋向下伸出20cm以上，與下一節護壁的豎向鋼筋及箍筋連成整體。

⑸護壁混凝土達到一定強度后方可進行下一循環的施工。

⑹人離開施工現場，要把孔口蓋好，必要時要設立明顯警戒標志。

⑺孔底應清理干凈，無積水、雜物和軟層等，混凝土灌注時，防止產生離析現象，對有水樁或護壁滲水樁應采用導管法水下混凝土灌注方式，不得采用串筒灌注。

⑻混凝土灌注要連續進行，串筒下料分層振搗密實。

5、結束語

湘府嘉園項目樁基礎采用人工挖孔灌注樁施工技術，在鋼護筒和混凝土護壁相結合下，人工挖孔順利地通過不同地質地層，保證了施工工期，確保了施工安全，有效地解決了市區機械施工噪音擾民問題，同時也節約了能源。