09年结构工程师考试辅导-复杂地质条件下的人工挖孔桩施工技术

一、工程概况
　　邕江特大桥线路里程为DK769+447.0，位于南宁市郊区邕宁县下洲村附近，跨越邕江流域湴滩底河段。
　　邕江特大桥采用的桥式为16×32m+（64+96+64）m+2×32m，主桥为预应力混凝土连续梁，引桥为预应力砼简支梁，全桥长837.56m。全桥有2个桥台，20个桥墩，其中17#、18#、19#、20#为水中墩。岸上共有18个墩台，岸上墩台均为孔桩基础，3～9号墩基础采用人工挖孔桩施工，桩基穿越淤泥、冲质粉质粘土（砂层）及砾砂岩层。设计桩径为φ1500mm，单桩深度在9.5m～22.5m之间，桩底要求进入微风化岩层2000mm。
　　二、人工挖孔桩施工技术方案的选择
　　根据桥位区域的地质报告和试桩情况综合研究分析，3～9号墩人工挖孔桩中，约有一半左右位于淤泥、流砂层厚度≤2000mm的地段，施工难度不大，采用常规护壁便可成孔；而另一半位于淤泥、流砂层厚度＞2000mm的地质复杂地段，地下水极为丰富，采用常规护壁方法来施工，进度相当缓慢或根本无法成孔，只能采用钢护筒或外加钢板桩才能成孔。
　　三、人工挖孔桩施工的护壁技术
　　（一）淤泥、流砂层厚度≤2000mm地段人工挖孔桩的护壁技术
　　根据试桩的经验，对于淤泥、流砂层厚度≤2000mm地段的人工挖孔桩，采用常规的混凝土护壁来施工，容易成孔，节约护壁成本。
　　1.混凝土护壁模板采用厚度δ=4mm的组合式钢模板拼装组合而成，拆上节而支下节，循环周转使用，上下设两对半圆组合的钢圈顶紧，不另设支撑，钢圈之间用专用扣扣紧。
　　2.每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，护壁中插入φ14～φ16的竖向钢筋，间距取500mm；横向则用φ14～φ16的园钢来加固，间距取300mm。
　　3.混凝土用搅拌机搅拌，采用C20混凝土，坍落度取60mm～80mm，混凝土用吊桶运入人工浇筑，用钢管振捣密实。
　　（二）淤泥、流砂层厚度＞2000mm地段人工挖孔桩的护壁技术
　　淤泥、流砂层厚度＞2000mm地段，地下水极为丰富，采用常规护壁方法来施工，流砂塌孔严重，施工进度相当缓慢，或根本无法形孔，只能采用成本较高、施工技术要求高的钢护筒来护壁。
　　1.钢护筒的制作
　　根据现场的实际情况和理论计算，需要下钢护筒的地段，淤泥、流砂层的厚度一般为4m～6m之间。因此，钢护筒一律采用δ=10mm厚的A3钢板卷制而成，按6m、4m和2m的标准长度定尺加工。第一节一般采用6m标准节下沉，可根据实际需要，用4m或2m高度标准节接驳至实际需要高程。
　　2.钢护筒与振动锤的连接
　　钢护筒与75KW电动振动打桩锤的连接采用“法兰+焊接”的刚性连接方式，用50T履带吊作为起吊设备。
　　3.钢护筒的测量定位
　　桩位放样完毕，经复核无误后，应进行人工或机械的预挖孔，孔径略大于护筒外径，挖深1m～2m，然后垂直起吊第一节钢护筒到预挖的孔位中。
　　4.钢护筒的下沉
　　钢护筒下沉前，做好一切准备工作，以保证钢护筒下沉工作的连续进行，保证钢护筒能顺利下沉到岩层之中去，尽量减少中途的停顿时间，防止淤泥、流砂层的固结，加大下沉的阻力，从而增加下沉的难度。下沉过程中，注意检查钢护筒的中心线和垂直度，以免中心线和垂直度偏差超过允许标准而返工。　　（三）遇淤泥、流砂层的人工挖孔桩护壁技术
　　施工过程中发现，有6条挖孔桩所处地段的淤泥、流砂层厚度达6m～8m之厚，淤泥、流砂层下面的强风化、中风化岩层较薄，仅有100mm～200mm之间，岩层面倾斜不平；或者缺少阻水性良好的粘性土过渡层，钢护筒无法插入致密坚硬的微风化岩层之中去。这样，在钢护筒与岩层个别地方之间存在着淤泥、流砂的夹层，形成淤泥、流砂的通道，在外侧水压力作用下，当挖到这层夹层时，大量的淤泥、流砂涌入孔内，根本无法往下挖，还有可能危及孔内作业人员的人身安全。
　　1.处理方法
　　根据实践经验和充分论证，在钢护筒外侧800mm～1000mm的四周打入进口拉森Ⅲ型钢板桩，钢板桩之间尽量锁上口，个别无法锁口处，再在外侧加打一根钢板桩，形成封闭的止水、止淤泥、止流砂的保护圈。由于进口钢板桩的刚度较大，断面较小，较容易打入中风化的岩层之中去，从而阻断了淤泥、流砂的通道，减少了孔内的开挖量，加快了施工进度。

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