漕河渡槽人工挖孔灌注桩施工

摘要：漕河渡槽采用直径1.5混凝土灌注桩，通过分析漕河渡槽地质工程勘察报告，部分灌注桩采用人工挖孔方案，加快了工程施工进度，降低了工程造价。

关键词：渡槽 灌注桩人工挖孔钢筋笼

中图分类号：TE42 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

漕河渡槽是南水北调中线总干渠上的一座大型交叉建筑物，全长2300m，设计流量125m3/s，加大流量150m3/s。渡槽槽身76个槽墩59个采用灌注桩基础，20m跨单墩下设8根直径1.5m混凝土灌注桩，30m跨单墩下设12根直径1.5m混凝土灌注桩。

2施工方案选择

2.1工程地质

建筑物区地貌形态为河流侵蚀堆积成因的不对称宽谷地貌，两岸山体一般高程60.0～80.0m，最大高程约200.0m。以满易公路为界分为东西两部分。

公路以西分别为：黄土状壤土、微含碎石的黄土状粘土、微含碎石的红粘土及燧石条带白云岩，地下水量小且埋藏较深。1994年勘察时地下水埋深15～25m，地下水位高程38.0～41.0m。

公路以东分别为：砂壤土、卵石、含壤土碎石、含碎石壤土及燧石条带白云岩。岩土透水性较好，1994年勘察时地下水丰富，埋深仅2～3m，地下水位高程41.0m，抽水试验试验成果表明卵石渗透系数为63.9m/d。建筑物区钻孔中发现基岩发育溶洞、溶隙及裂隙，大多深0.2～0.4m，极少数达2m。

2.1施工方案选择

泥浆护壁钻孔灌注桩适用于各种土层、风化岩层，以及地质情况复杂、裂隙、破碎、风化不均以及软硬变化较大的岩层。不受地下水的影响，但在岩溶发育地区慎重使用。该方案造价高，对周围环境有影响。人工挖孔灌注桩适用于地下水位以上的粘性土、壤土及砂砾土层，对于地下水位以下，必须采取降低地下水的措施，保证地下水在开挖面以下0.5m。该方案造价低，对周围环境无影响。

对比漕河渡槽工程水文地质，漕河公路以西，以壤土、粘土为主，勘探资料显示地下水位埋深大，适合采用挖孔灌注桩；漕河公路以东，以砂壤土、卵石、碎石土为主，在地下水埋深较大情况下，也可使用人工挖孔灌注桩，但在卵石层、碎石土层人工开挖速度慢，施工进度不比机械钻孔。综合分析比较公路以西主要采用人工挖孔灌注桩，公路以东采用机械钻孔。

3人工挖孔桩

3.1施工准备

人工挖孔灌注桩施工用的机具比较简单，主要有：混凝土搅拌机、三脚架、卷扬机、吊桶、护壁钢模板、通风设备、空压机、手风钻、风镐、镐、锹、土筐、插捣工具、串筒、手推车、安全活动盖板、照明灯、电焊机、钢筋加工机具、安全帽、安全带等。

施工前根据施工图纸及场地的水文地质资料，进行井壁支护的计算和设计。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施准备就绪。按基础平面图，设置桩位轴线、定位点；开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底，要求熟悉操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。

3.2人工挖孔工艺

工艺流程：测量控制锁孔口安装施工机具逐层往下循环作业检查验收吊放钢筋笼浇筑桩身混凝土。

3.2.1测量控制

桩位轴线采取在地面设置十字线测量网及基准点。用十字线将中心桩点引出护壁外，埋好固定桩，并做好保护工作。为防止挖孔倾斜率过大，每挖完一节，进行垂直度、孔径检验，发现偏差，随时纠正。

3.2.2锁孔口

开挖桩孔从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸；为防止桩孔壁坍塌，确保安全施工，成孔后应设置钢筋混凝土锁口，锁口高程高出底面0.5m，施工期间严禁雨水进入，孔口设置封盖装置。

3.2.3安装施工机具

锁孔口完成后，在桩孔上口架设垂直运输支架并安装卷扬机；安装吊桶、活动盖板、照明和通风机。再安装滑轮组及吊桶；井底照明采用低压电源、防水带罩的安全灯具，并安装通风机；桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，桩口上设护栏。制定好孔内外联系方式及联系工具，确保联系通畅。

3.2.4逐层下挖循环作业

开挖桩孔从上到下逐层进行，采取分段开挖，漕河渡槽公路以西地层岩性主要为黄土状壤土、含碎石粘土等，自身稳定性好，每层高取1.0m，对特殊地段沙土、松散卵石等取0.6m，遇大块孤石时或挖到强风化白云岩时，进行小孔爆破。开挖截面为设计桩径加护壁厚度。从第二节开始，利用提升设备运土；雨天不能进行人工挖桩孔的工作。为更好的控制挖孔质量，对桩的倾斜率和孔径，应每节检查，桩深控制以最终进入弱风化岩石0.5m。

3.3钢筋笼制造与安装

钢筋笼按设计图纸制作，场地须硬化平整；分段制作的钢筋笼应采用焊接连接，控制在同一截面上搭焊接头根数不多于主筋总根数的50％。

钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的可转动混凝土圆片，其间距竖向为2m，横向圆周不得少于6处。每节钢筋笼焊接完毕后补足接头部位的箍筋，方可继续下笼。

钢筋笼的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置±20mm，骨架顶端高程±20mm，骨架底面高程±30mm。钢筋笼吊放采用活吊筋，钢筋笼入孔时，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。钢筋笼就位完毕，在孔口用吊筋固定以使钢筋笼定位，避免浇注混凝土时钢筋笼上浮。

吊放钢筋笼应符合下列要求：

1)钢筋笼吊放前应进行垂直校正；

2）就位后钢筋笼顶底高程应符合施工图纸规定，误差不得大于3cm；

3)钢筋笼顶部应设有固定装置，就位后立即进行固定，防止上浮和下沉。

钢筋笼在运输吊放过程中，严禁高起高落，以防弯曲、扭曲变形。下笼过程中如遇阻，则查明原因处理后继续下笼。严禁弯曲和变形的钢筋笼放入孔内。

3.4混凝土工程

挖孔桩的混凝土分护壁混凝土及桩芯混凝土两部分

3.4.1护壁混凝土工程

护壁模板采用半圆形5mm厚钢板通过螺栓连接而成，为上大下小的楔形圆环模板，高度1m。模板之间用卡具、扣件连接固定。桩孔护壁混凝土每挖完一节，均检验桩孔倾斜率、断面尺寸。中心线控制，将桩位轴线和高程均标定在锁口混凝土上，每节以十字线对中，吊垂线控制桩孔中心点位置，用直尺控制桩孔半径，符合设计要求，立即浇筑护壁混凝土。护壁混凝土强度等级为C20，厚度为15cm，坍落度控制在8～10cm。护壁混凝土要振捣密实，严禁用插入振动器振捣，以免影响模外的土体稳定。护壁混凝土达到一定强度再开挖下一段，然后继续支模灌注混凝土，如此循环，直到挖至设计要求的深度。

3.4.2桩芯混凝土工程

吊放钢筋笼后，复测各项指标孔径、倾斜率、沉渣及入弱风化岩的深度等，达到设计要求后，进行浇灌桩芯混凝土。混凝土浇筑由井下操作人员用插入式振动棒分层振捣密实，每层厚度不超过50cm。每个桩的桩芯混凝土必须一次连续浇捣完毕，交接班间隙不超0.5h，如有问题及时调整，以确保混凝土质量。控制桩芯混凝土的浇筑高度，高出设计桩顶标高5cm。

5施工注意事项

施工注意事项：当相邻桩孔在浇灌桩芯混凝土时，要停止掘进；要认真研究分析地质情况，对可能出现渗水、坍塌等情况制定针对性的安全措施；挖出的土方必须及时运走，未浇注的桩3m范围内严禁过重车；孔口周边必须设置安全防护围栏；当孔深大于10m以上时，应向孔下通风；孔内实施爆破时，严格按照设计布眼及控制药量，划定安全距离，待有害气体排完后方可下孔。

[1]河北水利水电勘测设计研究院，漕河渡槽初步设计工程地质勘察报告，2004

[2]周冯萍，骆腾兵，大直径人工挖孔扩底桩的应用，安徽建筑工业学院学报， 1999年02期

[3]柏傲冬，挖孔桩施工及设计中的一些问题，四川建筑科学研究，1995年02期

[4]韩仁海，钻孔灌注桩钻孔施工常遇质量问题及防治措施，科技信息(科学教研)，2007年11期