维普资讯 http://www.cqvip.com ６２ 桥梁建设 ２００３年第５期 文章编号：１００３—４７２２（２００３）０５—００６２—０３ 风积砂山坡地带挖孔桩施工技术 曹志军 ，孙宏伟 （１．大连铁道学院，辽宁大连１１６０２８；２． 中铁第十三工程局一处，辽宁大连１１６０２１） 摘要：风积砂土体松散，在陡坡处更不稳定，在此条件下进行挖孔桩施工成孔极难，没有成 熟施工方法。结合包西线神延段崔家塔大桥工程，介绍了在风积砂半山坡地带进行挖孔桩施工的 方法及常见故障处理措施，实践证明效果良好，可供参考。 关键词：山区；挖孔桩；施工方法 中图分类号：Ｕ４４３．１５９ 文献标识码：Ａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｄｕｇ Ｐｉｌｅｓ ｉｎ Ｓｅｍｉ－Ｈｉｌｌｓｉｄｅ Ｚｏｎｅ ｏｆ Ｅｏｌｉａｎ Ｓａｎｄ ＣＡＯＺｈｉ—ｊｕｎ ．ＳＵＮ Ｈｏｎｇ—ｗｅｉ （１．Ｄａｌｉａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｈｅ １ｓｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ Ｚｈｏｎｇｔｉｅ ｔｈｅ １３ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｏｌｉａｎ ｓａｎｄ ｉｓ ｌｏｏｓｅ，ａｎｄ ｎｏｔ ｓｔａｂｌｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ａｔ ｓｔｅｅｐ ｓｌｏｐｅ ｚｏｎｅ ｗｈｅｒｅ ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｕｇ ｐｉｌｅｓ ｉｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ａｎｄ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｅｖｅｎ ｎｏ ｒｉｐｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｔＯ ｇｏ ｂｙ．Ｗｉｔｈ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔＯ Ｃｕｉｊｉａｔａ Ｂｒｉｄｇｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｎ Ｓｈｅｎｍｕ—Ｙａｎ＇ａｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂａｏｔｏｕ—Ｘｉ ａｎ Ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｕｇ ｐｉｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ—ｈｉｌｌｓｉｄｅ ｚｏｎｅ ｏｆ ｅｏｌｉａｎ ｓａｎｄ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｈｅｒｅｗｉｔｈ ｐｒｏｖｅｓ ｑｕｉｔｅ ｅｆ— ｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｉＳ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ ａｒｅａ；ｄｕｇ ｐｉｌｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ １ 前 言 ２工程概况 在包西铁路神延段第ⅣＡ标段，几座大桥都有 包西线神延段第ⅣＡ标段，全长约１０．６ ｋｍ，线 部分桩基分布在风积砂半山坡地带，其表层为粉细 路为单线Ｉ级重载铁路。全线共有大桥５座，中桥 砂半固定砂地，桥墩桩基设计为钻孔桩。但当地自 ３座，总计１ ３５０．７９延长米。其中桩基６Ｏ根，桩径 然地形条件复杂，修筑运输钻机就位的施工便道极 １．５ ｍ的４８根，桩径１．２５ ｍ的４根及桩径１．０ ｍ 为困难，费用也很高，为此，钻孔桩基础均变更为挖 的８根，深桩基２９．５ ｍ，总长８８０．５延长米，桩基混 孔桩基础进行施工。 凝土总量３ ４ｌ７．２ ｍ。。 而在风积砂地质条件下进行挖孔桩施工，成孔 桩基全部分布于松散的风积砂山坡地段，山高 非常困难，尤其是在相对高差大、山坡陡峻的松散风 坡陡，全线最高桥墩为６１ ｍ，山坡最大高差为８０ ｍ 积砂层，土体极不稳定，施工中既要防止孔壁塌方， 左右，土体松散，很不稳定。桩基地质表层为粉细 又要保证山体不发生整体滑移。目前还没有成熟的 砂，厚度在６～２５ ｍ之间，下部为砂岩，无地下水分 施工方法，文中对此进行了探索。 布，砂土干燥松散。标段内崔家塔大桥桩基及地质 纵断面见图１。 牧稿日期：２００３—０３—１７ 作者简介：曹志军（１９６９一），女，讲师，１９９０年毕业于石家庄铁道学院铁道工程专业，工学学士，１９９６年毕业于沈阳大学建筑工程系，工学硕士。 维普资讯 http://www.cqvip.com 风积砂山坡地带挖孔桩施工技术 曹志军，孙宏伟 ６３ ３０ ｃｍ，竖向间距５０ ｃｍ，形成网格；钢管长度３ ｍ左 ＩＩ １ ｏ５ｏ．７５ ｌＩ ｌｌ １ ０４９．５２ ８ ｏ４１ ８０ “ 吾 ４号 右，入土深度１．５ ｍ，多排钢管间用 ８钢筋拉紧，使 之整体受力。钢管桩外侧用砂土草袋堆码挡护，见 图２。钢管桩支护牢固后，人工清理台阶，直到坡脚 作业平台处。 细 ＼ ＼ 、 ｌ①＼ ｌ、＜ 。１１Ｉ ： Ｉ ＿—— 单位：ｍ ： 图１崔家塔大桥桩基与地质简图 ３ 施工方案 图２坡体支护 以崔家塔大桥为例介绍桩基施工情况。 ３．１总体施工安排 施工组织设计以保证山坡整体稳定和桩孔护壁 为重点，在挖孔桩施工工艺基础上着重进行土方开 挖后坡体支护方案和挖孔后的护壁方案的设计，并 在施工平台精确放样，定出各桩桩位，以小于设 计桩径４０ ｃｍ的小直径在桩位中间部位掏小孔垂直 下挖，每次挖深８０ ｃｍ，迅速扩孔，绑扎护壁钢筋，支 立模板，浇注护壁混凝土。待护壁混凝土达到７０ 设计强度后，即可拆模。混凝土护壁设计厚度３０ ｃｍ，内设钢筋骨架，上下节混凝土护壁设竖向连接 筋，见图３。 混凝土护壁 充分考虑工期和造价要求。 第一，承台开挖为桩基开挖施工提供作业平台。 依据图１及现场实际情况可发现承台开挖土方量很 大，而且开挖后边坡坡度很大，为减少土方开挖量同 时保证边坡稳定，可做混凝土薄壁围堰套箱来辅助 开挖，但为保证工期及降低造价，采用钢管桩作临时 支撑，钢管桩外层堆码砂土草袋挡护。 第二，大桥桩基施工顺序由山顶延安台起始至 山下４号墩，逐墩依次进行施工，每个墩基础按土方 开挖、坡体支护、挖孔、护壁灌注混凝土、安设钢筋 笼、灌注桩基混凝土的顺序完成一个作业循环。 ３．２施工方法与工艺 连接的直钢筋 ４，８－－－４，１２．∞５ｏ￣４１ｏ 土方开挖采用机械施工，为桩基施工提供作业平 台，由坡顶自上而下依次进行。上部土方先行开挖， 下部暂不施工。这样可以保持原来的自然坡，保证来 图３上、下节护壁连接 为防止混凝土护壁在下节土方开挖中下沉，首 节混凝土护壁剖面做成“］厂”形，内设钢筋骨架，使护 壁悬挂在井壁上以阻止护壁下滑。在图４中Ｉ—Ｉ 断面处，水平方向钢筋要适当加强，必要时可设置上 自上部施工作业的机械设备的外部荷载及振动力不 会导致土体滑移，使土体保持相对稳定；同时桩基混 凝土灌注后，相当于抗滑桩，对土体起一定的固结作 用，减少土体的滑移可能，从而增强土体的抗滑能力。 土方开挖后，需对坡体进行支护。全线均采用 钢管桩支护结构，分台阶进行，作业程序仍然为先上 后下。作业面开挖完成后，坡顶至作业面高差很大， 均在１０～２０ ｍ，坡度也大，土体在不稳定状态中，新 的作业面随时有坍塌的可能，作业人员极不安全，必 须加固。加固支护由下部作业平台处开始，分台阶 施工。台阶宽２～２．５ ｍ，高度２ ｍ，钢管水平间距 护壁 图４首节混凝土护壁 维普资讯 http://www.cqvip.com ６４ 桥梁建设 ２００３年第５期 下两层钢筋网，防止护壁沿ｌ—ｌ断面开裂而使护壁 下沉。进入岩层进行石方作业时，要严格控制钻孔 深度及装药量，遵循“密打眼、少装药”的原则，采用 弱爆破，防止爆破震动而引起孔壁塌方及土体滑移。 每次护壁混凝土灌注前都要精确量测其位置， 防止桩孔歪斜影响桩基钢筋笼安设。终孔后，要尽 快验孔及灌注桩基混凝土，以防止孔壁变形。 空，护壁与孔壁失去摩擦力而发生护壁下滑。为防 止此种现象，采取以下措施：第一，可将首节护壁做 成“］厂”形，将其悬挂于孔壁。第二，在下节开挖至扩 孔前，在上节护壁底部插打４２０ ｍｍ圆钢，将上节护 壁支撑住。之后，再扩孔开孔开挖，既可以减轻涌砂 现象也可以防止护壁下沉。一旦护壁下沉，将导致 桩孔歪斜，要及时修正，可将顶节护壁外层砂土挖 除，在一侧加木支撑顶紧护壁，随护壁加长而使其自 ４施工中易出现的故障及应对方法 重增加，在外力作用下会缓慢回位。 ４．１ 塌孔 挖孔桩在开挖初期，极易塌孔，为此，采取以下 ５ 结 语 措施：第一，可以埋设钢护筒，因其费用高，全线仅在 在神延铁路第ⅣＡ标段几座大桥的挖孔桩施工 成孔极为困难的无名沟中桥１号墩桩基施工中采 中，风积砂山坡坡体和挖孔桩孔壁均没有发生任何 用。护筒长度２ ｍ，人工埋设。第二，采用混凝土护 塌方等安全事故，具有较好的安全性和可靠性，桩基 壁，并注意“短进尺，快支护”，护壁缩短为５０ ｃｍ，即 施工质量也是令人满意的，并且省去了修筑便道的 每次下挖５０ ｃｍ进行一次支护。第三，在作业平台 时间、用地和资金，保证了工程进度，也节约了上百 桩基周围环向插打４４２ ｍｍ钢管，长度２ ｍ，端点梅 万元的施工成本。 花形布置孔眼，必要时轻微注浆，这样可增大土体密 总之，只要因地制宜熟悉并把握地形地质特点， 实度并在注浆液未达到１００ 前开挖土方。 在风积砂半山坡地带进行挖孔桩施工是能够做到的。 ４．２护壁下沉 随着开发大西北的逐步深入，风积砂地带施工将更加 在挖井过程中，常会发生涌砂现象，使护壁悬 常见，文中所述方法和经验将更有实际参考价值。 欢迎订阅２００４年《建筑科学》 《建筑科学》是由建设部主管，中国建筑科学研究院主办，国内外公开发行的应用科技类综合性建筑专业技术刊物。本刊 为《中国科学引文数据库》来源期刊，《中国期刊网》、《中国学术期刊（光盘版）》全文收录期刊，《中国学术期刊综合评价数据库》 全文收录来源期刊，并人选国际建筑文献数据库（ＩＣ０ＮＤＡ）。并多次被评为建设部优秀期刊。 《建筑科学》面向广大建筑结构设计、施工技术应用及管理、工程监理、工程质量监督及监测、科研、教学等技术和管理人 员。主要刊登建筑结构、地基基础、工程抗震、加固改造、防火防灾、建材监测、工程事故的防范和处理、暖通空调、物理、建筑软 件开发等方面的研究成果和相应的工程实践经验，以及与建筑有关的规范、标准、计算机应用、国外经验等内容，创刊十八年 来。在建筑行业中已享有较高声望，以其刊登的内容丰富、实用，能即时反映我国最新技术，编辑水平高、质量好而著称。 《建筑科学》是依托于中国建筑科学研究院为后盾的科技期刊，因而，它有许多在建筑界著名的专家学者做技术顾问；有 遍及全国的建筑工程为推广新技术、新产品的市场，订户遍布全国各地与建筑行业有关的科研、教学、设计、施工、质检等部 门，并通过中国国际图书进出口公司向国外公开发行。 《建筑科学》为国际标准大１６开版本；７２页胶印，有内外彩页，印刷精美，每逢双月２０日出版。 邮发代号：２—３８１，全国各地邮局皆可办理（破季）订阅及零售。 如需过期期刊则可直接到本刊发行室联系邮购 本刊价目表：（含邮费） 国内：每期定价￥６．５元，全年定价：￥３９元 《建筑科学》联系方式： 联系地址：北京北三环东路３０号《建筑科学》编辑部 邮编： １０００１３ 电话： （０ｌＯ）８４２７２７７６（ＯｌＯ）８４２７２２３３—２７８６ 传真：ＯｌＯ一８４２７２７７６ Ｅｍａｉｌ：ｂｕｓｃ＠２６３．ｎｅｔ
