钢套筒在人工挖孔灌注桩中的应用

2011 NO.09Science and Technology Innovation Herald科技创新导报钢套筒在人工挖孔灌注桩中的应用

雷仕洪

(贵州铁路工程有限责任公司六盘水工务工程部 贵州六盘水 553000)

摘 要:针对人工挖孔灌注桩施工过程中遇到的流砂、淤泥层和地下水等情况,利用钢套筒形成护壁,可解决施工中的困难。文中对钢套筒的施工方案进行了详细说明,工程应用结果表明,特定情况下,钢套筒在人工挖孔灌注桩中具有较好的应用效果。关键词:挖孔灌注桩 钢套筒 淤泥层中图分类号:TU71文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0091-01

1 挖孔灌注桩钢套筒施工方案

1.1挖孔灌注桩钢套筒组成及静力反压埋设法

钢套筒主要由钢套筒、导向架、套筒埋设设备三大部分组成。

（1)钢套筒主要用于承受灌注桩外侧静水压力,隔离流砂、淤泥或地下水。

（2)导向架由钢管或角钢制成,其中间为正多边形,四周为框架,用于控制并引导钢套筒在桩孔的正确位置竖直下沉,并能克服一定的动水侧压力。当钢套筒发生偏位时,导向架可用于调节钢套筒的偏位。在灌注桩较长的情况下,可在导向架两端安装法兰盘用于级联。

（3)套筒埋设设备包括千斤顶、传力器等装置,用于钢套筒的埋设。

钢套筒的埋设通常可采用振埋、加压埋设或静力反压埋设等方法。振埋方法较为简单,不作详细介绍。静力反压埋设方法如下:在钢筋砼护臂上对称打两个孔,将一根轨束梁插在孔内,利用两个千斤顶把反力通过伟力器均匀作用在钢套筒上,从而使钢套筒下沉。反力的大小根据实际工程决定,一般为15～30t。与钢套筒加压埋设方法相比,静力反压埋设方法可节约大量的劳动力和材料,不仅提高了劳动效率,还缩短施工工期。与振埋方法相比,静力反压埋设方法更为简单实用。1.2钢套筒壁厚的计算

工程应用中,需计算钢套筒的壁厚,其壁厚由钢套筒的强度和稳定性决定。

根据结构力学,薄壁受压失稳的极限载荷为:

qc3EI/R3 (1)根据容许应力法,考虑钢套筒易弯,其受压强度

qmax2EI[]/(R2d) (2) I3/12 (3)则134qc/ER

26qmax/(E[])R

其中为钢套筒护壁的厚度,A3钢的设计容许强度[]＝210MPa。

钢套筒壁厚取1和2中的最大值。1.3钢套筒的纠偏

施工中应保证钢套筒的偏斜度尽量小,在对桩的施工要求容许范围内,对套筒的纠偏是一件耗时且复杂的工作。通常的钢套筒纠偏方法是:当开挖到持力层后,在钢套筒顶部和底部一起固定,利用导向架对其进行调整。对于无法纠偏的桩基,可提

高混凝土强度或求算其有效截面,改用型

并尽量远离孔口。施工过程中应尽量避免钢与混凝土组合成的劲性钢筋混凝土。

不规则抽水,以免造成地面塌陷和护桩移位。

2 挖孔灌注桩钢套筒工程应用

（3)导向架的刚度和嵌固深度绝大部分2.1工程应用1

情况由实际情况和经验决定。施工过程中内昆宜K114钢筋混凝土框架桥的D型遇到动水压力或桩位纠偏等情况时,应及梁柱墩采用桩基础。桩基础按嵌岩桩设计,时予以补强。

要求嵌入风化泥质砂岩上,其地基承载力（4)钢套筒在导向架上反压下沉。钢套大于800MPa。桩径采用2.4m和2.0m两种,筒间采用焊接方式连接,其焊缝需保证不桩基总长为103.6m。由于施工地点处于内漏水。

宜铁路的咽喉路段的路肩,其上方有接触（5)在有流砂(或淤泥)层的挖孔灌注桩网高压线,大型钻孔机械无法使用。为加快施工中,必须注意抽水的规律性。开挖作工程进度,所有的桩基础均采用了挖孔灌业应保持连续,最好做到一次通过流砂(或注桩。

淤泥)层。若分多次作业,分段开挖结束后,由于施工过程中遇到了流砂淤泥层,应及时恢复地下水位,防止套筒背后土层故通常的孔壁支护类型(如框架、砖、钢井坍塌。

圈等)应用较为困难。通过对厚度为2.3～（6)开挖到持力层时,应及时测量桩位的11.6m的淤泥层采用钢套筒静力反压埋设偏移程度,采取必要的支撑或调整措施[2]。

方案,成功解决了挖孔灌注桩施工中的问（7)开挖到设计标高。

题,保证了工程的进度。（8)浇筑砼前,取出导向架,架高钢筋2.2工程应用2

砼。根据桩长等实际情况,有时应采取必要在宜宾市叙府路立交桥和商贸立交桥的临时支护或不将导向架取出。

桩基础施工中,叙府路立交桥采用挖孔灌（9)施工前可直接参考地勘资料,根据注桩,桩基孔径为1800mm,采用了4个挖孔岩土风化、破碎等情况准确地确定桩的嵌小组(每组4人);商贸路立交桥采用了钻孔固深度及基底承载力,避免施工的盲目性。

桩,桩基孔径为1000mm,采用了乌克斯CD－30型钻机一台。在桩基浇筑过程中,叙府3 结语

路立交桥同样遇到了淤泥层,对施工造成挖孔灌注桩具有设备简单,作业时无了困难,采用钢套筒方案后,顺利解决了问振动、噪声小,更适用于在狭窄施工场地内题。在相同的时间内,叙府路立交桥完成了对邻近建筑物基础的保护等优点,应用越2个桩孔(桩深15m)的开挖和浇筑,而商贸来越广泛。文中针对人工挖孔灌注桩施工路立交桥只完成了1个桩孔(桩深17m)的成过程中遇到的流砂、淤泥层和地下水等情孔和浇筑。

况,利用钢套筒形成护壁,解决了施工困参照宜宾市商贸路立交桥合同文件,难。工程应用结果表明,在遇到流砂(或淤钻孔桩(mm)的单价为850元/m,挖孔灌注泥)层等情况下,钢套筒在挖孔灌注桩中的桩(mm)的单价为580元/m(单价中包含成应用效果明显。

孔、浇桩混凝土费用,不含桩基钢筋的材在流砂(或淤泥)层较厚时采用钢套筒料费)。不难看出,虽然挖孔灌注桩在遇到方案,其成功的要点在于连续作业和导向流砂、淤泥层情况时造价会提高,但与钻架的应用。只有连续作业,才能减少抽水次孔桩相比,其造价仍十分经济。此外,对比数,保证桩基周围的稳定,减少工程成本。处理流砂(或淤泥)层常采用的沉井方案,实践证明,导向架在防止套筒倾斜、保证桩沉井的施工技术复杂性和造价均要高于位的准确性、确保钢套筒的施工质量等方钢套筒方案。面起到了关键作用。

2.3施工步骤

（1)施工过程中应有详尽的地质资料,参考文献

根据流砂(或淤泥)层厚度,确定钢套筒、导[1]杨小平,土地学及地基基础[M].武汉大

向架的尺寸及施工方案,并制定相应的安学出版社,2004.

全措施。

[2]徐云.人工挖孔桩施工质量控制及安全

（2)在挖孔灌注桩埋设过程中,若遇到施工[J].山西建筑,2006,32(12):74～75.

流砂(或淤泥)层,其护桩的埋设必须稳固,

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