挖孔桩施工过淤泥层特殊施工方案

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1、钢护筒在流砂桩施工中的应用重庆2.05项目部卢文申[摘要]针对在挖孔桩施工过程中出现的流砂层，采用钢护筒代替混凝土护壁成孔的施工方法，顺利通过流砂层，保证了施工正常进行，同时此施工方法得到了业主、监理的好评。[关键词]钢护筒流砂桩应用重庆主城排水工程B1管线在工程开工之初，先期施工的人工挖孔桩施工过程中，当挖深达到10～15m后，出现了较厚的流砂层，此流砂层含水量高，流动性强导致无法正常成孔。起初我们采取了缩短护壁、打钢筋桩等方法，以期通过流沙层，但都无法成孔，且存在塌孔等安全隐患。当时最严重的桩孔四周土体已产

2、生下陷，出现裂纹，其中个别桩护壁脱节、开裂。继续施工已无法保证安全，所以根据现场的实际情况，我们提出三种施工方案：使用钢护筒代替混凝土护壁成孔；使用砼沉井成孔；使用机械成孔。针对以上三种施工方法，我们拜访了重庆有经验的专家、技师，进行了综合施工效果论证比较：方法1能保证施工安全，周期短，简便易行且造价最低，但有斜孔、成孔椭圆等可能；方法2也能保证施工安全，但施工周期长而且费用较高，需将已成孔的部分用土填起，然后预制砼沉井方可施工，施工有斜孔可能且不易控制；方法3无论是安全性还是成孔可靠性都最高，但费用也最高，而

3、且受地形限制部分桩孔机械难以进入。因此我们认为应先采取方法1进行施工，如果失败，再考虑方法2、方法3施工。1按方法1进行施工1.1施工准备针对方法1有斜孔的可能，进行平衡桩孔周围土压力。由于部分桩周围土体已产生下陷（局部出现裂纹），因此首先进行平衡土压力的施工，即将孔口处土体较高部分挖除，填至土体较低处，以使桩孔砼护壁四周均匀受压，从而保证砼护壁受力均匀，在钢护筒施工时周围受力均匀，以免产生侧移，造成斜孔，导致施工失败。1.2钢护筒加工1.2.1钢护筒强度计算按护筒均匀受力计算，暂不考虑失稳护筒承受的土压力P=

4、γ•H=20×20=400(kN/m2)(0.4Mpa)。式中，γ为流体容重，取值为20kN/m3；H为护筒深度，取值为20m（流砂层深度在15~20m之间）。如图1所示，取1m高的护筒作为计算单元，沿径向取一截面，截面厚度δ，高度1m。该截面所受的压力即为：f=P×1×1.5×π=400×1.5×3.14/2=942（kN）。f<δ×1×210×103δ>4.48(mm)。钢护筒厚度大于5mm即可满足要求，但由于计算中只考虑了钢护筒为均匀受力，所以加大了安全系数（取经验系数为2.0），钢板厚度定为10mm，充

5、分满足抗压强度要求。3图1钢护筒受力简图1.2.2护筒加工本着安全、实用、节约的原则，经过计算（详见1.2.1）施工用钢护筒采用10mm厚钢板制成，根据现场材料规格，每节长度1.5m。如图2、图3所示。图2钢护筒平面图图3钢护筒剖面图每个桩孔最下部的一节需加工刃口，刃口采用16Mn钢板制成，长度为100mm，焊接在护筒上；上、下部加工出倒棱，如图3所示。1.3流砂桩成孔施工由于钢护筒外径为1520mm，而桩孔的最小直径是1500mm。为保证钢护筒能顺利进入流砂层，施工时需将已完成的砼护壁突出端削去30mm，如图

6、3所示。然后，使用卷扬机将钢护筒吊入桩孔内，当钢护筒达到流砂层时，边挖流砂边用大锤敲击钢护筒，使钢护筒能沉入流砂中。施工中每进尺300mm进行一次对中测量检查，发现有偏心、倾斜现象及时进行调整，保证钢护筒中心准确，满足标准要求。每节钢护筒沉入一半后，吊入下一节钢护筒，使用焊接的方式将相临两节护筒焊在一起，为保证接口钢度，在接口内侧环向每200mm使用250mm长φ25钢筋进行帮条焊。焊接牢固，继续施工。直至通过流砂层500mm以后再进行正常挖孔施工。为安全起见，一般应使钢护筒与已完成的砼护壁搭接1.5m左右。如

7、图4所示。施工中，严格保证通风，尤其两节钢护筒连接，进行孔内焊接时，送风量不得小于25L/s3，同时设专人在井上监护，观察孔口周围土体变化情况，发现情况及时处理，以保证施工人员安全。另外，成孔后将钢护筒两端与护壁的间隙使用速凝水泥进行有效封堵，以免流砂从间隙涌出影响施工。图4钢护筒施工示意图1施工效果及体会经过近20天的施工，线路中的16个流砂桩全部通过（流砂深度2~6m不等）。得到业主和监理的好评。但是，施工中也发现了由于我们经验不足走的一些弯路。施工时，第一节钢护筒应在施工前通过焊接加长至3m左右，这样有利

8、于施工过程中减少斜孔机会，保证钢护筒中心准确，同时也提高了施工人员的安全性；但又不宜太长，钢护筒过长，进入孔口有困难。另外，应注意两方面施工要点：其一，必须随时检查钢护筒中心位置，发现偏移随时校正，一旦偏心较大校正起来很困难；其二，准确计算护筒厚度，护筒薄了受流砂不对称压力会产生椭圆；护筒厚了不但造成不必要的浪费，施工操作也不方便。[作者简介]卢文申，男，1969年出生，1993年毕业