维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷第７期 、，ｏ１．３２ ＮＯ．７ ２ ０ ０ ６年４月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲ（ ＩＴＥＣＴＵＲＥ ｈｐｒ．２００６ ・１１７・ 文章一号：１００９．６８２５（２００６］０７ ０１１７—０２ 人工挖孔桩的设计与施工 王 坚 摘要：从人工挖孔桩的直径、持力层的选择、布桩原则、混凝土及配筋要求多方面叙述了设计要点，对人工挖孔桩施工 中的地下水、流砂的处理、混凝土浇筑做了详细介绍。以使人工挖孔桩在工程实践中更广泛地应用。 关键词：人工挖孔桩，配筋要求，地下水，持力层 中图分类号￣ＴＵ４７２．３２ 文献标识码；Ａ 大直径人工挖孔桩，具有承载力高、传力直接、桩底土质易检 ～１．５倍扩大头直径且无下卧层者；当持力层为粘土层和砂类土 查、施工快速、节约造价、设备简单，更适宜于狭窄场地施工及地 时，扩大头进入持力层的深度应大于１．５ ｍ；当持力层为砂卵石或 基持力层较深时地基处理，因此近年来，人工挖孔桩在工程实践 卵石层时，扩大头进入持力层的深度应大于０．５ ｍ；当强风化层厚 中被广泛地使用。 度小于２．０ ｍ时，扩大头进入弱风化层的厚度不应小于０．５ ｍ～ 人工挖孔桩，设计上分扩底和不扩底桩，施工时又分为无护 ０．８ ｍ。 壁和有护壁桩。其选型应因地制宜，综合考虑地质情况、施工条 人工挖孔桩布桩原则，应根据上部结构类型以及地基持力层 件、地下水位、场地条件及上部结构类型、荷载类型、荷载大小与 不同采取相应的方法。对于柱下桩，原则上采取一柱一桩。在结 性质等因素，做到技术先进、经济合理，确保工程质量。 构设置变形缝处，当桩距不大时，也可以采取两柱合用一桩。对 人工挖孔桩直径一般宜选用ｄ＝８００，当然在变形缝处，如遇 于承重墙或剪力墙，应根据荷载大小、单桩承载力以及承台梁尺 双框架柱，其下人工挖孔桩直径应根据同时容纳两根柱确定桩实 寸等进行综合分析。尽量选用单排布桩方案。桩的中心距离，直 际直径。承载力不够时，可扩大桩底部，即扩底桩，扩底直径Ｄ 桩时不小于（２．５—３．０）ｄ；当有扩大头时，桩距应不小于（１．５— 与桩身直径ｄ的比值即Ｄ ≤３．５。为节约造价，直径应尽量取 １．８）Ｄ，两个扩大头间的净距不小于０．５ ｍ。布桩时应尽量将桩 较小值，依靠扩底以增加承载能力。 布置在墙、柱下，直接承受墙、柱传来的轴力、剪力和弯矩，减少承 人工挖孔桩性质介于桩基与天然地基之间，一般以端承为 台的内力转换作用。 主，摩擦为辅（当桩身较短可忽略摩擦力作用）。其竖向极限承载 人工挖孔桩混凝土及配筋要求如下： 力标准值可按下式计算（见ＪＧＪ ９４ ９４建筑桩基技术规范）： １）主筋：配筋率不小于０．４％桩身断面，且不少于８根，宜采 ＝ ＋ ＝“ ‰ ＋ 。 用二级钢；长度：地震及风荷载较大区伸到底，桩较长时钢筋根数 人工挖孔桩持力层的选择应优先考虑：１）中等风化、微风化 的一半及不小于８根伸到底，另一半为１／２桩长。扩大头本身不 岩石类土；２）透水性较小的中密以上的碎石粘土或砾石粘土层； 需配筋。２）箍筋：桩帽下１．０ ｍ～１．５ ｍ范围用怊～巾１０＠１００，其 ３）地基承载力大于２００ ｋＰａ的硬粘土层；４）持力层厚度大于１倍 他处为怊～４１０＠２００－３００，可用环形焊接箍或螺旋箍，每隔２ ＩＴＩ 裹２碎石桩密实度判别标准（湖北） ６结语 Ｉ连续５击下沉量／ｅｍ ｌ ＜７ ｌ ７～１０ ｌ １０－１３｝ ＞１３ ｌ Ｉ 密实程度 ｉ 密实 ｌ不够密实ｌ不密实Ｉ 松散 ｌ 两段１８ ９５３ ＩＴＩ碎石桩施工完成后，在监理工程师监理下，经 过自检和业主委托的第三方检测单位检验，碎石桩密实度连续 ５施工注意事项 ５击下沉量５ ｃｍ～８ ｃｍ，碎石桩复合地基承载力采用１５０ ＣｌＴＩ× １）振冲器必须处于重直状态并离开地面才能开机检验及工 １３０ ｃｍ承压板进行平板载荷试验，复合地基允许承载力分别达到 作。２）在施工前应将振冲器减振器处的上下两部分用链条或钢 ２１０ ｋＰａ和１９１ ｋＰａ。各指标均达到相关要求并通过验收。同时， 丝绳连接起来，或用其他保护装置，以免因事故使振冲器掉入土 碎石桩加固软土地基在缩短施工工期，减少清淤占地等方面均具 层深处，造成不必要的损失。３）振冲器在土层深处时一定不能断 有优越性。 电停振停水。振冲器在土中停振后重新起动将会有过大的启动 参考文献： 电流，如果停振后的振冲器硬拔出则需很大的起重力，甚至发生 ［１］靳建军．碎石桩在工程中的应用［Ｊ］．山西建筑，２００４，３０（３）： 断绳事故；如果停水则泥沙会倒灌入水管将其堵塞。４）施工现场 ２４—２５． 应事先开设泥水排放系统，尽可能设置沉淀池重复使用上部清水。 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｍａｃａｄａｍ ｐｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ＤＯＮＧ Ｒｕｉ－ｆｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｓ ｗｏｒｋｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｎ ｍａｃａｄａｍ ｐｉｌｅ ｓ￣ｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｆｏｒ ｖｉｂｒｏ－ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｃｏｒｔｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｃｌｕｄｉｇｎ ｖｉｂｒｏ－ｐｏｌｅ ｆｏｒｍｉｎｇ、ｓｃｏｕｒｉｎｇ、ｆｉｌｌｉｎｇ、ｖｉｂｒｏ－ｄｅｎｓｉｔｙ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｍａｔｔｅｒｓ ｎｅｅｄ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｈｅｃｋ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｃａｄａｍ ｐｉｌｅ，ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｑｕａｌｉｔｙ ｃｈｅｃｋ 收稿日期：２０ｏ５—１Ｏ一２４ 作春简介：王坚（１９６８一），男，工程师。山西大同齿轮集团有限责任公司。山西大同０３７００６ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・． １１８ ・． ，３２ ０ ２卷箩 智 ０ ６车４月 山 西 建 筑设一道 １２～ １４焊接加劲箍。３）混凝土强度等级要求：强度等 等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇筑混凝土护壁或 级，不得低于Ｃ１５，水下灌注时混凝土不得低于Ｃ２０。４）保护层厚 下段预制混凝土护壁，这次支挡的木方板要沿周边打入底部不少 度要求：无地下水无护壁不应小于５０ ｍｍ；无地下水有护壁不应 于０．２ ｍ深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放 小于３０ ｍｉｌｌ；有地下水不应小于７０ ＩＴａＴＩ。 置，双排布置互相反向交叉。能达到很好的支挡效果。 以上简要地叙述了人工挖孔桩的设计，下面讨论人工挖孔桩 桩身混凝土浇筑时，应消除孔底积水。浇筑桩身混凝土主要 施工问题。 应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，防止孔 在施工时，根据地质条件，决定是否设置护壁，如地基土直立 内积水影响混凝土的配合比和密实性。浇筑前要抽干孔内积水， 性较好，且地下水位较低，可不加护壁，但必须注意施工安全；否 抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时。不致使抽水管中 则，桩侧设置护壁，护壁圈可采用普通粘土砖立砌（即６０ ｌｎｎｌ厚）， 残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干。提出水泵后，可用 也可采用现浇或预制钢筋混凝土护壁，边挖边设护壁，保证施工 部分干拌混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇筑混凝土。 安全。在正式施工前，应先进行成孔的工艺试验，数量不得少于 如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的 两根。检验时设计、施工、勘察和甲方等方面共同参加并要有详 施工就应当采取水下浇筑施工工艺了。 细记录、签字等程序。检验内容包括：１）成孔过程中，桩侧壁土层 对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗 有无坍塌缩孔，混凝土护壁是否起到作用，桩端或扩大端的成型 水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混 能否符合设计要求；２）每根桩端或扩大端处持力层土质及标高， 凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔 是否与勘察报告建议符合。 可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入 地下水是给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水 泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混 在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而 凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。 影响了人工挖孔桩的正常施工，如果遇到动态水压土层施工，不 桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条 仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量 件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分 问题。如遇到了细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生 层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度是关键，即力求在最短的时间 流砂和井漏现象。 内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要 当地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔 求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重景压住 后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。当水 水流的渗入。对于深度大于，１０ ｍ的桩，其下身段，可依靠混凝土 量较大时，用施工孔自身水泵抽水也不易开挖时，应从施工顺序 自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密 考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采 实，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均 取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。 匀性和密实性。而速度优于采用串流筒施工，对于桩身上部混凝 流砂也会给人工挖孔桩施工带来许多困难。在开挖时，如遇 土浇筑要采取正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水影 细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重 响，浇筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。 时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。 合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对减少施工难度起到重要 当流砂情况较轻时，有效的方法是缩短这一循环的开挖深 作用，在施工方案中要认真统筹，根据实际情况合理安排。 度，将正常的１ ｍ左右一段。缩短为０．５ ｍ，以减少挖层孔壁的暴 在可能的条件下，先施工比较浅的桩孔，后施工深一些的桩 露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而 孔；或者隔桩开挖。因为一般桩孔愈深，难度相对愈大，较浅的桩 不能形成桩孔时，可用编织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控 孔施工后，对上部土层的稳定起到加固作用，也减少了深孔施工 制保证内壁满足设计要求。 时的压力；隔桩开挖浇灌，可减小相邻桩的影响。在含水层或有 当流砂情况较严重时，常用的办法是下钢套筒，钢套筒与护 动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这 壁用的钢模板相似，以孔外径为直径，可分成４段～６段圆弧，再 部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝 加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，再开挖０．５ ｍ左 土，而做为排水井，以方便其他孔位的施工。保证了桩孔的施工 右。即可分片将套筒装入，伸入孔底不少于０．２ ｍ，插入上部混凝 速度和成孔质量。 土护壁外侧不小于０．５ ｍ，装后即支模浇筑护壁混凝土，若放入套 挖孔桩成桩后，应做单桩竖向静载荷试验，以检验挖孔桩的 筒后流砂仍上涌，可采取突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方 承载力。在同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的１％，且 法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也 不应少于３根。 可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大，使孔 参考文献： 位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇筑水泥浆，使下部土壤 ［１］ＪＧＪ ９４—９４，建筑桩基技术规范［Ｓ］． 硬些，提高周围及底部土壤的不透水性，以解决流砂现象。 ［２］ＧＢ ５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范［ｓ］． 当遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板 ［３］ＪＧＪ ７９—２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ］． Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｇｇｉｎｇ ｐｉｌｅ ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｇ￣ｎｇ ｐｉｌｅ ｆｒｏｍ ｉｔｓ ｄｉａｍｅｔｅｒ、ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ＣＯＬＲ＇ｓｅ、ｐｉｌｅ ｌａｙｏｕｔ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｓｔｅｅｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ、ｌｆｏｗｉｎｇ ｓａｎｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｏｕｒｉｎｇ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉｌａ ｉｄｇ￣ｎｇ ｐｉｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｔＯ ｐｒｏｍｏｔｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｇｇｉｇｎ ｐｉｌｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｇ￣ｎｇ ｐｉｌｅ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｔｅｅｌ ｒｅｑｕｉｒｍｅｅｎｔ，ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ＣＯＬＲ＇￣
