[人工挖孔桩基础施工方法和问题对策]人工挖孔桩施工伤亡事故多发的原因主要是施工企业人工挖井桩施工没有做到本质安全化，在对人工挖孔桩施工的危害辨识、危险评价的过程中没有系统的研究人工挖孔桩施工工艺各构...+阅读
工程概况
——工程简介
京福高速公路泰安至曲阜段全长49.863公里，其中在K15+450～K25+000 段集中了大汶河特大桥、土门特大桥等大、中、小桥11座。由于地质情况多变，桥梁桩长设计不等，且流砂、溶洞等不利因素的影响，给桩基成孔造成了很大的困难，使桩基施工成为该项目的重点和难点。
——地质概况
大汶河特大桥处于大汶河流域区，其特征是北岸略有淤积，南岸侵蚀后退。南侧河床基岩近乎裸露，北侧河床堆积有较厚的中粗砂层，场地堆层大致分为 3层，自上而下为：中粗砂、风化页岩、石灰岩、裂隙岩溶，主要发育在孔深（自施工地算起）7～15米和孔深19～23米处。土门特大桥位于大汶口盆地的东南部边缘，大汶河北岸二级阶地一线，地下水位埋深9～14米，地层按成因共分3 层，上部发育有较厚的汶河冲积砂层，厚度10～15米，厚处达24米，其下为汶口组强风化泥岩（已完全风化为粘土），第3层为中奥陶系石灰岩，本层次变化较大，各桩号处深度，结构均不一致，溶洞裂隙特别发育，已基本串通，且与汶河地表水有水力联系，水量丰富，部分桩号形成了极软及流塑状粘性土，（稀泥），构成场地复杂的水汶地质及工程地质条件。
施工方案及其实施情况
本段的地质条件有两大难题困扰着桩基成孔，一是上部厚砂层遇水形成流砂，极易造成淤积、塌孔；二是岩层中的溶洞，溶液沟和部分桩基处形成的流塑状粘性土（稀泥）极易造成塌孔、斜孔、卡（掉）钻、缩孔，尤其是上部厚砂层在遇到未充满的大溶洞时，钻孔可能出现整体坍塌，损坏钻机，危及人身安全。为确保桩基成孔顺利，进场后我们对部分桩基进行了钻探，目的在于查明地质情况和岩溶发育规律，共增设地质钻孔166个，加上设计提供的地质钻孔88个，基本上概括了本段的地质情况，地层结构，确定采用挖孔和冲击钻钻孔两种方案。施工中根据实际情况，部分桩基采用了挖孔和钻孔相结合的方案，实施效果比较成功。
——挖孔桩施工
1、挖孔桩施工遇到的主要问题是排水和流砂处理，早施工的挖孔采用沉井法砖砌护壁，汶河桥0&emsp台，1～3&emsp 墩采用此法施工，但挖至10～12米时，遇水形成流砂，因流向不均，造成孔位偏移，多次纠偏而不能较正。经研究后改用现浇混凝土护壁，为10～15 厘米厚C25混凝土护壁，采用525水泥，掺加早强剂等措施，提高混凝土护壁的早期强度，加快拆模时间。为保证护壁不坍塌，不脱落，在护壁内加设竖向及环形拉结筋，采用Φ8盘条钢筋，环形筋0.4～0.6米设一道。
竖向拉结筋根据孔径不同分别为6根、8根、10根。
2、砂层挖孔施工在深入地下水位后，极难挖进，基本上是边挖边被淤平。该处施工时缩短了护壁长度。每挖进0.3～1.5米左右便支模浇筑护壁，并以袋装水泥、片石、草袋堵塞等措施封堵流砂。对于溶洞、暗流及承压水造成的排水困难或涌砂现象，采用注浆法封堵，具体作法：清理桩孔后，填放袋装泥土充填桩孔，浇筑50厘米厚水下混凝土封顶盖，待48小时，封顶凝固后进行压浆，压浆24小时后重新抽水开挖。压浆给进程序为：泥浆→水泥浆→水泥砂浆。砂浆配合比例为：水泥∶砂=1∶1，掺入水泥用量1%的水玻璃，水泥砂浆稠度控制在2s～10s，浆泵压力控制在0.4～0.6MPa。
3、K22+062通道桥12根Ф1.2米桩基，挖孔至12～14米深时，因水量大，很难挖进，0&emsp台右1桩，1&emsp台右3桩因流砂现象变成涌砂，原先已挖至14米深，但第二天量测时变为11米，涌进3米厚砂。我们采用注浆法封水，12根桩共注浆19次，投入水泥123吨。
——钻孔桩施工
1、场地准备
钻孔桩施工场地必须合理布置，首先应保证工地便道畅通，保证混凝土浇筑时的车辆，设备具备工作面，土门特大桥钻孔施工时泥浆池尽量避开连续的工作区，降低地基处理费用。汶河特大桥首先填筑一条8米宽便道，主河道处设置2孔×5米的便桥，然后对各排桩孔处进行筑岛，岛面高出水面0.5～1.0米。
2、护筒的制作与设置
护筒的作用是固定位置，导向钻头，隔离地面水，提高孔内水位，保证孔口不坍塌，防止钻机坍塌，其埋设情况对成孔、成桩的质量有重大影响。汶河桥 13～27号桩位于河道中，尤其13～20号桩，河床上淤积有3～4米的砂层，地下水位与地表河水相当，钻孔时易出现坍塌或反穿孔现象。我们采用10毫米厚的整体式钢护板，其内径比桩径大30厘米，长为6～8米，采用16吨的吊车配合90KW的震动锤将护筒穿过新填土及砂层，进入风化页岩约2米，土门特大桥为6毫米厚钢板焊制2.5米长护筒，采用挖埋法将护筒就位。后期基本为挖孔与钻孔相结合，即以挖孔桩的混凝土护壁作为长护筒进行冲击钻孔。
3、泥浆制备
泥浆性能指标
表1指标 相对密度 粘度 含砂率 胶体率 酸碱度 数值 1.2～1.4 22s～26s ≤4% ≥95% 8～11
为保证泥浆性能，我们从20公里外的北山购买优质红粘土，为提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水率，经实验后，按孔中泥浆的0.2%掺入纯碱粉。
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