论文部分内容阅读
摘要：中国南方电网有限责任公司输变电工程高山线路施工过程中地基处理方案，深度多为15～25米的人工挖孔桩应用较多，但由于高山地区砂土含量大、砂土层较厚，很容易涌砂塌孔，在桩基入岩深度尚未满足设计要求时，常常会遇到孤石、强风化岩层或中风化岩层，导致施工进度缓慢，难以满足施工进度要求。本文主要介绍了在复杂地质条件下的人工挖孔桩施工技术，成功的经验可供类似工程借鉴。
关键词：挖孔桩;施工;技术
Abstract: China southern power grid co., LTD. Power transmission and transformation project mountain line during the construction of foundation treatment schemes, depth for 15 ~ 25 m artificial dig-hole pile is widely applied, but due to the high mountain area sand content, sandy soil layer is thick, it is easy to chung sand hole, the collapse in pile foundation into rock depth has not meet the design requirements, often encounter GuShi, strong weathering of rocks or weathered layer, leading to the construction progress is slow, difficult to meet the construction schedule. This article mainly introduced in the complicated geological conditions of artificial dig-hole pile construction technology, successful experience for reference for similar project.
Keywords: dig-hole pile; Construction; technology
中圖分类号：TU753.3文献标志码：A 文章编号：2095-2104(2012)
1工程概况
中国南方电网有限责任公司输变电工程高山线路施工地基处理方案中，设计多采用直径为φ1200mm的人工挖孔桩，单桩深度一般在15m ~25m之间，混凝土设计等级为≥C30，抗渗等级为≥S6，水灰比为≤0．45，桩身钢筋保护层为≥8mm，桩底要求进入中风化岩层≥1000mm（或微风化岩层≥600mm）。
2施工技术
根据线路工程地质报告和试桩情况综合研究分析，人工挖孔桩位于砂土层厚度≤2000mm的地段时，施工难度不大，采用常规护壁便可成孔；位于砂土层厚度＞2000mm的地质复杂地段或遇到，场内地下水极为丰富，采用常规的护壁方法来施工，进度相当缓慢或根本无法成孔，只能采用钢护筒才能成孔；少部分会遇到孤石、强风化岩层或中风化岩层，导致施工进度缓慢，难以满足施工进度要求，需采用毫秒微差的爆破技术进行爆破来处理孤石、强风化岩层或中风化岩层。主要施工技术如下：
2.1砂土层厚度≤2.0m的施工技术
根据现场试桩的施工经验，对于砂土层厚度≤2000mm地段的人工挖孔桩，采用常规的混凝土护壁来施工，容易成孔，节约护壁成本。
a)混凝土护壁模板采用厚度δ=4mm的组合式钢模板拼装组合而成，拆上节而支下节，循环周转使用，上下设两对半圆组合的钢圈顶紧，不另设支撑，钢圈之间用专用扣扣紧。
b)每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，护壁中插入φ14～φ16的竖向螺纹钢筋，间距一般取500mm；横向则用φ14～φ16的园钢来加固，间距一般取300mm。
c)混凝土用搅拌机现场搅拌，采用C25混凝土，坍落度一般取60mm～80mm，混凝土用吊桶运入人工浇筑，用钢管振捣密实。
2.2、砂土层厚度＞2.0m的施工技术
对砂土层厚度＞2000mm地段的人工挖孔桩，为避免土方塌方，采用常规护壁方法来施工，砂土塌孔严重，施工进度相当缓慢，或根本无法形孔，只能采用成本较高、施工技术要求高的钢护筒来护壁。
a)钢护筒的制作
根据现场的实际情况和理论计算，需要下钢护筒的地段，砂土层的厚度一般为4m～6m之间。因此，钢护筒一律采用δ=12mm厚的A3钢板卷制而成，按6m、4m和2m的标准长度定尺加工。第一节一般采用6m标准节下沉，可根据实际需要，用4m或2m高度标准节接驳至实际需要高程。
b)钢护筒与振动锤的连接方式
钢护筒与75KW电动振动打桩锤的连接采用“法兰+焊接”的刚性连接方式，用50T履带吊作为起吊钢护筒用，振动打桩锤作为钢护筒下沉的振动设备。
c)钢护筒的测量定位
桩位放样完毕，并经复核无误后，应进行人工或机械的预先挖孔，孔径略大于钢护筒外径，挖深1m～2m，然后垂直起吊第一节钢护筒到预先开挖的孔位中。
d)钢护筒的下沉
钢护筒下沉前，做好一切准备工作，以保证钢护筒下沉工作的连续进行，保证钢护筒能顺利下沉到岩层之中去，尽量减少中途的停顿时间，防止、砂土层的固结，加大下沉的阻力，从而增加下沉的难度。下沉过程中，注意检查钢护筒的中心线和垂直度，以免中心线和垂直度偏差超过允许标准而返工。
2.3高山地质条件下的施工技术
施工过程中常常会遇到，挖孔桩所处地段的砂土层厚度达6m～8m之厚，砂土层下面的强风化、中风化岩层较薄，仅有100mm～200mm之间，岩层面倾斜不平；或者缺少阻水性良好的粘性土过渡层，钢护筒无法插入阻水性较好的强风化岩层（或中风化岩层）之中去。这样，在钢护筒与岩层个别地方之间存在着砂土的夹层，形成砂土的通道，在外侧水压力作用下，当挖到这层夹层时，大量的砂土涌入孔内，根本无法往下挖，还有可能危及孔内作业人员的人身安全。
a)根据实践经验和充分论证，在钢护筒外侧800mm～1000mm的四周打入进口拉森Ⅲ型钢板桩，钢板桩之间尽量锁上口，个别无法锁口处，再在外侧加打一根钢板桩，形成封闭的止水、止泥、止砂土的保护圈。由于进口钢板桩的刚度较大，断面较小，较容易打入强风化岩层（或中风化岩层）之中去，从而阻断了、砂土的通道，减少了孔内的开挖量，加快了施工进度。
b)孔内挖土过程中，当挖砂土层时，分段高度一般为0.4m～0.5m，提前做好材料和人力的准备工作，以最快的速度，浇筑一圈混凝土护壁，以防止、砂土的渗入孔内。
3成孔内挖土
3.1粘土、砂土的开挖方法
对于孔内的粘土、砂土层，一般可用铁铲、锄头便可开挖。孔内挖土采用分段开挖方式，对于粘土层，一般0.8m～1.0m为一个施工段，做完混凝土护壁，待混凝土护壁有一定强度后，才能进入下一施工段；对于、砂土层，一般0.4m～0.5m为一个施工段。混凝土护壁一般施工至中风化岩面，微风化岩层不需另加混凝土护壁，可以自身稳定。
3.2强风化、中风化岩层的开挖方法
在桩基入岩深度尚未满足设计要求时，少部分桩基孔内会遇到孤石、强风化岩层或中风化岩层。由于强风化岩层或中风化岩层的厚度较厚，最厚的地方达4 m～6m，为了加快施工進度，采用电动风镐来开挖，由燃油空压机或电动空压机供应压缩空气。
3.3中风化、微风化岩层的开挖方法
设计要求人工挖孔桩基底部进入中风化岩层≥1000mm（微风化岩层≥600mm），由于孤石、桩底基岩均为坚硬岩、致密的中风化（或微风化）花岗岩层，采用风镐来开挖，进度相当缓慢，每天只能下挖100mm～200mm，难以满足计划工期要求。根据实践经验和充分论证，决定采用毫秒微差的爆破技术进行爆破。
a)炮眼布置
在孔内半径r=600mm的周边布置12个周边眼，孔深1.0m，间距等分；孔内半径r=300mm的环向布置6个掏槽眼，孔深1.2m，间距等分（如图1所示）。
图1炮眼布置示意图
b)装药量确定
装药量根据公式Q=η·L·q计算并根据现场实践经验进行及时调整。式中：
Q— 各个炮眼的装药量，取kg；
η— 炮眼装药余数，取0.5～0.65；
L — 炮眼的长度，取米；
q — 每米炮眼的装药量，取0.95kg/m。
由于桩基工作面有水，宜选用乳化防水炸药，炸药药卷直径32mm，每卷重200克。根据岩层特性和试爆经验，炸药量Q一般取Q=4.5～6.0kg，为现场施工安全，防止对附近已完成桩基混凝土的损伤，按理论计算的炸药量的减半来控制，严格按≦2.0～3.0kg来控制炸药量。
c)装药结构与堵塞
掏槽眼和周边眼均采用连续反向装药结构；堵塞用旧报纸和泥土掺和成团进行堵塞。
d)起爆网络
考虑到施工区域内感应电流较多，为安全起见，采用非电雷管孔内引爆，孔内所有非电雷管用簇联方式连线，用电雷管引爆导爆管，各个孔之间的电雷管采用串联方式连线；起爆顺序按掏槽眼，周边眼顺序进行，用电雷管分段控制。
e)安全防护
在孔顶覆盖钢板，再在上面堆砂包，有效防止了飞石外抛。
f)有害气体
爆破产生的有害气体聚集在挖孔桩内，现场用高压风等把有害气体吹排出来之后，才能进入挖孔桩内作业，以防止中毒。
4结语
中国南方电网有限责任公司输变电工程高山线路的复杂地质人工挖孔桩施工共历时135天,克服了地质特复杂、地下水极为丰富等诸多困难，安全、优质地完成了45基铁塔桩基施工任务,全部桩基经广东天信电力工程检测有限公司严格按规范要求进行质量检测，桩身完整性、混凝土强度和承载力全部满足设计和国家相关规范要求，高山复杂地质条件下的人工挖孔桩的成功经验，可供今后类似工程借鉴。
参考文献：
《建筑施工手册》编写组编.建筑施工手册.4版[M].北京：中国建筑工业出版社,2003.
张全宏，郑荣明.复杂岩溶地段大直径灌注桩的施工[J].电力建设,2004(2):13-15.
高宏飙.不均质软土地基中沉井施工技术[J].电力建设, 2005(2):19-20.
张远.珠海电厂污水泵房沉井的施工技术[J].电力建设, 2005(5):27-29.
作者简介：吴国招（1966），男，大专学历，工程师，主要从事电力建设施工技术管理工作。
关键词：挖孔桩;施工;技术
Abstract: China southern power grid co., LTD. Power transmission and transformation project mountain line during the construction of foundation treatment schemes, depth for 15 ~ 25 m artificial dig-hole pile is widely applied, but due to the high mountain area sand content, sandy soil layer is thick, it is easy to chung sand hole, the collapse in pile foundation into rock depth has not meet the design requirements, often encounter GuShi, strong weathering of rocks or weathered layer, leading to the construction progress is slow, difficult to meet the construction schedule. This article mainly introduced in the complicated geological conditions of artificial dig-hole pile construction technology, successful experience for reference for similar project.
Keywords: dig-hole pile; Construction; technology
中圖分类号：TU753.3文献标志码：A 文章编号：2095-2104(2012)
1工程概况
中国南方电网有限责任公司输变电工程高山线路施工地基处理方案中，设计多采用直径为φ1200mm的人工挖孔桩，单桩深度一般在15m ~25m之间，混凝土设计等级为≥C30，抗渗等级为≥S6，水灰比为≤0．45，桩身钢筋保护层为≥8mm，桩底要求进入中风化岩层≥1000mm（或微风化岩层≥600mm）。
2施工技术
根据线路工程地质报告和试桩情况综合研究分析，人工挖孔桩位于砂土层厚度≤2000mm的地段时，施工难度不大，采用常规护壁便可成孔；位于砂土层厚度＞2000mm的地质复杂地段或遇到，场内地下水极为丰富，采用常规的护壁方法来施工，进度相当缓慢或根本无法成孔，只能采用钢护筒才能成孔；少部分会遇到孤石、强风化岩层或中风化岩层，导致施工进度缓慢，难以满足施工进度要求，需采用毫秒微差的爆破技术进行爆破来处理孤石、强风化岩层或中风化岩层。主要施工技术如下：
2.1砂土层厚度≤2.0m的施工技术
根据现场试桩的施工经验，对于砂土层厚度≤2000mm地段的人工挖孔桩，采用常规的混凝土护壁来施工，容易成孔，节约护壁成本。
a)混凝土护壁模板采用厚度δ=4mm的组合式钢模板拼装组合而成，拆上节而支下节，循环周转使用，上下设两对半圆组合的钢圈顶紧，不另设支撑，钢圈之间用专用扣扣紧。
b)每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，护壁中插入φ14～φ16的竖向螺纹钢筋，间距一般取500mm；横向则用φ14～φ16的园钢来加固，间距一般取300mm。
c)混凝土用搅拌机现场搅拌，采用C25混凝土，坍落度一般取60mm～80mm，混凝土用吊桶运入人工浇筑，用钢管振捣密实。
2.2、砂土层厚度＞2.0m的施工技术
对砂土层厚度＞2000mm地段的人工挖孔桩，为避免土方塌方，采用常规护壁方法来施工，砂土塌孔严重，施工进度相当缓慢，或根本无法形孔，只能采用成本较高、施工技术要求高的钢护筒来护壁。
a)钢护筒的制作
根据现场的实际情况和理论计算，需要下钢护筒的地段，砂土层的厚度一般为4m～6m之间。因此，钢护筒一律采用δ=12mm厚的A3钢板卷制而成，按6m、4m和2m的标准长度定尺加工。第一节一般采用6m标准节下沉，可根据实际需要，用4m或2m高度标准节接驳至实际需要高程。
b)钢护筒与振动锤的连接方式
钢护筒与75KW电动振动打桩锤的连接采用“法兰+焊接”的刚性连接方式，用50T履带吊作为起吊钢护筒用，振动打桩锤作为钢护筒下沉的振动设备。
c)钢护筒的测量定位
桩位放样完毕，并经复核无误后，应进行人工或机械的预先挖孔，孔径略大于钢护筒外径，挖深1m～2m，然后垂直起吊第一节钢护筒到预先开挖的孔位中。
d)钢护筒的下沉
钢护筒下沉前，做好一切准备工作，以保证钢护筒下沉工作的连续进行，保证钢护筒能顺利下沉到岩层之中去，尽量减少中途的停顿时间，防止、砂土层的固结，加大下沉的阻力，从而增加下沉的难度。下沉过程中，注意检查钢护筒的中心线和垂直度，以免中心线和垂直度偏差超过允许标准而返工。
2.3高山地质条件下的施工技术
施工过程中常常会遇到，挖孔桩所处地段的砂土层厚度达6m～8m之厚，砂土层下面的强风化、中风化岩层较薄，仅有100mm～200mm之间，岩层面倾斜不平；或者缺少阻水性良好的粘性土过渡层，钢护筒无法插入阻水性较好的强风化岩层（或中风化岩层）之中去。这样，在钢护筒与岩层个别地方之间存在着砂土的夹层，形成砂土的通道，在外侧水压力作用下，当挖到这层夹层时，大量的砂土涌入孔内，根本无法往下挖，还有可能危及孔内作业人员的人身安全。
a)根据实践经验和充分论证，在钢护筒外侧800mm～1000mm的四周打入进口拉森Ⅲ型钢板桩，钢板桩之间尽量锁上口，个别无法锁口处，再在外侧加打一根钢板桩，形成封闭的止水、止泥、止砂土的保护圈。由于进口钢板桩的刚度较大，断面较小，较容易打入强风化岩层（或中风化岩层）之中去，从而阻断了、砂土的通道，减少了孔内的开挖量，加快了施工进度。
b)孔内挖土过程中，当挖砂土层时，分段高度一般为0.4m～0.5m，提前做好材料和人力的准备工作，以最快的速度，浇筑一圈混凝土护壁，以防止、砂土的渗入孔内。
3成孔内挖土
3.1粘土、砂土的开挖方法
对于孔内的粘土、砂土层，一般可用铁铲、锄头便可开挖。孔内挖土采用分段开挖方式，对于粘土层，一般0.8m～1.0m为一个施工段，做完混凝土护壁，待混凝土护壁有一定强度后，才能进入下一施工段；对于、砂土层，一般0.4m～0.5m为一个施工段。混凝土护壁一般施工至中风化岩面，微风化岩层不需另加混凝土护壁，可以自身稳定。
3.2强风化、中风化岩层的开挖方法
在桩基入岩深度尚未满足设计要求时，少部分桩基孔内会遇到孤石、强风化岩层或中风化岩层。由于强风化岩层或中风化岩层的厚度较厚，最厚的地方达4 m～6m，为了加快施工進度，采用电动风镐来开挖，由燃油空压机或电动空压机供应压缩空气。
3.3中风化、微风化岩层的开挖方法
设计要求人工挖孔桩基底部进入中风化岩层≥1000mm（微风化岩层≥600mm），由于孤石、桩底基岩均为坚硬岩、致密的中风化（或微风化）花岗岩层，采用风镐来开挖，进度相当缓慢，每天只能下挖100mm～200mm，难以满足计划工期要求。根据实践经验和充分论证，决定采用毫秒微差的爆破技术进行爆破。
a)炮眼布置
在孔内半径r=600mm的周边布置12个周边眼，孔深1.0m，间距等分；孔内半径r=300mm的环向布置6个掏槽眼，孔深1.2m，间距等分（如图1所示）。
图1炮眼布置示意图
b)装药量确定
装药量根据公式Q=η·L·q计算并根据现场实践经验进行及时调整。式中：
Q— 各个炮眼的装药量，取kg；
η— 炮眼装药余数，取0.5～0.65；
L — 炮眼的长度，取米；
q — 每米炮眼的装药量，取0.95kg/m。
由于桩基工作面有水，宜选用乳化防水炸药，炸药药卷直径32mm，每卷重200克。根据岩层特性和试爆经验，炸药量Q一般取Q=4.5～6.0kg，为现场施工安全，防止对附近已完成桩基混凝土的损伤，按理论计算的炸药量的减半来控制，严格按≦2.0～3.0kg来控制炸药量。
c)装药结构与堵塞
掏槽眼和周边眼均采用连续反向装药结构；堵塞用旧报纸和泥土掺和成团进行堵塞。
d)起爆网络
考虑到施工区域内感应电流较多，为安全起见，采用非电雷管孔内引爆，孔内所有非电雷管用簇联方式连线，用电雷管引爆导爆管，各个孔之间的电雷管采用串联方式连线；起爆顺序按掏槽眼，周边眼顺序进行，用电雷管分段控制。
e)安全防护
在孔顶覆盖钢板，再在上面堆砂包，有效防止了飞石外抛。
f)有害气体
爆破产生的有害气体聚集在挖孔桩内，现场用高压风等把有害气体吹排出来之后，才能进入挖孔桩内作业，以防止中毒。
4结语
中国南方电网有限责任公司输变电工程高山线路的复杂地质人工挖孔桩施工共历时135天,克服了地质特复杂、地下水极为丰富等诸多困难，安全、优质地完成了45基铁塔桩基施工任务,全部桩基经广东天信电力工程检测有限公司严格按规范要求进行质量检测，桩身完整性、混凝土强度和承载力全部满足设计和国家相关规范要求，高山复杂地质条件下的人工挖孔桩的成功经验，可供今后类似工程借鉴。
参考文献：
《建筑施工手册》编写组编.建筑施工手册.4版[M].北京：中国建筑工业出版社,2003.
张全宏，郑荣明.复杂岩溶地段大直径灌注桩的施工[J].电力建设,2004(2):13-15.
高宏飙.不均质软土地基中沉井施工技术[J].电力建设, 2005(2):19-20.
张远.珠海电厂污水泵房沉井的施工技术[J].电力建设, 2005(5):27-29.
作者简介：吴国招（1966），男，大专学历，工程师，主要从事电力建设施工技术管理工作。