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【摘要】地下灌注桩施工要遵循安全质量可靠、实施便捷高效的原则，充分结合实际施工环境和具体工程水文地质条件，灵活进行方案设计优化。本文以工程实例分析说明因地制宜合理确定干作业法灌注桩施工方案及成孔机具、严格加强过程控制是顺利完成现场作业的关键，并为类似项目施工提供借鉴。
【关键词】干作业法灌注桩机动洛阳铲工程水文地质环境
土层均质性技术经济指标对比分析
中图分类号：TU473文献标识码： A
一、 工程概况
南水北调石津南支渠截流工程位于石家庄市北二环至石德铁路，其中华清街段主体结构为16.8m×3.5m钢筋砼暗渠，地下埋深6.4m，采用明挖开槽施工，施工区域在现状道路以下，两侧为临街建筑物，渠体基槽施工安全等级为一级，为确保沟槽稳定及临边环境安全，决定采取两侧护壁桩支护，载荷及承载计算可得护壁桩参数为：桩径0.8m、桩距1.2m、桩长14m。现场横断面位置如图1。
二、实施方案
经现场踏勘，发现东、西两侧拟施工护壁桩位置上方有现状使用强、弱电线路（东侧为通信、西侧为电力），目前不具备迁改条件，且架空高度均不足6.5米。由现场探挖及地勘资料可知，该区域地层分布相对稳定，除地表以下2米内为杂填土外，地下2米至地下17米为粉土和粉质粘土，土质较均匀，土层均质性较好。地下水埋深约42米，对施工不构成影响。综合考虑现场地质条件及护壁桩钻孔作业高度受限、与现状建筑物距离近等环境因素，研究确定护壁桩采用机动重型洛阳铲干作业法成孔，成孔后钢筋笼分段吊装焊接就位，进行砼灌注成桩。施工顺序采取隔桩跳打方式，同时作业孔位保持6米以上间距，相邻桩施工间隔时间大于36小时，避免相邻孔位施工扰动影响。现场采取严密安全防护，洛阳铲机械吊架与电力、通信线路保持2米以上安全距离。为确保地下线路安全、减小对近邻建筑的不良扰动，人工作业进行地下2米以内范围探挖及桩位成孔。护壁桩施工过程中加强对周边建筑物、地下管线的观测、监护。因工程跨越汛期，结合现场情况按照灌注桩施工防汛要求制定相应防汛方案及应急预案，现场落实动员准备、配备防汛材具，并执行岗位责任制度及检查验收程序。
三、技术及质量控制
在采用机动重型洛阳铲干作业法成孔护壁灌注桩施工过程中，现场主要采取了以下技术、质量控制措施：
（1）成孔机械为可启闭双页机动重型洛阳铲，以铲体冲击动能通过铲刃切削土体并由铲体的闭合抓取将土提升至地面，循环运行直至成孔。洛阳铲机械性能优劣在很大程度上决定了桩孔施工的效率，对电动机、卷扬机、铲体、钢丝绳、吊架、底盘等机械构配件要及时维护检修，保证运行状态良好，现场供电源要求安全、稳定、持续，作业前及时详细进行技术交底，保障作业的连续紧凑。
（2）桩孔作业前按照规划位置及设计文件现场测量放线并设置牢固测设标识，复测无误后方可进行打孔作业。作业过程中要经常根据测设标识对孔位进行检查复核，保证洛阳铲吊架支设稳定坚固，严防因碰撞扰动导致打孔作业位置偏移、粗差现象发生，确保桩孔平面位置、桩孔深度、桩孔垂直度等符合相应规范要求。
（3）对于现场局部砂质夹层地带，可在砂质土区域均匀掺入湿润粘性土，洛阳铲体下加装扁铲冲击捣和，增加土体粘聚性，便于铲体闭合抓取。作业中当发生异响、地面沉陷、出现地下水以及其它不正常情况时，应停止操作，查明原因采取措施处理并做好记录后方可继续施工，要求机械操作手熟练、细心，现场钻孔记录真实、规范。
（4）钢筋笼分段加工成型后，顺序吊装至孔位，钢筋笼采用两点吊运，先水平起吊再竖直吊装。各段钢筋笼搭接焊接后在桩孔内整体就位，同一接头长度区段内的钢筋截面搭接率不超过50%且接头交错布置。
（5）钢筋笼在桩孔就位后要尽快浇筑砼，砼灌注时，采用丝口对接串筒直通孔底进行灌注，连续供料防止砼出现离析、桩内冷缝等质量缺陷。当现场气温高于30℃时，根据具体情况对原料砼采取缓凝措施。
四、成孔方式技术经济指标对比分析及结语
经测算论证及实际检验，本工程采用几种常规成孔方式主要技术经济指标对比列表如下：
成孔
对比方式
项目 机动重型
洛阳铲成孔 人工成孔 旋挖钻干作业
成孔 长螺旋钻
成孔
安 全 干作业成孔过程对孔周土体冲压密实、不易坍孔，安全系数较高。 人员桩孔内作业，危险系数高，尽可能不采用。 安全系数较高 安全系数较高
质 量 成孔边壁平滑适用于护壁桩，孔径、垂直度质控指标易保证。 人工操作，质控指标较易保证。 孔壁较粗糙，较易因底盘支设不平、场地承载力不均等导致垂直度偏差。 孔壁较粗糙，钻进过程垂直度易发生偏差，不利于后续工序进行。
进 度 速度快，5~6m/h
(孔径800mm) 须進行桩孔护壁作业，速度慢，1~2m/d
(孔径800mm) 速度快，5~6m/h
(孔径800mm) 速度快，7~9m/h
(孔径800mm)
环 保 无废浆废液排放，减少水资源消耗，土方直接清运，能耗低，环保要求易达到。 桩孔护壁施工有污染环境可能，需采取控制措施。 环保要求易达到 环保要求易达到
成本造价 117元/米
(孔径800mm) 239元/米
(孔径800mm) 194元/米
(孔径800mm) 136元/米
(孔径800mm)
适用环境 土层均质稳定、土质粘结力良好、无地下水环境，对场地空间适应性强。 土质条件好，无地下水环境，软弱及砂质地层不适宜。 地下水位以上的黏性土、粉土、黄土、粒径不大的砂砾土，场地要求平整、坚实、宽阔。 地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，场地要求平整、坚实、宽阔。
机动洛阳铲结构简单、操作便捷耗能低，其利用自由落体运动产生的冲击动能切削成孔，孔周土体在冲压效应下直顺密实，安全质量较易保障，且孔壁平滑适合护壁桩结构采用。针对适宜的工程水文地质条件和施工环境（土层均质稳定、土质粘结力良好、无地下水影响、现场成孔施工场地高度及空间受限），采用机动洛阳铲干作业法成孔进行护壁灌注桩施工具有成孔迅速、工序紧凑、环保无污染、施工占地空间小、造价低廉的特点，根据现场情况制定科学合理、切实可行的施工方案，结合以严格到位的过程控制，可以取得良好的技术经济效果。
【关键词】干作业法灌注桩机动洛阳铲工程水文地质环境
土层均质性技术经济指标对比分析
中图分类号：TU473文献标识码： A
一、 工程概况
南水北调石津南支渠截流工程位于石家庄市北二环至石德铁路，其中华清街段主体结构为16.8m×3.5m钢筋砼暗渠，地下埋深6.4m，采用明挖开槽施工，施工区域在现状道路以下，两侧为临街建筑物，渠体基槽施工安全等级为一级，为确保沟槽稳定及临边环境安全，决定采取两侧护壁桩支护，载荷及承载计算可得护壁桩参数为：桩径0.8m、桩距1.2m、桩长14m。现场横断面位置如图1。
二、实施方案
经现场踏勘，发现东、西两侧拟施工护壁桩位置上方有现状使用强、弱电线路（东侧为通信、西侧为电力），目前不具备迁改条件，且架空高度均不足6.5米。由现场探挖及地勘资料可知，该区域地层分布相对稳定，除地表以下2米内为杂填土外，地下2米至地下17米为粉土和粉质粘土，土质较均匀，土层均质性较好。地下水埋深约42米，对施工不构成影响。综合考虑现场地质条件及护壁桩钻孔作业高度受限、与现状建筑物距离近等环境因素，研究确定护壁桩采用机动重型洛阳铲干作业法成孔，成孔后钢筋笼分段吊装焊接就位，进行砼灌注成桩。施工顺序采取隔桩跳打方式，同时作业孔位保持6米以上间距，相邻桩施工间隔时间大于36小时，避免相邻孔位施工扰动影响。现场采取严密安全防护，洛阳铲机械吊架与电力、通信线路保持2米以上安全距离。为确保地下线路安全、减小对近邻建筑的不良扰动，人工作业进行地下2米以内范围探挖及桩位成孔。护壁桩施工过程中加强对周边建筑物、地下管线的观测、监护。因工程跨越汛期，结合现场情况按照灌注桩施工防汛要求制定相应防汛方案及应急预案，现场落实动员准备、配备防汛材具，并执行岗位责任制度及检查验收程序。
三、技术及质量控制
在采用机动重型洛阳铲干作业法成孔护壁灌注桩施工过程中，现场主要采取了以下技术、质量控制措施：
（1）成孔机械为可启闭双页机动重型洛阳铲，以铲体冲击动能通过铲刃切削土体并由铲体的闭合抓取将土提升至地面，循环运行直至成孔。洛阳铲机械性能优劣在很大程度上决定了桩孔施工的效率，对电动机、卷扬机、铲体、钢丝绳、吊架、底盘等机械构配件要及时维护检修，保证运行状态良好，现场供电源要求安全、稳定、持续，作业前及时详细进行技术交底，保障作业的连续紧凑。
（2）桩孔作业前按照规划位置及设计文件现场测量放线并设置牢固测设标识，复测无误后方可进行打孔作业。作业过程中要经常根据测设标识对孔位进行检查复核，保证洛阳铲吊架支设稳定坚固，严防因碰撞扰动导致打孔作业位置偏移、粗差现象发生，确保桩孔平面位置、桩孔深度、桩孔垂直度等符合相应规范要求。
（3）对于现场局部砂质夹层地带，可在砂质土区域均匀掺入湿润粘性土，洛阳铲体下加装扁铲冲击捣和，增加土体粘聚性，便于铲体闭合抓取。作业中当发生异响、地面沉陷、出现地下水以及其它不正常情况时，应停止操作，查明原因采取措施处理并做好记录后方可继续施工，要求机械操作手熟练、细心，现场钻孔记录真实、规范。
（4）钢筋笼分段加工成型后，顺序吊装至孔位，钢筋笼采用两点吊运，先水平起吊再竖直吊装。各段钢筋笼搭接焊接后在桩孔内整体就位，同一接头长度区段内的钢筋截面搭接率不超过50%且接头交错布置。
（5）钢筋笼在桩孔就位后要尽快浇筑砼，砼灌注时，采用丝口对接串筒直通孔底进行灌注，连续供料防止砼出现离析、桩内冷缝等质量缺陷。当现场气温高于30℃时，根据具体情况对原料砼采取缓凝措施。
四、成孔方式技术经济指标对比分析及结语
经测算论证及实际检验，本工程采用几种常规成孔方式主要技术经济指标对比列表如下：
成孔
对比方式
项目 机动重型
洛阳铲成孔 人工成孔 旋挖钻干作业
成孔 长螺旋钻
成孔
安 全 干作业成孔过程对孔周土体冲压密实、不易坍孔，安全系数较高。 人员桩孔内作业，危险系数高，尽可能不采用。 安全系数较高 安全系数较高
质 量 成孔边壁平滑适用于护壁桩，孔径、垂直度质控指标易保证。 人工操作，质控指标较易保证。 孔壁较粗糙，较易因底盘支设不平、场地承载力不均等导致垂直度偏差。 孔壁较粗糙，钻进过程垂直度易发生偏差，不利于后续工序进行。
进 度 速度快，5~6m/h
(孔径800mm) 须進行桩孔护壁作业，速度慢，1~2m/d
(孔径800mm) 速度快，5~6m/h
(孔径800mm) 速度快，7~9m/h
(孔径800mm)
环 保 无废浆废液排放，减少水资源消耗，土方直接清运，能耗低，环保要求易达到。 桩孔护壁施工有污染环境可能，需采取控制措施。 环保要求易达到 环保要求易达到
成本造价 117元/米
(孔径800mm) 239元/米
(孔径800mm) 194元/米
(孔径800mm) 136元/米
(孔径800mm)
适用环境 土层均质稳定、土质粘结力良好、无地下水环境，对场地空间适应性强。 土质条件好，无地下水环境，软弱及砂质地层不适宜。 地下水位以上的黏性土、粉土、黄土、粒径不大的砂砾土，场地要求平整、坚实、宽阔。 地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，场地要求平整、坚实、宽阔。
机动洛阳铲结构简单、操作便捷耗能低，其利用自由落体运动产生的冲击动能切削成孔，孔周土体在冲压效应下直顺密实，安全质量较易保障，且孔壁平滑适合护壁桩结构采用。针对适宜的工程水文地质条件和施工环境（土层均质稳定、土质粘结力良好、无地下水影响、现场成孔施工场地高度及空间受限），采用机动洛阳铲干作业法成孔进行护壁灌注桩施工具有成孔迅速、工序紧凑、环保无污染、施工占地空间小、造价低廉的特点，根据现场情况制定科学合理、切实可行的施工方案，结合以严格到位的过程控制，可以取得良好的技术经济效果。