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廈門西站大尺寸矩形人工挖孔樁施工技術(shù)

文檔作者：梅洪亮文檔來(lái)源：中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年12月15日
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80
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2011年1月
第40卷第l期
廈門西站大尺寸矩形人工挖孔樁施工技術(shù)
梅洪亮
(中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京100131)
[摘要】以廈門西站剛架結(jié)構(gòu)鐵路橋樁板墻的人工挖孔樁為例，介紹了大直徑規(guī)則尺寸人工挖孔樁的施工要點(diǎn)。
在孔壁支護(hù)中，根據(jù)不同的地質(zhì)情況。分別采用了現(xiàn)澆式配筋混凝土護(hù)壁施工工藝和預(yù)制管沉井開挖施工工藝。
同時(shí)，詳細(xì)介紹了孔內(nèi)混凝土澆筑的施工工藝和人工挖孔樁施工的安全注意事項(xiàng)。
[關(guān)鍵詞】廈門西站；矩形人工挖孔樁；護(hù)壁；沉井
[中圖分類號(hào)】TU753．3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)】1002·8498(2011)olJD080旬3
Construction Technology of Large Sized Rectangle Manual Hole
Digging PiIe in Xiamen West Railway Station
M ei HOng¨ang
(饑打m置口i跏掣co船fMt抽n Cro印co．，厶正，晚咖培10013l，劭i尬)
Abstract：Based on m眥ual hole digging pile of frame stmcture railway bridge 8heet—pile w曩U in Xiamen
West Railway Station，key constrIlction point8 of large diameter rectangle manual hole digging pile are
intmduced． According to difkrent geological conditions in waU of hole，constmction techniques of castin—
place reinfbrced concrete wall protection and precast tubular excaVation of cylinder are adopted．
Furthemore，constnlction technique of cogne concrete pouring and safbty matters are introduced in
detail．
Key words：Xiamen West Railway Station；rectangle manual hole digging pile；wall protection；cai880n
l 工程概況
廈門西站由站房及站臺(tái)雨篷工程、剛架橋、地鐵
士建預(yù)留工程組成，總建筑面積達(dá)162 409m2，其中
站房109 028m2，站臺(tái)雨篷53 38lm2，建筑總高度達(dá)
66．78m。主站房平面投影為工字形，寬132m，長(zhǎng)
219．5m。廈門西站站房采用高架候車與線下出站
式布局，旅客流線采取“上進(jìn)下出”形式，將車站分
為出站層、站臺(tái)層、高架層3個(gè)層面。出站通道處的
樓梯兩側(cè)設(shè)計(jì)以“L”形擋墻與樁板墻結(jié)合的方式對(duì)
側(cè)面土壓力進(jìn)行支護(hù)。其中樁板墻需要46根矩形
錨固樁提供錨固力，其截面尺寸以2．Om×2．5m為
主。深20m左右，且現(xiàn)場(chǎng)水位較低，有些部位涌水量
較大。矩形樁沒有專門的成孔鉆頭，因此采用人工
挖孔的施工方法(見圖1，2)。矩形人工挖孔樁的要
點(diǎn)包括：孔壁支護(hù)、孔內(nèi)混凝土澆筑和安全防護(hù)。
2 孔壁支護(hù)
大尺寸超長(zhǎng)人工挖孔樁施工屬于高危作業(yè)，其
[收稿日期】2010-06_09
【作者簡(jiǎn)介】梅洪亮，中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司高級(jí)T程師，北京市石
景山區(qū)石景山路20號(hào)l00131，電話：(OlO)52638780，E-mail：
meihongli蚰g@廁8．cn
L形擋墻
圖1樁板墻及挖孔樁示意
Fig．1 Sheet-pile waIl and digging pile
孔壁支護(hù)設(shè)計(jì)關(guān)系到孔底作業(yè)人員的安全和樁身質(zhì)
量。人工挖孔樁護(hù)壁破壞的主要原因是護(hù)壁周圍上
部的土壓力傳至護(hù)壁側(cè)產(chǎn)生側(cè)向水平力，護(hù)壁材料
強(qiáng)度不夠?qū)е滤?。廈門西站矩形人工挖孔樁的支
護(hù)形式為2種：①在出水量小、土質(zhì)較好的區(qū)域采用
現(xiàn)場(chǎng)澆筑配筋護(hù)壁混凝土的方式；②若挖孔時(shí)遇到
厚的流砂層、淤泥層，尤其遇到大量地下水，隨著護(hù)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
梅洪亮：廈門西站大尺寸矩形人工挖孔樁施工技術(shù)8l
圖2人工挖孔樁示意
Fig．2 Manual hOle digging pne
壁外圍泥砂大量塌落，混凝土護(hù)壁成為懸空狀態(tài)，失
去支撐，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，直至斷裂、脫落，遇到這種地
層，采用預(yù)制管沉井開挖施工工藝。
2．1 現(xiàn)澆配筋混凝土護(hù)壁施工工藝
現(xiàn)澆配筋混凝土護(hù)壁，重點(diǎn)在于鎖口護(hù)壁的設(shè)
置，人工挖孔樁孔口處因?yàn)槎逊挪牧霞斑\(yùn)土車輛的
來(lái)回?cái)_動(dòng)，易造成孔口處土體的變形、塌落。如果鎖
扣設(shè)置不堅(jiān)固，容易導(dǎo)致頂部孔口處的塌陷，造成安
全隱患，因此人工挖孔樁鎖口處一定要牢固穩(wěn)定，具
體的鎖口及護(hù)壁參數(shù)設(shè)計(jì)如圖3所示。當(dāng)操作工人
進(jìn)入孔內(nèi)后，鎖口處還要橫向和縱向內(nèi)撐2根堅(jiān)實(shí)
的方木。護(hù)壁采用上窄下寬的錐形設(shè)計(jì)，若在有水
區(qū)域進(jìn)行人工挖孔樁施工，鎖扣護(hù)壁的高度要高于
地表水位，并做好排水降水措施。開挖過(guò)程中，開挖
深度不超過(guò)1m即進(jìn)行護(hù)壁(見圖3b)。遇到流砂、
淤泥質(zhì)地層時(shí)每步開挖深度適當(dāng)變小，以50cm為
宜，并加強(qiáng)鋼筋護(hù)壁。在出水量較大地層要提前在
護(hù)壁處留好泄水孔。施工時(shí)，為保證孔位準(zhǔn)確，每天
都要在挖孔前校核一次挖孔樁位置是否歪斜、移位。
尤其在澆筑護(hù)壁前要檢查模板，脫模后再檢查護(hù)壁。
個(gè)別壁周泥砂塌落，在澆筑混凝土后護(hù)壁容易產(chǎn)生
位移和歪斜，應(yīng)注意檢查和及時(shí)糾正。
2．2預(yù)制沉井開挖施工工藝
沉井開挖的護(hù)壁采用預(yù)制混凝土井管，井管內(nèi)
徑尺寸與樁基設(shè)計(jì)尺寸相同。每節(jié)預(yù)制井管厚
10cm，長(zhǎng)度≤lm。按照設(shè)計(jì)配筋并加設(shè)2—4個(gè)吊
耳和預(yù)留直徑2—4cm左右排水及壓漿孔道，每節(jié)
護(hù)壁的頂部及底部做成對(duì)接接口。在施工過(guò)程中，
用倒鏈或者電葫蘆徐徐將井管下入井內(nèi)，每次下放
完成后要注意調(diào)整垂直度，遇有宜塌孔及涌水量較
大的地層，在護(hù)壁預(yù)留孔道內(nèi)以充填、滲透和擠密的
形式把灌漿材料充填到土體孔隙中，以固結(jié)護(hù)壁外
圍土體，保護(hù)壁周泥砂不塌落，從而增加樁周摩擦
力。壓力灌漿材料可選擇粉煤灰、早強(qiáng)型水泥混凝
a鐨口b護(hù)墅
圖3鎖口護(hù)壁
Fig．3 Locking weUhead and waU prOtection
土、石灰黏土混合料等，其施工工藝如下。
1)鋪墊場(chǎng)地整平后采用普通枕木立放，沿沉
井周長(zhǎng)密鋪，墊木間隙用砂填縫(見圖4)，刃腳墊木
的鋪設(shè)數(shù)量根據(jù)第1節(jié)沉井的質(zhì)量及地基(砂墊
層)承載力確定。沿刃腳每m鋪設(shè)墊木的根數(shù)n可
按下式計(jì)算：
n=G／(∽ (1)
式中：G為第l節(jié)沉井單位長(zhǎng)度的重力(kN／m)；A
為每根墊木與砂墊層接觸的底面積(m2)；，為地基
或砂墊層的承載力設(shè)計(jì)值(kN／m2)。
圖4沉井刃腳支設(shè)示意
Fig．4 Caisson娜tting ed髀
2)預(yù)制沉井鋼筋綁扎后，在墊木上立沉井內(nèi)
外模和支撐，井壁外側(cè)的模板板縫沿垂直方向，并保
證平整。為避免外模斜支撐影響交通，所有支撐均
設(shè)于井內(nèi)，采取組合鋼模板、撐木斜頂鋼拉桿水平拉
接。井壁外側(cè)設(shè)雙排鋼腳手架施工平臺(tái)。混凝土分
層灌注，插入式振搗棒搗固，起重機(jī)配合吊斗運(yùn)送混
凝土，混凝土傾倒高度超出2m時(shí)設(shè)溜槽以防離析。
3)抽墊混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可抽墊。
抽墊時(shí)分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步進(jìn)行，設(shè)專人統(tǒng)一指
揮。當(dāng)抽出幾組空檔后，即可回填，以后每抽出一組
即回填一組?；靥畈牧线x用砂夾石并分層灑水充分
夯實(shí)，其回填高度的確定，應(yīng)使最后分配在定位墊木
上的質(zhì)量不壓斷墊木及墊木下的承壓應(yīng)力不超出原
地面極限承壓應(yīng)力。抽墊過(guò)程中應(yīng)在沉井上下左右
各設(shè)1個(gè)測(cè)點(diǎn)，觀察下沉情況。如果在抽墊過(guò)程中
發(fā)生傾斜、回填的砂夾石擠出、墊木壓斷、下沉量急
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)第40卷
劇增加等異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)處理。
4)挖土下沉沉井上部分段掏空刃腳，每段掏
空后即回填砂夾石，待最后幾段即定位承墊處掏空
并回填后，再分層逐步挖去回填料，使沉井下沉。下
部土質(zhì)比較松軟，先在中部下挖4 050cm，并逐漸向
四周對(duì)稱、分層、同步擴(kuò)挖。在下沉前在沉井外壁涂
機(jī)油，以減少下沉?xí)r與土的側(cè)向摩阻力。上部采用
人力開挖至巖層時(shí)，采用風(fēng)鏟開挖，卷?yè)P(yáng)機(jī)吊土。
3孔內(nèi)樁混凝土澆筑
當(dāng)開挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高后，基底土質(zhì)為砂質(zhì)或
黏質(zhì)土?xí)r，應(yīng)鋪碎石或礫石墊層，基底檢驗(yàn)合格后，
應(yīng)立即封底。對(duì)于出水量較大的挖孔樁，要堵住排
水孔，禁止水流入孔內(nèi)。清底時(shí)，如滲水量上升速度
≤6mm／min，可按普通混凝土澆筑方法封底；若滲水
量較大，宜采用水下混凝土灌注。為減少地下水的
積聚，任何一根挖孔樁封底時(shí)都要把鄰近孔位的積
水同時(shí)抽出，以減少鄰孔積水對(duì)工作孔的影響。
孔深超過(guò)6m時(shí)，要注意防止混凝土離析，一般
把攪拌好的混凝土裝在容量為l一2m3的堅(jiān)固帆布
袋或吊桶中，并用繩打成活扣，混凝土送到井底時(shí)，
拉開活扣就可將混凝土送到孔底，連續(xù)作業(yè)能迅速
封好孔底，同時(shí)堵住孔底大部分甚至全部地下水。
如地下水較多且挖孔樁較深，剛提起抽水泵，底
部溢水接近或超過(guò)20cm，這時(shí)孔中溢水基本平靜
時(shí)，用導(dǎo)管伸入孔底，輸送攪拌好的早強(qiáng)型混凝土，
混凝土量超過(guò)底節(jié)護(hù)壁30cm以上，再慢慢撤除導(dǎo)
管，由于水壓力的作用，封底混凝土基本密實(shí)，混凝
土終凝后再抽水，由于封底混凝土已超過(guò)底節(jié)護(hù)壁，
已經(jīng)沒有地下涌水，待水抽干，再處理剩余水。將表
面混凝土(這部分混凝土中的水泥漿會(huì)逸散到水
中)松散部分清除運(yùn)到孔外，再繼續(xù)下一道工序。
4人工挖孔樁施工安全注意事項(xiàng)
1)孔下作業(yè)不得超過(guò)2人，作業(yè)時(shí)應(yīng)戴安全
帽、穿雨衣等，并與孔上人員有聯(lián)絡(luò)信號(hào)。地面孔周
圍不得擺放鐵錘、鋤頭、石頭等墜落傷人的物品。每
工作1h，井下人員和地面人員交換。
2)井下人員應(yīng)注意觀察孔壁變化情況，如發(fā)現(xiàn)
塌落或護(hù)壁裂縫現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)采取支撐措施。如有險(xiǎn)
情，應(yīng)及時(shí)發(fā)出聯(lián)絡(luò)信號(hào)，以便迅速撤離，并盡快采
取有效措施排除險(xiǎn)情。
3)地面人員應(yīng)注意孔下聯(lián)絡(luò)信號(hào)，反應(yīng)迅速。
經(jīng)常檢查支架、滑輪、繩索是否牢固。下吊時(shí)要掛
牢，提上來(lái)的土石要倒干凈，卸在孔口2m以外。
4)施工中抽水、照明、通風(fēng)等電氣設(shè)備應(yīng)一機(jī)
一閘一漏電保護(hù)器，供電線路要用三芯橡皮線，電線
要架空，不得拖拽在地上。經(jīng)常檢查電線和漏電保
護(hù)器是否完好，孔內(nèi)要設(shè)置軟爬梯。
5)從孔中抽水時(shí)排水口應(yīng)距孔口5m以上，并
保證施工現(xiàn)場(chǎng)排水暢通。當(dāng)天挖孔，當(dāng)天澆筑護(hù)壁。
離開施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)要把孔口蓋好，并設(shè)明顯警戒標(biāo)志。
6)施工人員和檢查人員下孔前10min把孔蓋
打開，如有異常氣味應(yīng)及時(shí)報(bào)告，排除有害氣體后方
可作業(yè)。挖孔6—10m深，每天至少向孔內(nèi)通風(fēng)1
次，超過(guò)10m每天至少通風(fēng)2次，孔下作業(yè)人員如
果感到呼吸不暢也要及時(shí)通風(fēng)。
5 結(jié)語(yǔ)
人工挖孔樁以其操作靈活、場(chǎng)地要求較低以及
成孔尺寸形狀不受限制等因素在施工中得到廣泛應(yīng)
用，但也是一項(xiàng)高危作業(yè)，護(hù)壁、排水、通風(fēng)是其中的
重要環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)認(rèn)真分析現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)情況，
選擇支護(hù)形式，確定施工方案。
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(上接第40頁(yè))
3)航站樓鋼結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行抗震性能化設(shè)計(jì)，性
能設(shè)計(jì)目標(biāo)一般控制在中震彈性或中震不屈服；屋
頂鋼結(jié)構(gòu)的支座一般控制在中震彈性或中震不屈
服；進(jìn)行罕遇地震的驗(yàn)算。
4)由于航站樓結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)，常需要進(jìn)行多點(diǎn)輸入
地震反應(yīng)分析。
5)為滿足建筑造型要求，進(jìn)行特殊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。
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