摘要：中國南方電網(wǎng)有限責任公司輸變電工程高山線路施工過程中地基處理方案，深度多為15～25米的人工挖孔樁應用較多，但由于高山地區(qū)砂土含量大、砂土層較厚，很容易涌砂塌孔，在樁基入巖深度尚未滿足設計要求時，常常會遇到孤石、強風化巖層或中風化巖層，導致施工進度緩慢，難以滿足施工進度要求。本文主要介紹了在復雜地質(zhì)條件下的人工挖孔樁施工技術，成功的經(jīng)驗可供類似工程借鑒。

　　關鍵詞：挖孔樁,施工,技術

　　1 工程概況

　　中國南方電網(wǎng)有限責任公司輸變電工程高山線路施工地基處理方案中，設計多采用直徑為φ1200mm的人工挖孔樁，單樁深度一般在15m ~25m之間，混凝土設計等級為≥C30，抗?jié)B等級為≥S6，水灰比為≤0.45，樁身鋼筋保護層為≥8mm，樁底要求進入中風化巖層≥1000mm(或微風化巖層≥600mm)。

　　2 施工技術

　　根據(jù)線路工程地質(zhì)報告和試樁情況綜合研究分析，人工挖孔樁位于砂土層厚度≤2000mm的地段時，施工難度不大，采用常規(guī)護壁便可成孔;位于砂土層厚度>2000mm的地質(zhì)復雜地段或遇到，場內(nèi)地下水極為豐富，采用常規(guī)的護壁方法來施工，進度相當緩慢或根本無法成孔，只能采用鋼護筒才能成孔;少部分會遇到孤石、強風化巖層或中風化巖層，導致施工進度緩慢，難以滿足施工進度要求，需采用毫秒微差的爆破技術進行爆破來處理孤石、強風化巖層或中風化巖層。主要施工技術如下：

　　2.1 砂土層厚度≤2.0m的施工技術

　　根據(jù)現(xiàn)場試樁的施工經(jīng)驗，對于砂土層厚度≤2000mm地段的人工挖孔樁，采用常規(guī)的混凝土護壁來施工，容易成孔，節(jié)約護壁成本。

　　a) 混凝土護壁模板采用厚度δ=4mm的組合式鋼模板拼裝組合而成，拆上節(jié)而支下節(jié)，循環(huán)周轉使用，上下設兩對半圓組合的鋼圈頂緊，不另設支撐，鋼圈之間用專用扣扣緊。

　　b) 每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，護壁中插入φ14～φ16的豎向螺紋鋼筋，間距一般取500mm;橫向則用φ14～φ16的園鋼來加固，間距一般取300mm。

　　c) 混凝土用攪拌機現(xiàn)場攪拌，采用C25混凝土，坍落度一般取60mm～80mm，混凝土用吊桶運入人工澆筑，用鋼管振搗密實。

　　2.2 、砂土層厚度>2.0m的施工技術

　　對砂土層厚度>2000mm地段的人工挖孔樁，為避免土方塌方，采用常規(guī)護壁方法來施工，砂土塌孔嚴重，施工進度相當緩慢，或根本無法形孔，只能采用成本較高、施工技術要求高的鋼護筒來護壁。

　　a) 鋼護筒的制作

　　根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和理論計算，需要下鋼護筒的地段，砂土層的厚度一般為4m～6m之間。因此，鋼護筒一律采用δ=12mm厚的A3鋼板卷制而成，按6m、4m和2m的標準長度定尺加工。第一節(jié)一般采用6m標準節(jié)下沉，可根據(jù)實際需要，用4m或2m高度標準節(jié)接駁至實際需要高程。

　　b) 鋼護筒與振動錘的連接方式

　　鋼護筒與75KW電動振動打樁錘的連接采用“法蘭+焊接”的剛性連接方式，用50T履帶吊作為起吊鋼護筒用，振動打樁錘作為鋼護筒下沉的振動設備。

　　c) 鋼護筒的測量定位

　　樁位放樣完畢，并經(jīng)復核無誤后，應進行人工或機械的預先挖孔，孔徑略大于鋼護筒外徑，挖深1m～2m，然后垂直起吊第一節(jié)鋼護筒到預先開挖的孔位中。

　　d) 鋼護筒的下沉

　　鋼護筒下沉前，做好一切準備工作，以保證鋼護筒下沉工作的連續(xù)進行，保證鋼護筒能順利下沉到巖層之中去，盡量減少中途的停頓時間，防止、砂土層的固結，加大下沉的阻力，從而增加下沉的難度。下沉過程中，注意檢查鋼護筒的中心線和垂直度，以免中心線和垂直度偏差超過允許標準而返工。

　　2.3 高山地質(zhì)條件下的施工技術

　　施工過程中常常會遇到，挖孔樁所處地段的砂土層厚度達6m～8m之厚，砂土層下面的強風化、中風化巖層較薄，僅有100mm～200mm之間，巖層面傾斜不平;或者缺少阻水性良好的粘性土過渡層，鋼護筒無法插入阻水性較好的強風化巖層(或中風化巖層)之中去。這樣，在鋼護筒與巖層個別地方之間存在著砂土的夾層，形成砂土的通道，在外側水壓力作用下，當挖到這層夾層時，大量的砂土涌入孔內(nèi)，根本無法往下挖，還有可能危及孔內(nèi)作業(yè)人員的人身安全。

　　a) 根據(jù)實踐經(jīng)驗和充分論證，在鋼護筒外側800mm～1000mm的四周打入進口拉森Ⅲ型鋼板樁，鋼板樁之間盡量鎖上口，個別無法鎖口處，再在外側加打一根鋼板樁，形成封閉的止水、止泥、止砂土的保護圈。由于進口鋼板樁的剛度較大，斷面較小，較容易打入強風化巖層(或中風化巖層)之中去，從而阻斷了、砂土的通道，減少了孔內(nèi)的開挖量，加快了施工進度。

　　b) 孔內(nèi)挖土過程中，當挖砂土層時，分段高度一般為0.4m～0.5m，提前做好材料和人力的準備工作，以最快的速度，澆筑一圈混凝土護壁，以防止、砂土的滲入孔內(nèi)。

　　3 成孔內(nèi)挖土

　　3.1 粘土、砂土的開挖方法

　　對于孔內(nèi)的粘土、砂土層，一般可用鐵鏟、鋤頭便可開挖?？變?nèi)挖土采用分段開挖方式，對于粘土層，一般0.8m～1.0m為一個施工段，做完混凝土護壁，待混凝土護壁有一定強度后，才能進入下一施工段;對于、砂土層，一般0.4m～0.5m為一個施工段。混凝土護壁一般施工至中風化巖面，微風化巖層不需另加混凝土護壁，可以自身穩(wěn)定。

　　3.2 強風化、中風化巖層的開挖方法

　　在樁基入巖深度尚未滿足設計要求時，少部分樁基孔內(nèi)會遇到孤石、強風化巖層或中風化巖層。由于強風化巖層或中風化巖層的厚度較厚，最厚的地方達4 m～6m，為了加快施工進度，采用電動風鎬來開挖，由燃油空壓機或電動空壓機供應壓縮空氣。

　　3.3 中風化、微風化巖層的開挖方法

　　設計要求人工挖孔樁基底部進入中風化巖層≥1000mm(微風化巖層≥600mm)，由于孤石、樁底基巖均為堅硬巖、致密的中風化(或微風化)花崗巖層，采用風鎬來開挖，進度相當緩慢，每天只能下挖100mm～200mm，難以滿足計劃工期要求。根據(jù)實踐經(jīng)驗和充分論證，決定采用毫秒微差的爆破技術進行爆破。

　　a) 炮眼布置

　　在孔內(nèi)半徑r=600mm的周邊布置12個周邊眼，孔深1.0m，間距等分;孔內(nèi)半徑r=300mm的環(huán)向布置6個掏槽眼，孔深1.2m，間距等分(如圖1所示)。

　　314.0mm

　　共6孔

　　r=600mm

　　b) 裝藥量確定

　　裝藥量根據(jù)公式Q=η·L·q計算并根據(jù)現(xiàn)場實踐經(jīng)驗進行及時調(diào)整。式中：

　　Q— 各個炮眼的裝藥量，取kg;

　　η— 炮眼裝藥余數(shù)，取0.5～0.65;

　　L — 炮眼的長度，取米;

　　q — 每米炮眼的裝藥量，取0.95kg/m。

　　由于樁基工作面有水，宜選用乳化防水炸藥，炸藥藥卷直徑32mm，每卷重200克。根據(jù)巖層特性和試爆經(jīng)驗，炸藥量Q一般取Q=4.5～6.0kg，為現(xiàn)場施工安全，防止對附近已完成樁基混凝土的損傷，按理論計算的炸藥量的減半來控制，嚴格按≦2.0～3.0kg來控制炸藥量。

　　c) 裝藥結構與堵塞

　　掏槽眼和周邊眼均采用連續(xù)反向裝藥結構;堵塞用舊報紙和泥土摻和成團進行堵塞。

　　d) 起爆網(wǎng)絡

　　考慮到施工區(qū)域內(nèi)感應電流較多，為安全起見，采用非電雷管孔內(nèi)引爆，孔內(nèi)所有非電雷管用簇聯(lián)方式連線，用電雷管引爆導爆管，各個孔之間的電雷管采用串聯(lián)方式連線;起爆順序按掏槽眼，周邊眼順序進行，用電雷管分段控制。

　　e) 安全防護

　　在孔頂覆蓋鋼板，再在上面堆砂包，有效防止了飛石外拋。

　　f) 有害氣體

　　爆破產(chǎn)生的有害氣體聚集在挖孔樁內(nèi)，現(xiàn)場用高壓風等把有害氣體吹排出來之后，才能進入挖孔樁內(nèi)作業(yè)，以防止中毒。

　　4 結語

　　中國南方電網(wǎng)有限責任公司輸變電工程高山線路的復雜地質(zhì)人工挖孔樁施工共歷時135天,克服了地質(zhì)特復雜、地下水極為豐富等諸多困難，安全、優(yōu)質(zhì)地完成了45基鐵塔樁基施工任務,全部樁基經(jīng)廣東天信電力工程檢測有限公司嚴格按規(guī)范要求進行質(zhì)量檢測，樁身完整性、混凝土強度和承載力全部滿足設計和國家相關規(guī)范要求，高山復雜地質(zhì)條件下的人工挖孔樁的成功經(jīng)驗，可供今后類似工程借鑒。

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