浅析市区人行天桥灌注桩基础施工技术

浅析市区人行天桥灌注桩基础施工技术

石曼林  

东莞市晟立建设工程有限公司

本文主要介绍在城市人口密集区域人行天桥灌注桩基础施工中，遇到一定厚度的地下抛石挤淤情况时，采用钢护筒沉井法配合人工和旋挖桩机的施工技术。该方法成功解决了单一施工方法无法解决的施工难题，保证了工程质量和进度，同时也满足了市区环保要求。本文详细阐述了该施工技术的工艺流程、操作要点和注意事项，为类似工程提供了参考。

一、引言

随着城市的发展，人行天桥作为一种重要的交通设施，越来越多地出现在市区。灌注桩基础是人行天桥常用的基础形式之一，具有承载能力高、稳定性好等优点。然而，在灌注桩基础施工过程中，常常会遇到各种复杂的地质情况，如地下障碍物、软弱土层和抛石挤淤层等，给施工带来很大的困难。本文结合实际工程案例进行分析。

二、工程概况

本工程为一座市区主干道上的钢结构人行天桥，桥梁跨度为30m，桥面宽度为4.8m。设计采用灌注桩基础，桩径为1m，桩长为30m，摩擦桩。桩基位于人行道边，由于地勘报告中的钻孔点并非桩位，所以地质报告并未完全反应桩位处的地质情况，本案例中的桩位地下存在约5.5m厚的抛石挤淤层（建设单位反映），且周边环境中有市政雨污水管道、原高压电缆沟及A1000mm的城市饮用水管等地下设施和城市居民楼及办公楼等，且桩边地下污水渗漏严重。另外建设单位无法提供施工用电，施工难度大。

三、施工难点

（一）环保要求

市区施工对环保要求较高，需选择环保的施工方法。

（二）复杂地质

厚达5.5米的抛石挤淤层的存在给桩机的选择带来极大困难；地下污水的渗漏给施工又增大了难度。

（三）周边环境限制

桩基周边存在地下饮水管、雨污水管及电缆沟等设施、城市居民及办公楼等，对施工机械的选择和操作空间造成严重限制。

（四）因建设单位无法提供施工用电，对使用冲孔灌注桩造成难度。

四、施工方案的确定

鉴于现场的特殊情况，向设计反应，设计让施工单位根据现场实际情况自行选择合适的施工方法。分析如下：

冲孔桩机适用于各种复杂地质条件，尤其是在遇到坚硬岩层或大粒径障碍物时具有优势，但施工时噪声较大；施工时，泥浆循环也对周边环境造成污染；且对周边的地面变形及振动有较大的影响，不适于城市中心区域。旋挖桩机则适用于一般地质条件，具有施工效率高、环保的特点；同时旋挖机不适于抛石挤淤层，对于毛石直径过大的，无法施工；经综合分析，若使用钢护筒沉井法再配合人工开挖毛石后，则为旋挖机施工扫清了障碍，所以决定采用钢护筒沉井法配合人工挖除毛石到达稳定土层后再用旋挖机的新方法。

五、施工工艺流程与施工要点

一）. 施工工艺流程

1测量放线：根据设计图纸，放出桩位中心线和护筒埋设位置。

2钢护筒制作：钢护筒采用厚度为10mm的钢板定制而成，内径为1.3m，长度为6m并分三节现场根据人工开挖进度对焊连接而成，并且加焊四根4C⒛的300mm长的加劲肋以加强稳定。对口缝需切成坡口后满焊，并保证不漏水。

3钢护筒埋设、人工挖孔和下沉钢护筒：表层先用人工探挖，挖机配合转移人工开挖的土石料，待人工挖至约1米深后，采用挖机将钢护筒沉入地下，直至钢护筒底部至毛石层表面，此时钢护筒因毛石块阻碍而难以下沉，然后设置钢支架，电动卷扬机和650*650*650mm的钢栏装石块，人工开挖钢护筒四周底部的毛石块及桩心的泥土，等钢护筒底四周的石块挖出后，再使用挖机静压，此时护筒顶必须施加两根短工字钢以对称传递荷载，钢梁应有定位防坠落措施。等压到毛石表面后，再继续采用人工开挖毛石，如此直到挖完全部毛石，达到稳定土层，埋设深度应埋入稳定土层中不小于1米。

4旋挖机成孔：当钢护筒沉入稳定土层后，校正桩位即可采用旋挖机进行成孔。旋挖机成孔时，应注意控制钻进速度和钻进深度，避免对孔壁造成扰动。

5清孔：挖至设计土层及标高，成孔后，应及时进行清孔，清除孔内的渣土和泥浆，保证孔底沉渣厚度不大于300mm。

6钢筋笼制作与安装：根据设计，一次性完成制作钢筋笼，并采用合适的吊车将其安装在孔内。钢筋笼的安装位置应准确，固定牢固，防止在混凝土浇筑过程中发生移位。声测管应一并安装到位并封好端口。

7安装导管：并完成静压试验，达到清孔要求。

8混凝土浇筑：首罐浇筑量应确保，采用水下混凝土浇筑工艺，将混凝土浇筑至桩顶设计标高以上0.5~1米。混凝土浇筑过程中，应注意控制浇筑速度和浇筑量，浇筑数量应大于设计量的1.1倍左右，以保证混凝土的密实性和强度。

9钢护筒不拔出：混凝土浇筑完成后，钢护筒保留在原处，以免在拨出时，周围的抛石层滑向桩位，影响桩基的成型。并有利于保护周边地形保持稳定及周边地下污水对桩混凝土的腐蚀。

二）.操作要点

1. 沉井法人工开挖毛石，必须有获批的专项施工方案及现场交底；

2. 钢护筒的制作和对接下沉应符合施工方案要求，保证其刚度和稳定性。

3. 人工挖孔时，应对钢护筒及周边环境进行连续的监控测量，对其位置及内径是否变形进行测量，如超出规定值应及时报警，并采取应急处置措施。

4. 旋挖机成孔时，应注意控制钻进速度和钻进深度，避免对孔壁造成扰动；并根据钻进速度的提供护壁泥浆。同时保证护筒内泥浆位高于地下水位1米以上。

5. 清孔应及时，保证孔底沉渣厚度达到规范要求。

6. 钢筋笼的制作应一次性接长到设计长度，减少成孔后因现场焊接的留置时间；安装应符合方案要求，保证桩钢筋笼位置准确与固定牢固，桩顶锚固于承台的钢筋长度可用UPVC管套住；

7. 混凝土浇筑应在成孔后4小时以内连续浇筑，保证混凝土的密实性和连续性。

三）.注意事项

1. 施工前，应对地质情况进行详细勘察，了解相关资料后，根据制定合理的施工方案，并进行方案交底，桩位应先进行人工探挖，并经相关验收人员验收初步确定无碍障物后，方可施工。

2. 施工过程中，应加强对周边环境的监测，及时发现和处理问题。

3. 钢护筒的埋设下沉应注意均衡对称开挖；大毛石松动后，不用完全移开，而是稍微移开，保证钢护筒底到毛石表面约50mm的空隙，挖机下压钢护筒时，以免偏心受压失稳倾斜并用吊坠检查护筒垂直度；每班次应检查两次垂直度及桩中心的位置偏差。

4. 混凝土浇筑过程中，应注意控制浇筑速度和浇筑量，并保证连续浇筑，拨管时切记不得拨出混凝土面，避免断桩。

六、施工效果与经验总结

综上所述，本市区人行天桥灌注桩基础施工项目在面临复杂的地质条件、周边环境限制以及施工用电缺乏等诸多困难的情况下，通过采用创新的钢护筒沉井法配合人工和旋挖机的施工技术，成功地解决了施工难题。

在施工过程中，充分考虑了环保要求、地质状况以及周边设施和居民的影响，经过精心设计和严格施工，不仅确保了工程质量，还保障了施工进度。通过对冲孔桩机与旋挖桩机适用范围的分析和合理选择，有效避免了单一桩机施工的局限性。

钢护筒沉井法的成功应用，为类似地质条件和环境约束下的灌注桩基础施工提供了宝贵的经验。实践证明，该方法在处理抛石挤淤层的显著优势经验可以扩展到表层软弱地层及流砂层方面具有很好的参考作用，能够有效地保障桩基础施工的顺利进行。