关键词：人工 挖孔桩 施工 技术 　   

 

1 工程概况

茂名热电厂5# 机冷却水塔淋水面积达5500m2，高度达到120m，外型呈双曲线形的特种结构。冷却水塔的环基基础位于淤泥、冲质粉质粘土（砂层）及砾砂岩层，设计采用44根φ2000mm的人工挖孔桩来支持冷却水塔的上部结构，单桩深度在8.5m～16.5m之间，桩底要求进入微风化岩层2000mm。

 

2 人工挖孔桩施工技术方案的选择

 

　　根据冷却水塔区域的地质报告和试桩情况综合研究分析，44根人工挖孔桩中，约有一半左右位于淤泥、流砂层厚度≤2000mm的地段，施工难度不大，采用常规护壁便可成孔；而另一半位于淤泥、流砂层厚度＞2000mm的地质复杂地段，场内地下水极为丰富，采用常规护壁方法来施工，进度相当缓慢或根本无法成孔，只能采用钢护筒或外加钢板桩才能成孔。

 

3 人工挖孔桩施工的护壁技术

　　3.1 淤泥、流砂层厚度≤2000mm地段人工挖孔桩的护壁技术

　　根据试桩的经验，对于淤泥、流砂层厚度≤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。

　　3.1.1 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。

　　3.1.2 每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，护壁中插入φ14～φ16的竖向钢筋，间距取500mm；横向则用φ14～φ16的园钢来加固，间距取300mm。

　　3.1.3 混凝土用搅拌机搅拌，采用C25混凝土，坍落度取60mm～80mm，混凝土用吊桶运入人工浇筑，用钢管振捣密实。

　　3.2 淤泥、流砂层厚度＞2000mm地段人工挖孔桩的护壁技术

　　淤泥、流砂层厚度＞2000mm地段，地下水极为丰富，采用常规护壁方法来施工，流砂塌孔严重，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。

 

　　3.2.1 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，淤泥、流砂层的厚度一般为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。

　　3.2.2 钢护筒与振动锤的连接

　　钢护筒与75KW电动振动打桩锤的连接采用"法兰+焊接"的刚*连接方式，用50T履带吊作为起吊设备。

　　3.2.3 钢护筒的测量定位

　　桩位放样完毕，经复核无误后，应进行人工或机械的预挖孔，孔径略大于护筒外径，挖深1m～2m，然后垂直起吊第一节钢护筒到预挖的孔位中。

　　3.2.4 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，防止淤泥、流砂层的固结，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。

　　3.3 复杂地质条件下的人工挖孔桩护壁技术

　　施工过程中发现，有6条挖孔桩所处地段的淤泥、流砂层厚度达6m～8m之厚，淤泥、流砂层下面的强风化、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*良好的粘*土过渡层，钢护筒无法插入致密坚硬的微风化岩层之中去。这样，在钢护筒与岩层个别地方之间存在着淤泥、流砂的夹层，形成淤泥、流砂的通道，在外侧水压力作用下，当挖到这层夹层时，大量的淤泥、流砂涌入孔内，根本无法往下挖，还有可能危及孔内作业人员的人身安全。

　　3.3.1 处理方法

　　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、止淤泥、止流砂的保护圈。由于进口钢板桩的刚度较大，断面较小，较容易打入中风化的岩层之中去，从而阻断了淤泥、流砂的通道，减少了孔内的开挖量，加快了施工进度。

　　3.3.2 孔内挖土过程中，当挖到淤泥、流砂层时，分段高度一般为0.4m～0.5m，以最快的速度，浇筑一圈混凝土护壁，防止淤泥、流砂的渗入。

4 成孔内挖土

　　4.1 粘土、淤泥、流砂的开挖方法

　　对于孔内的粘土、淤泥、流砂层，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；对于淤泥、流砂层，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。

　　4.2 强风化岩层、中风化岩层的开挖方法

　　由于强风化岩层、中风化岩层的厚度较厚，最厚的地方达6m，为了加快施工进度，采用风镐来开挖，由燃油空压机或电动空压机供应压缩空气。

　　4.3 坚硬致密微风化岩层的开挖方法

　　设计要求人工挖孔桩进入微风化岩层≥2000mm，由于基岩为红色砂岩，致密、坚硬，硬度系数f约10左右。采用风镐来开挖，进度相当缓慢，每天只能下挖100mm～200mm，难以满足合同工期要求。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。

　　4.3.1 爆破方案

　　4.3.1.1 孔眼的布置

　　在孔内半径r=1000mm的周边布置12个周边眼，孔深1.0m，间距等分；孔内半径r=500mm的环向布置6个掏槽眼，孔深1.2m，间距等分。

　　4.3.1.2 装药量确定

　　装药量根据公式Q=η?L?q计算并根据实践经验进行调整。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。

　　由于工作面有水，选用乳化炸药，炸药药卷直径32mm，每卷重200克。根据岩层特*和试爆经验，炸药量Q一般取Q=4.5～6.0kg。

　　4.3.1.3 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。

　　4.3.1.4 起爆网络

　　(1) 引爆方式和连线方式

　　考虑到电厂内感应电流较多，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；孔之间的电雷管采用串联方式连线。

　　(2) 起爆顺序

　　起爆顺序按掏槽眼，周边眼顺序进行，用电雷管分段控制。

　　4.3.1.5 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。