安徽水利开发股份有限公司 安徽蚌埠 233010
摘要：本文通过对挖孔桩护壁混凝土的厚度的验算，明确施工控制厚度，并采取措施，提高了施工过程中的安全保证系数
关键词：挖孔桩 护壁 混凝土 厚度 验算
一、工程概况
铜陵市淮河大道与义安路交叉口地下通道：主通道长79m，三个出入口长45.45m。第十五中学处地下通道：主通道长34m，三个出入口长49.75m。
地道工程的主通道及出入口采用明挖法施工，由于通道距离建筑物较近，为保证通道施工及周边建筑物安全，减少对周边环境的影响，施工图设计时设置排桩对基坑进行支护。支护桩桩顶设置冠梁，中间设置钢围檩腰梁，闭口段共设置两道钢支撑，敞口段设置第一道支撑。此处基坑安全等级为一级。人工挖孔支护桩桩身混凝土为C30，钢筋采用HPB300和HPB400。
二、工程地质及水文、气候情况
自上而下依次分层地质及地基承载力参数见下表。本工程主通道基础持力层位于第③层粉质粘土，本通道桩基底位于第④层碎石土内。
根据野外钻孔揭露、原位测试及室内土工试验等资料，综合分析该场地在钻探所达深度范围内的地层分布情况，现将地层分为6层，自上而下分别叙述如下：
勘察区地下水不发育，水文地质条件简单，主要为赋存于①层杂填土中的上层滞水和灰岩裂隙水，接受大气降水补给，水量一般，受季节性影响较大。勘察期间未测到初见水位，灰岩裂隙水水位埋深均为地表15m以下。
本区属中亚热带湿润季风气候，其特点是气候温暖湿润，春夏多雨，四季分明。降雨量多集中在4~6月份。
三、桩基开挖及混凝土护壁施工
对作业区域安装彩钢板围挡隔离防护，首先对作业区内的管线、树木进行调查、迁移，并做好区内排水设施。
1、根据埋设的4根护桩，拉十字线，恢复桩基中心点并测定开挖线。用镐、锹等工具沿开挖线进行开挖，开挖范围为设计桩径+2×护壁厚度，开挖深度为50～80cm。开挖完成后，再次恢复桩基中心点。
2、根据图纸设计，护壁采用C25正八字型钢筋混凝土护壁，护壁厚度上部为15cm，下部为8cm，内有配筋（后附验算结果）。护壁顶面高出地面30～50cm。护壁模板采用便于拆装的钢模板，每节高度1m。根据桩基中心点进行模板安装，安装完毕后，报监理工程师进行桩位复测，合格后进行下道工序施工。
3、桩基护壁混凝土浇筑用振动棒振捣密实，待混凝土强度达到5Mpa时，拆模进行下节开挖。
4、第一节护壁浇筑完成后，将桩孔中轴线控制点引回到护壁上，并进一步复核无误后，作为确定下节护壁中心的基准点，同时用水准仪把水准标高定在第一节孔圈护壁上，方便施工下一节护壁时进行位置调整。用测锤控制挖孔垂直度。
5、为防止孔壁坍塌，挖孔桩的开挖和护壁两个工序，必须连续作业。桩孔每开挖一节，即需立模浇筑混凝土护壁，且必须当天一次性灌注完毕。长度一般为1m左右。对挖孔桩的护壁随时进行检查，确保护壁的稳定和可靠。
四、人工挖孔桩护壁混凝土厚度验算
为防止孔洞塌方，保证操作安全，人工挖孔桩大多采用分段挖土、分段护壁的方法施工。分段现浇混凝土护壁厚度，一般取受力最大处，即地下最深段护壁所承受的土压力及地下水的侧压力。由计算确定护壁厚度。设混凝土护壁厚度为t，则可按下式计算：?
t≥KN/fc或者t≥KpD/2fc
当挖孔无地下水时：p=γHtg2(45°-θ/2)
当地下有水时：p=γHtg2(45°-θ/2)+(γ-γw)(H-h)tg2(45°-θ/2)+(H-h)γw
公式符号：?
N—作用在护壁截面上的压力，N/m，N=pD/2；
P—土和地下水对护壁的最大总压力，N/m2；?
γ—土地重度，KN/m3；?
γw——水的重度，KN/m3；?
H——挖孔桩护壁深度，m；?
h——地面至地下水位深度，m；?
D——挖孔桩或圆形构筑物外直径，m；?
fc——混凝土的轴心抗压强度设计值，C25混凝土为11.9MPa；?
K——安全系数，取1.65。?
按最深孔深19m计算直径1.2m混凝土灌注桩，采用人工挖孔，混凝土护壁采用C25混凝土，每节高1.0m，地基土壤为粘性土，天然重度为γ=19.5KN/m3，内摩擦角θ=20°，地面以下15m有地下水。计算确定混凝土护壁所需厚度。?
最深段的总压力：?
p=γHtg2(45°-θ/2)+(γ-γw)(H-h)tg2(45°-θ/2)+(H-h)γw
=19.5×15×tg2(45°-10°)+（19.5-10）×（19-15）tg2(45°-10°)+（19-15）×10=502.7（KN/m2);?
C25混凝土护壁的允许最小厚度
fc=11.9Mpa，D=1.2m，则有：?
T=K·p·D/2fc=（1.65×502.7×120）÷（2×11.9×103）=4.18（cm）
图纸设计挖孔桩护壁厚度为8cm~15cm，满足要求，故挖孔桩护壁厚度采用设计值是满足安全要求的。
五、结束语
项目部要求挖孔桩护壁混凝土的厚度不小于10cm，经实测，挖孔桩护壁混凝土厚度为10cm~12cm。护壁混凝土施工时，在两节护壁混凝土结合部预埋了40cm长直径6mm钢筋，加强上、下节护壁混凝土的连接，使之形成整体，提高施工过程中的安全保证系数。
论文作者:赵芳芳
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/25
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