杨光
新疆新工勘岩土工程勘察设计院有限公司， 新疆 乌鲁木齐 830063
摘要：人工挖孔桩在开挖过程中,为了确保桩基施工的安全和质量,通常需要对孔壁采取护壁措施,特别是在地质条件比较复杂的情况下,应结合结构强度和经济造价,对不同情况的土层采用不同形式的护壁结构设施,在施工中常采用的护壁结构有：砖护壁、现浇混凝土护壁、钢套筒护壁、喷射速凝混凝土护壁、波纹钢模板工具式护壁等,各种护壁类型都有其优缺点及适用范围,应根据场地具体的工程地质与水文地质条件,在确保施工人员安全的前提下,综合考虑工期、经济等因素。
关键词：人工挖孔桩；护壁；薄壳拱
新疆地区人工挖孔桩护壁采用较多的是撑木结构，传统的撑木支护在整个施工过程中有许多难以克服的弊病，而规范中类似沉井的钢筋混凝土拱圈护壁，又因施工难度、成本等原因常被搁置。根据新疆土质形成一级地表水潜水的一些基本特点，我们采用工程类比的综合经验，提出人工挖孔灌注桩护壁薄壳拱施工工法。该工法尤其适于在不宜机械成孔的大直径桩、地下水较丰富，不易护壁的饱和土层及位于边坡壁上机械无法到位的桩孔护壁施工。
一、适用范围
护壁薄壳拱适用于杂填土、粉土、粘性土、素填土、黄土、砂土、碎石土等。尤其适用于高饱和度的粉土、软塑～流塑粘性土、高水位流砂、掉块碎石土等特殊性土质的孔壁支护，比其它支护方法更显优势。
二、工艺原理
2.1护壁机理
人工挖孔桩护壁可以理解为竖井井壁的圆筒形结构，护壁薄壳拱的作用机理基本类似于通常使用的钢筋混凝土拱圈。
2.2人工挖孔桩护壁水平荷载
人工挖孔桩桩基混凝土浇捣前，作用在护壁上的主要是护壁后的土对护壁产生的侧向压力。根据护壁的位移情况，和墙后土体所处的应力状态，该土压力可以采用普氏平面挡土墙主动土压力计算公式：
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三、薄壳护壁法操作要点
4.1开挖第一节桩孔土方。开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后护及周边，有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。每节的高度应根据土质情况操作条件而定，一般为1.2m为宜。
4.2挂网。网片选用φ2钢丝网片，网格间距5cm×5cm。将预先裁好的网片（φ=πd+20cm）卷成筒状，放入桩孔内，卷筒以高出地坪150～200mm为宜，以便挂浆后挡土、挡水。放卷筒的同时，用固网锚钉进行固网，使网片和土壁紧密结合。固网锚钉采用φ6～8钢筋，共打二排，锚钉间距以网片和土壁的帖服度为准，间距为20～25cm，排距控制在60～80cm。第一排固网锚钉距坑边为10cm，网片搭接处须先用22～24#铅丝绞紧。
4.3拌合砂浆。砂浆强度等级采用M10。水泥进场使用前，应分批对其强度、安定性进行复验。砂中不得含有有害杂物。砂浆用砂的含泥量应满足下列要求。拌制砂浆用水宜用自来水或不含有害物质的洁净水。砂浆现场搅拌时，严格按配合比对其原材料进行重量计量。砂浆应随拌随用，因加入了速凝剂，每次拌合砂浆的量不宜太多，应保证砂浆拌合好后10分钟内用完。砂浆配合比见下表。
表4.3砂浆配合比表
4.4抹浆。挂网完工后（第一节）开始人工抹浆。按加入了速凝剂，经过实验预先确定的比例：水泥、砂、速凝剂调制砂浆。浆液要求初凝时间小于2小时，砼强度达到1MPa。抹浆厚度以最下面一节所承受的土侧压力和水侧压力，通过计算确定，一般以5～8cm为宜，砂浆强度等级M10。
4.5托锚。托锚钢筋采用φ16～18，锚钉长度40～45cm，一端向上弯起。第一节拱圈抹浆完毕后，需在拱圈底部实行托锚固定，即将托锚锚钉沿拱圈底部打入土中，锚钉的直角棱紧贴拱圈砼壁即可。
四、薄壳护壁法特点
4.1工序简单，薄壳拱护壁作业不用模板，桩基挖好后可直接对井壁进行支护，既简化了工序，又可节省全部用于模板的木材和钢材，相比较其它支护方法，成本大大降低；
4.2施工快速，薄壳护壁为快速施工创造了有利条件，由于砂浆中掺入了速凝剂，早期强度高，相比混凝土现浇护壁，可显著减少工序作业时间；
4.3由于薄壳拱内的钢筋网片柔韧，可整体弯曲成筒状，使其和孔壁有良好的帖服性；
4.4网片方格容易挂浆，从而使人工抹浆成型变得容易简单；
4.5薄壳拱挂钉的抗拔力大大增加了拱的承载能力和稳定性；
4.6孔洞内的薄壳拱是圆形闭合拱，比起边坡支护中的喷浆网更具有卸荷能力；
4.7有利对孔壁中渗水、流砂等土层的施工处理。
结语：
薄壳拱护壁作业不用模板，工序简单，桩基挖好后可直接对井壁进行支护，既简化了工序，又可节省全部用于模板的木材和钢材，相比较其它支护方法，成本大大降低，与混凝土护壁方法想比费用节省可达40%，比其它支护方法更显优势。该工法施工简单，速度快，提高了工程建设速度，确保了工程建设尽快投入社会运营，增快了社会资本运转和流动，社会效益及经济效益明显。
论文作者:杨光
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月上
论文发表时间:2018/11/19
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