?西部探礦工程２００９年第１２期人工挖孔灌注樁的設(shè)計及施工高懷鵬１，陳雷２（１．中交一公局橋隧工程有限公司，河北高碑店０７４０００；２．湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院，湖北武漢４３００５１）摘要：人工挖孔灌注樁在工程中是比較常用的基礎(chǔ)形式，首先探討了挖孔樁的設(shè)計計算及構(gòu)造要求，然后就施工方法進行了說明，并且就施工中可能遇到的問題提出了相應(yīng)的構(gòu)造措施。關(guān)鍵詞：挖孔灌注樁；設(shè)計計算；施工方法；構(gòu)造措施中圖分類號：Ｕ４４３．１５文獻標(biāo)識碼：Ｂ文章編號：１００４－－５７１６（２００９）１２一００２４—０３人工挖孔樁是利用人工挖孔，在孔內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土的一種樁型。它能夠適應(yīng)平坦地形、山區(qū)地形等各種地形地貌，尤其是土質(zhì)變化較大的場地土環(huán)境。人工挖孔樁施工操作方便，施工質(zhì)量可靠；占用場地小，無泥漿排出，對周圍環(huán)境及建筑物影響??；可同時展開多個工作面，大大縮短工期；且不需要大型機械設(shè)備，造價低廉。特別是在擴大頭的樁基施工中，人工挖孔樁施工更有其優(yōu)越性。近幾年，其特有的優(yōu)勢得到了許多設(shè)計、施工單位的認可，全國許多地區(qū)都逐漸采用和推廣了人工挖孔樁，證明其確實是一種適用情況比較廣泛、經(jīng)濟適用的基礎(chǔ)形式。ｌ挖孔樁的設(shè)計計算在人工挖孔樁設(shè)計中，對于框架結(jié)構(gòu)采用一柱一樁，而剪力墻基簡體結(jié)構(gòu)則采用群樁，樁與樁之間的最小中心距離為３倍的樁身直徑，當(dāng)樁距較小時（１～３ｍ之間），可采用以下方法進行處理：（１）當(dāng)樁距≤２ｍ時，可在兩根柱下合布一根樁。（２）當(dāng)樁距＞２ｍ時，可在每根柱下各布一根樁，當(dāng)樁底擴大頭之間距離太小時，可使兩根樁的樁底標(biāo)高相互錯開。如圖ｌ所示。１．１柱持力層的選擇當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載不大時，可選擇承載力較高的砂、礫石、碎石層或者壓縮性較小的硬塑性狀粘土層或基巖作為持力層。１．２樁的計算１．２．１樁水平承載力的計算樁與樁之間靠承臺連接，承臺通常位于地面以下，由于其周圍的嵌固作用、承臺與地基之間的摩擦力、承臺側(cè)壁的被動土壓力等有利因素可以將很大一部分水平力通過承臺傳到周圍土體上去。因此，傳到樁上的水平力非常小，通常情況下不必進行樁水平承載力的計算。１．２．２樁豎向承載力的計算樁豎向承載力主要取決于樁身的材料強度或樁端土對樁的支承反力，一般來說樁的承載力由后者控制，但是對于支承于基巖上的端承樁，因巖體的承載力比較可靠，樁的豎向承載力才可能由樁身材料強度控制。按土層的支承反力計算豎向承載力的公式為：圖１樁底標(biāo)高錯開布置示意圖Ｒｋ＝丌Ｄ互Ｌｉ吼＋ｑｐ＇ｃ耽／４式中：Ｒｋ——單樁豎向承載力標(biāo)準值；（１）‘Ｄ一樁身直徑，ｍ；ｋ——樁周第ｉ層土的厚度，ｍ；Ｄｂ——樁端擴大頭直徑；‰—樁周第ｉ層土的允許摩阻力，ｋＰａ；ｑ，——樁端土的承載力標(biāo)準值。按樁身材料強度計算：Ｒｋ≤０．４８ｆｏＤ２（２）式中：風(fēng)——單樁豎向承載力標(biāo)準值；卜樁身直徑，ｍ；ｆｃ——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。１．２．３樁頂彎矩的計算萬方數(shù)據(jù)２００９年第１２期西部探礦工程．２５通常情況下，承臺標(biāo)高處兩個方向都設(shè)有基礎(chǔ)梁或拉梁，將柱底彎矩于基礎(chǔ)梁、樁、柱之間按線剛度進行分配，可得到樁頂彎矩值。由于基礎(chǔ)梁或拉梁的剛度往往較大，所以分配到樁頂?shù)膹澗剌^小。另外，樁頂所承受的豎向力往往很大，而彎矩與豎向力的比值較小。多屬小偏心，所以通常情況下進行設(shè)計時，不考慮樁頂彎矩的影響。１．２．４樁身軸壓比按材料強度計算樁的豎向承載力時，還需滿足樁身的軸壓比要求，樁身軸壓比宜≤ｏ．５樁身最大軸力：Ｎ。?！埽希担?。Ａ（３）式中：Ａ一７ｃＤ２／４；ｆｃ——混凝土軸心抗壓強度。則：ＮＴ一＜Ｏ．３９ｆｃＤ２（４）比較式（２）與（４）可知，以軸壓比控制的樁不必按材料強度驗算樁的豎向承載力。１．２．５樁身配筋樁身縱筋由計算確定，縱筋配筋率不小于樁身面積的０．４％，且數(shù)量≥８根，直徑≥萬１０，并沿樁周邊均勻布置?？v筋須錨入承臺內(nèi)４５ｄ（ｄ為縱筋直徑）對多層建筑，可將一半鋼筋伸至樁長的１／２處，另一半鋼筋伸至樁長度１／３處，對高層建筑，需將全部鋼筋直通到樁底。箍筋采用螺旋箍或焊接環(huán)式箍筋，并≥巧８＠２００，在縱筋伸入承臺的４５ｄ的范圍內(nèi)，以及樁頂ｌ～１．Ｓｍ范圍內(nèi)，箍筋間距加密為＠１００ｍｍ，以提高樁的水平承載力，為加強縱筋的剛度和整體性，每隔２ｍ焊一道巧１２～１８的橫向加勁箍。１．２．６樁的沉降計算當(dāng)選擇基巖作為樁端持力層時，樁受荷后的沉降很小，這種情況下往往不做沉降計算。當(dāng)選擇砂土或粉粘土作持力土層時，需做樁的沉降計算，樁基的沉降計算方法與天然地基類同，只是將樁與樁間土看作一整體，樁底看作基底，附加應(yīng)力從樁底開始計算。１．２．７樁護壁設(shè)計當(dāng)土質(zhì)情況良好時，可不做護壁或僅做素混凝土護壁，但一般情況下，為防止土體坍塌，確保施工安全，需要設(shè)計鋼筋混凝土護壁，護壁的混凝土強度等級應(yīng)≥Ｃ１５。２構(gòu)造要求（１）樁身混凝土強度等級≥Ｃ２０，樁徑Ｄ≥８００ｍｍ，樁身縱筋的保護層厚度＞少３５ｍｍ。（２）樁端擴大頭直徑Ｄｂ與樁身直徑Ｄ之比應(yīng)≤３。萬方數(shù)據(jù)為提高樁的承載力，不論樁底有無擴大頭都應(yīng)挖成鍋底形。當(dāng)擴大頭側(cè)面或土層地下水充裕時，宜?。猓海瑁剑保海?，當(dāng)擴大頭側(cè)面地層情況良好時，可取ｂ：ｈ＝１：２。（３）單樁頂部一般設(shè)樁帽，群樁頂應(yīng)設(shè)承臺，樁頂嵌入樁帽或承臺內(nèi)１００ｍｍ，樁帽厚≥１００ｍｍ，其平面每邊比樁邊大２００ｍｍ，上下及側(cè)邊配以≥乃１０＠２００的雙向鋼筋，樁承臺的尺寸及配筋由計算確定。樁帽或承臺的混凝土強度等級＞少Ｃ２０，鋼筋的保護層厚度≥７０ｍｍ。（４）當(dāng)有基礎(chǔ)梁或有地下室底板時，不另設(shè)拉梁，但須在樁頂沿柱軸線于底板內(nèi)增配以≥４矽１８的雙向通長拉筋，各拉筋伸人樁身的長度≥ｌｍ，并在距樁邊緣ｌｍ范圍內(nèi)設(shè)抗剪箍筋≥乃６＠２００。（５）當(dāng)持力土層為硬粘土和中密砂土，樁端進人持力層的深度≥（２－－３）Ｄ；當(dāng)持力層為碎石土，樁端進入持力層的深度≥（１～２）Ｄ；當(dāng)持力層為基巖時，則樁端進入巖層的深度≥Ｏ．５ｍ。３挖孔樁的施工３．１樁孔開挖方法在同一承臺內(nèi)不宜兩鄰孔同時開挖，樁孔開挖時也不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增強混凝土與樁周土的咬合，增加樁與土的摩擦力。人工挖孔灌注樁一般都設(shè)計有擴底，當(dāng)挖到孔底設(shè)計標(biāo)高或持力層時，應(yīng)會同設(shè)計及有關(guān)部門鑒定，符合設(shè)計要求后，迅速擴大樁頭，清理孔底，及時驗收及時澆灌封底混凝土，并盡快繼續(xù)澆灌樁心混凝土。３．２樁孔排水當(dāng)?shù)叵滤惠^高，滲水量較大時，應(yīng)根據(jù)施工條件及水文地質(zhì)資料提供的滲水量情況，在施工開挖樁孔前采取設(shè)置降水井措施，降低地下水位，以便于挖孔施工。若利用樁孔本身作為降水井，則應(yīng)根據(jù)水位情況、樁布置隋況，把樁分成若干組，每組選擇１－－．２個相鄰樁位提前開挖得深一些，利用它作為該組的集水井，集中抽水，降低水位，待其它樁孔施工完畢后，再對這個集水井的樁孔進行清理孔底淤泥及殘渣，灌注混凝土。在灌注混凝土?xí)r，若數(shù)孔僅有少量水，應(yīng)采取一定的措施，同時灌注或以較快的速度灌注，以免水量集中于一孔，增加排水工程及增加施工難度。若水量大，影響混凝土灌注質(zhì)量時則應(yīng)集中于一孔抽水，降低其它孔水位，此孔最后采用水下灌注法灌注混凝土。３．３護壁的設(shè)置與施工護壁的設(shè)置視土質(zhì)及滲水情況來確定，以保證施工安全為原則。若土質(zhì)堅硬并無地下水，開挖后在短期內(nèi)，孔壁不會坍塌，則可以不設(shè)護壁或只設(shè)置簡易的護２６西部探礦工程２００９年第１２期原狀土取樣與試驗的現(xiàn)狀與對策張先華（湖北省冶金地質(zhì)勘探隊，湖北黃石４３５０００）摘要：原狀土取樣與試驗質(zhì)量的高低直接影響到整個巖土工程的設(shè)計與施工。對目前巖土工程勘察中原狀土取樣與試驗的現(xiàn)狀進行分析，并提出相應(yīng)對策。關(guān)鍵詞：原狀土；取樣；試驗；現(xiàn)狀；對策中圖分類號：ＴＵ４４文獻標(biāo)識碼：Ｂ文章編號：１００４－－５７１６（２００９）１２—００２６一０２原狀土取樣與試驗是巖土工程勘察中一項必不可１土試樣質(zhì)量等級的劃分少的、經(jīng)常性的、極為重要的基礎(chǔ)工作。原狀土樣質(zhì)量土樣的質(zhì)量實質(zhì)上是土樣的擾動問題。土樣擾動低劣就不可能正確反映地基土層的真實性狀，既可能導(dǎo)表現(xiàn)在原位應(yīng)力狀態(tài)、含水率、結(jié)構(gòu)和組成成分等方面致對地基的估計過高，使工程設(shè)計偏于危險；更多的是的變化，它們產(chǎn)生于取樣之前、取樣之中以及取樣之后導(dǎo)致對土質(zhì)的評價偏低，無形中浪費大量寶貴的建設(shè)資直至試樣制備的全過程之中。土樣擾動對試驗成果的金?？梢娖涑晒|(zhì)量的高低，直接影響到整個巖土工程影響也是多方面的，使之不能確切表征實際的巖土體。的設(shè)計與施工。然而，這一關(guān)系重大的基礎(chǔ)性工作，一我國傳統(tǒng)土試樣只分為原狀土樣和擾動土樣兩類，原狀直是巖土工程勘察中的薄弱環(huán)節(jié)，就此談點看法。土樣可做各種物理力學(xué)性質(zhì)試驗，而擾動土樣（一般是壁，如采用竹片加竹篾護壁。當(dāng)遇土質(zhì)軟弱，有可能產(chǎn)人工挖孑Ｌ灌注樁有許多優(yōu)點，但又有其自身適用生涌泥、流砂、坍孔等現(xiàn)象時，則應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土護壁條件的，不要盲目采用。一般情況，在覆蓋層較或鋼筒來保證施工的安全?；炷磷o壁的強度等級不薄（５～１０ｍ）、巖土層復(fù)雜、地下水較低或降水條件好，應(yīng)低于樁心混凝土等級且不應(yīng)低于Ｃ１５，水下混凝土不對周圍環(huán)境有較大影響的城內(nèi)地段施工，應(yīng)盡量根據(jù)應(yīng)低于Ｃ２０。每段護壁高ｏ．８～１－Ｏｍ，遇淤泥時宜用地質(zhì)條件采用人工挖孔灌注樁。對于覆蓋層較厚（１０～０．３＂－－０．５ｍ。２０ｍ以上）、土層分布均勻、樁長較長、機械成孔條件３．４鋼筋籠制作好的情況，或者場區(qū)地下水位較高、含水豐富、出水量當(dāng)孔較深時，鋼筋籠宜分節(jié)制作，鋼筋每段長以４～大、基巖埋藏深的情況，則不宜采用人工挖孔灌注樁。５ｍ為好，入孔單面焊接接長，接頭按規(guī)范要求錯開，且應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、場區(qū)情況、環(huán)境要求、施工條件因地制在兩端設(shè)置加勁箍筋。宜，綜合確定，切忌生搬硬套。３．５灌注樁孔混凝土當(dāng)孔內(nèi)滲水量較少時，可先抽干孔內(nèi)積水，清除淤參考文獻：泥和殘渣，按常規(guī)混凝土灌注方法隨即灌注混凝土。灌［１－Ｉ交通部公路規(guī)劃設(shè)計院．ＪＴＧＤ６３－－２００７公路橋涵地基與注時使用串筒或?qū)Ч?，保證出料口離澆筑混凝土面不大基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［ｓ］．北京：人民交通出版社，２００７．于２ｍ，連續(xù)澆灌，分層振搗，分層高度約１．ｏ～１．５ｍ。Ｅ２３葉見曙．結(jié)構(gòu)設(shè)計原理［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９６：１６５－１７１．混凝土坍落度?。福唬保埃悖?。當(dāng)孔內(nèi)滲水量較大，無法抽［３］傅小銀．麻油沖高架橋鉆孔樁改人工挖孔樁技術(shù)經(jīng)濟探討干時，應(yīng)按水下混凝土灌注方法灌注孔樁混凝土。孔樁［Ｊ］．湖南交通科技，２００１，２７（２）：７３—７４．灌注水下混凝土?xí)r，應(yīng)采用豎向?qū)Ч芊?，?dǎo)管下端距孔［４］俞亞南，肖海波，王欣．人工挖孔嵌巖樁的受力機理試驗研底高度以０．３～Ｏ．５ｍ為宜。并保證漏斗和料斗有足夠究［Ｊ］．中南公路工程．２００４，２９（３）：１９—２１．的容量，混凝土的初存量應(yīng)保證首次混凝土灌注后，導(dǎo)Ｅ５３譚建華，吳健軍．流砂層地質(zhì)人工挖孔樁施工介紹［Ｊ］．中管底端埋人混凝土深度≥１．０ｍ。南公路工程，２００４，２９（３）：１０７－１０９．４結(jié)束語萬方數(shù)據(jù)人工挖孔灌注樁的設(shè)計及施工

作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次數(shù)：

高懷鵬， 陳雷

高懷鵬(中交一公局橋隧工程有限公司,河北,高碑店,074000)， 陳雷(湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院,湖北,武漢,430051)

西部探礦工程

WEST-CHINA EXPLORATION ENGINEERING2009，21(12)0次

1.交通部公路規(guī)劃設(shè)計院 JTG D63-2007.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 20072.葉見曙 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 1996

3.傅小銀 麻油沖高架橋鉆孔樁改人工挖孔樁技術(shù)經(jīng)濟探討 2001(02)4.俞亞南.肖海波.王欣 人工挖孔嵌巖樁的受力機理試驗研究 2004(03)5.譚建華.吳健軍 流砂層地質(zhì)人工挖孔樁施工介紹 2004(03)

1.期刊論文 盧芹 大直徑人工挖孔灌注樁在民用建筑中的應(yīng)用 -長沙鐵道學(xué)院學(xué)報2001,19(4)

大直徑人工挖孔灌注樁在高層建筑或一般工業(yè)與民用建筑中得到廣泛應(yīng)用,其具有受力明確,承載力高,施工方便,無噪音, 造價低等優(yōu)點.近幾年,在廣東省廣州市地區(qū)的多層、高層中廣泛應(yīng)用.本文根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范(規(guī)程),從挖孔擴底樁的優(yōu)點,設(shè)計計算方法及構(gòu)造要求等多方面進行了探討.

2.期刊論文 李繼明 高層建筑中人工挖孔灌注樁的設(shè)計與施工 -西部探礦工程2003,15(9)

根據(jù)實踐,結(jié)合國家有關(guān)規(guī)范,就人工挖孔灌注樁的設(shè)計計算構(gòu)造要求、施工工藝等方面進行了探討.

3.期刊論文 葉向東.YE Xiang-dong 人工挖孔灌注樁的設(shè)計與施工 -漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2005,7(1)

本文探討了人工挖孔樁的設(shè)計計算構(gòu)造要求以及施工工藝,同時結(jié)合我院昆騰樓樁基施工,提出了施工中應(yīng)注意的安全問題.

4.期刊論文 喬小雷.Qiao Xiaolei 深圳地鐵羅湖站安全線深基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計 -城市軌道交通研究2008,11(3)

根據(jù)深圳地鐵羅湖站安全線深基坑圍護結(jié)構(gòu)周圍地理環(huán)境、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件和地下結(jié)構(gòu)特點等特征,選擇了人工挖孔灌注樁加支撐的基坑支護方案.采用等值梁法,分別計算了5種工況條件下支護樁所受的內(nèi)力(剪力和彎矩);綜合各種工況下內(nèi)力大小與分布,設(shè)計了支護樁的截面、樁長、樁間距和配筋設(shè)計計算;對支撐的布置、尺寸進行了設(shè)計,對支撐構(gòu)件的強度和基坑支護體系的整體穩(wěn)定性進行了檢算,包括抗傾覆、抗管涌等.施工實踐證明,各支護結(jié)構(gòu)的位移、變形、支撐軸力,周邊地面沉降等實測數(shù)據(jù)都在規(guī)范要求之內(nèi).

5.期刊論文 胡鳳慶.黃富華.沈穎坤 大直徑人工挖孔灌注樁設(shè)計 -揚州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2002,5(3)

在分析大直徑人工挖孔灌注樁的受力和構(gòu)造的基礎(chǔ)上,基于現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范,提出了樁身承載力的設(shè)計方法. 并通過實例,說明其設(shè)計過程和構(gòu)造.

6.期刊論文 胡繼開 人工挖孔灌注樁設(shè)計與應(yīng)用 -冶金叢刊2002,\"\"(3)

近幾年來冶金工業(yè)廠房工程設(shè)計均采用人工挖孔樁基礎(chǔ),本文論述人工挖孔樁的優(yōu)點、設(shè)計計算、構(gòu)造和應(yīng)用.

7.學(xué)位論文 王維說 深基坑排樁式支護結(jié)構(gòu)選型研究 2007

隨著城市高層建筑、地鐵工程、市政工程以及地下空間開發(fā)規(guī)模日益增大，基坑工程近10年來急劇增加，基坑工程事故也隨之增多?；又ёo結(jié)構(gòu)選型是導(dǎo)致基坑事故的重要原因之一，但由于基坑工程的復(fù)雜性，對其研究不夠系統(tǒng)，突破不大。本文的主要研究內(nèi)容如下：

論文在深入剖析基坑事故原因的基礎(chǔ)上，討論了基坑支護結(jié)構(gòu)安全的基本要求及安全等級的確定，選擇重慶地區(qū)常用的排樁式支護結(jié)構(gòu)型式為研究對象，以粉土均勻地質(zhì)模型，采用系統(tǒng)比較的方法來確定結(jié)構(gòu)選型。討論了排樁式支護結(jié)構(gòu)構(gòu)造施工要求，總結(jié)了機械鉆孔灌注樁和人工挖孔灌注樁、錨桿及壓頂梁和腰梁的特點，適用范圍，施工工藝和施工注意事項。通過分析確定了論文的設(shè)計計算方法，并根據(jù)基坑造價的特點確定了技術(shù)經(jīng)濟評價的方法。針對懸臂樁和樁錨式支護結(jié)構(gòu)，應(yīng)用彈性地基梁法，分析了不同樁間距、樁徑、嵌固深度在不同開挖深度等多種組合下的最大水平位移，最大彎矩，最大剪力；以及錨桿位置在不同開挖深度下對應(yīng)的的最大水平位移，最大內(nèi)側(cè)彎矩、外側(cè)彎矩，最大剪力和錨桿軸力，通過分析發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律和技術(shù)可行的方案，并進一步進行經(jīng)濟分析，尋找經(jīng)濟方案，以提出一些具有工程指導(dǎo)意義的建議。最后，對全文進行總結(jié)，提出下一步研究工作的設(shè)想。

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下載時間：2010年6月7日