隨著27年的改革開(kāi)放,給深圳這座年輕的城市注入了活力、生機(jī)。深圳地區(qū)高層建筑如雨后春筍般拔地而起,市政道路、地鐵正緊鑼密鼓地施工和準(zhǔn)備著。在基礎(chǔ)施工中,因受相鄰建筑物如公路、各種地下管線等市政設(shè)施的影響,以及受地質(zhì)條件制約,為減少機(jī)械施工噪音的影響,對(duì)如何采取工藝簡(jiǎn)單且技術(shù)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的施工手段,是當(dāng)今投資方和施工單位所必須考慮的問(wèn)題之一。人工挖孔灌注樁是近十年來(lái)開(kāi)發(fā)出的一種行之有效的施工方法,尤其在廣東、深圳、上海、北京地區(qū)已經(jīng)得到了大力的推廣和應(yīng)用。

　　1 基本原理及適用范圍

　　人工挖孔(或擴(kuò)孔)灌注樁是指在樁位采用人工挖掘方法成孔,然后安放鋼筋籠,灌注混凝土而成。

　　灌注樁按其受力條件主要分為兩大類(lèi):擋土樁和工程承載樁。人工挖(擴(kuò))孔樁宜在地下水位以上施工,適用于人工填土層、粘土層、粉土層、砂卵石層和風(fēng)化巖層。而在地下水滲水量大且難以排水的地層以及松砂層、淤泥土層中,不宜進(jìn)行人工成孔,尤其不宜在有毒氣的地層中進(jìn)行人工成孔。人工挖(擴(kuò))孔樁的樁身直徑一般為800mm~2000mm,最大直徑可達(dá)3500mm。樁端采取擴(kuò)底和不擴(kuò)底兩種方式,一般擋土樁采取不擴(kuò)底方式,而工程承載樁則采取擴(kuò)底方式。同時(shí),設(shè)計(jì)人員視樁端土質(zhì)條件,擴(kuò)底直徑一般為樁身直徑的1.3倍~2.5倍,最大擴(kuò)底直徑可達(dá)4500mm。擴(kuò)底變徑尺寸一般按(D-d)/2∶h=1∶4的要求進(jìn)行控制,其中,D和d分別為擴(kuò)底直徑和樁身直徑;h為擴(kuò)底變徑高度,擴(kuò)底部分可分為平底和孤底兩種,后者的矢高h(yuǎn)1>(D-d)/4。

　　為便于施工,挖孔樁孔深不宜超過(guò)30m。當(dāng)樁長(zhǎng)L≤8m時(shí),樁身直徑(不含護(hù)壁厚度,下同)不宜小于0.8m;當(dāng)8m20m時(shí),樁身直徑應(yīng)適當(dāng)加大。

　　2 施工工藝

　　2.1 施工程序

　　挖孔灌注樁施工程序?yàn)?場(chǎng)地平整→放線、定樁位→挖第一節(jié)樁孔土方→支模澆灌第一節(jié)混凝土護(hù)壁→在護(hù)壁上二次測(cè)標(biāo)高及做好軸線標(biāo)志→安裝垂直運(yùn)輸架、起重卷?yè)P(yáng)機(jī)、孔底吊土桶、通風(fēng)、照明設(shè)施等→第二節(jié)樁身挖土→護(hù)壁→重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆灌混凝土護(hù)壁工序,循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計(jì)深度→檢查持力層后進(jìn)行擴(kuò)底(僅限于工程承載樁)→清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層→吊放鋼筋籠→灌注樁芯混凝土。

　　2.2 護(hù)壁厚度設(shè)計(jì)

　　大直徑人工挖孔樁以及在土質(zhì)條件較差地區(qū),大都采取分段挖土、分段護(hù)壁的方法施工,以保證操作安全。對(duì)于深度小于6.0m,且土質(zhì)條件較好、不擴(kuò)頭的樁(Φ1000mm以內(nèi))可采取不護(hù)壁挖掘。

　　混凝土護(hù)壁厚度t可按下式計(jì)算:

　　t≥KN/fc或t≥KPD/2fc。

　　其中,N為作用在混凝土護(hù)壁截面上的壓力,N/m2,N=P×D/2;K為安全系數(shù),一般取1.65;fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度,N/mm2;P為土和地下水對(duì)護(hù)壁的最大側(cè)壓力,N/mm2;D為樁孔直徑,m。

　　1)對(duì)無(wú)粘性土,當(dāng)無(wú)地下水時(shí):

　　P=γHtg2(45°-Φ/2);

　　當(dāng)有地下水時(shí):

　　P=γHtg2(45°-Φ/2)+(γ-γw)(H-h)tg2(45°-Φ/2)+(H-h)γw。

　　2)對(duì)粘性土,當(dāng)無(wú)地下水時(shí):

　　P=γHtg2(45°-Φ/2)+2ctg(45°-Φ/2);

　　當(dāng)有地下水時(shí):

　　P=γHtg2(45°-Φ/2)-4ctg(45°-Φ/2)+(γ-γw)(H-h)tg(45°-Φ/2)+(H-h)γw。

　　其中,γ為土的容重,kN/m3;γw為水的容重,kN/m3;H為挖孔樁護(hù)壁深度,m;h為地面至地下水位深度,m;D為挖孔樁外直徑,m。

　　通常護(hù)壁厚度取10cm~20cm。