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【摘要】本文结合桥涵工程施工中遇到的问题，介绍了人工挖孔桩在遇到地下流沙等特殊情况下所采取的措施，保证了施工的顺利进行，并取得了一些可靠地经验。
【关键词】人工挖孔桩；流沙层；地下水
近些年来，由于人工挖孔桩的结构简单、操作方便、占地较小、施工过程中对周边环境影响较小、桩身深入基底后持荷能力比较强，因而在工程中的应用越来越广泛。但是人工挖孔桩施工过程中常常会受到自然环境和地质条件的制约，在很大程度上加大挖孔桩施工的难度，本文通过具体工程实例，阐述人工挖孔桩穿越流沙层时所采取的一些技术措施。
1.工程概况
本工程为既有线增建二线工程，在结构物接长施工前需采用人工挖孔桩防护；采用桩径1.25米的人工挖孔桩，桩身采用C25混凝土，15cm厚C25钢筋混凝土护壁。全线有框架桥涵115座，共需挖孔桩10120米/1035根。工程所在地地层由上至下为1～2m黏土层、2～6m砂土层、6～8卵石层、>8m黏土层。根据看查资料和水文地质构造情况来判断，地下水发育，钻孔见地下水和分下砂粒。
2.制约因素
地下水是挖孔桩施工中常见的制约因素之一，对挖孔桩施工的安全、质量和进度造成了很大影响。含水层中的水在开挖过程中其平衡状态被破坏，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，在很大程度的增加了挖孔桩施工的难度。当挖孔桩施工时遇到地下细砂、粉砂土层时，在压力水的作用下，极易发生流砂和井漏现象，将很难保证挖孔桩的施工质量。
3.布桩计算
本工程既有线为客货运营线，路基面上承受着轨道荷载和列车的活载，运用库仑土压力公式计算土压力，首先应将轨道和列车活载转换为与路基填料相同的土柱高度，作为外荷载，计算土压力。土为硬塑砂土，查《路桥施工常用数据手册》，摩擦角为θ=35°，重度γ=18KN/m3 ，粘聚力c取0（KN/m2），开挖高度按h=7.8m计。地面均布荷载换算成当量土层厚度：根据铁路路基设计规范查的p=20KN/m2
4.方案制定
首先要理清思路，明确侧重点，组织召开专题技术方案会议，制定出合理的施工方案，在研究传统的护壁施工方法的基础上对工艺进行改进，探索新的护壁施工方法来保证流砂层下挖施工。经过群策群言，最终确定采用预制钢筋混凝土管座护壁来克服流沙层对挖孔桩施工造成的不利影响。
5.方案实施
5.1孔口施工要求。为便于沉管，须注意开孔直径，为保证孔径的大小满足要求且考虑到预制混凝土管的直径和壁厚，开孔直径一般比设计直径扩大 250mm～300mm。
5.2沉放预制钢筋混凝土管。根据现场的实际情况和对混凝土管的市场调查，沉管可选用管长2m、壁厚10cm的预制钢筋混凝土管。实际施工时，一次性将3节混凝土管吊装入孔。首先，减少了因吊放混凝土管发生的施工机械进出场次数，节约了施工成本。更重要的是，三节预制混凝土管一次性吊装入孔，沉入时自重较大，在自重的作用下混凝土管底部能更有效的沉入流砂层中，一般情况下自沉深度能够保持在500mm左右。
5.3流砂层下挖。根据流沙层含水量的大小，将孔内水抽干后，作业人员应及时向下开挖，流砂层内的桩孔下挖应采用分小段开挖的方式，一般0.3m～0.5m为一个施工段，每下挖一个施工段要用线锤校正桩孔中心以检查其垂直度，发生倾斜时及时进行调整。
5.4混凝土浇筑。①成孔后停置过程中，在土体和流沙层竖向压力的作用下，粉细流砂随地下水由预制混凝土管底部管口向上涌起，导致桩孔内砂层面标高上升，桩孔有效深度不足。②由于流砂层开挖过程中桩孔周边难免存在一定范围的塌空，放置时间过长时，在地下水冲刷作用下可能会发生塌孔。为便于混凝土有效的充填桩孔周围的空洞部分，混凝土的塌落度以180mm左右为宜。在浇筑过程中，振捣器分层振捣，分层厚度不超过2m。特别在浇筑至预制混凝土管顶部位置时，后续浇筑的混凝土会沿混凝土管与桩孔土壁之间的孔隙流入桩孔周围的空洞，直至填满空洞后混凝土面不在沉落为止，应加强此临界部位混凝土的振捣，以使混凝土能够将桩孔周围的空洞填充密实。
5.5浇筑时的水处理。由于本项目的地下水位埋藏较浅，在成孔之后停置过程中孔内水位深度通常在2m以上。采用漏斗浇筑混凝土时，需在桩身混凝土入孔前应先将孔内的水排除。桩孔内水处理措施分三种情况；当地下涌水大且回水较快时，可选择在钢筋笼吊装入孔后再用将水抽出，为加快孔内水的排出，必要时可用两台污水泵同时抽水，孔内水抽完后立即浇筑混凝土。当地下水量不大，将水抽出后一定时间水位才有明显上升的桩孔内，抽水可安排在吊装钢筋笼前方便抽水的合理时间。地下涌水较大且孔内水排除后回水较快，桩孔内水很难抽干时，可采取水下灌注混凝土的方法，用导管法浇筑桩身混凝土，在重力的作用下混凝土从导管的下口排出。导管采用200-300mm直径的钢管，浇筑过程中导管下口应始终埋在混凝土面以下1.5米左右，浇筑过程中应避免导管的横向移动，只有首批下落的混凝土直接与水接触，保证混凝土的浇筑质量。
5.6施工保证措施。待桩孔开挖至设计桩底标高后，将最上面的一节预制混凝土管吊出再利用，混凝土管吊出后，管口处与桩孔土壁之间的缝隙宽度相对变大，便于混凝土顺利从该空隙将桩孔周围的空隙部分填充密实。可根据沉入预制混凝土管节数、管底部沉入砂层深度、在流沙层内的开挖深度来调整吊出一节管后的管口位置，使混凝土管的顶部标高位于流砂层与黏土层的临界位置附近，缝隙宽度在100mm左右。
6.结语
流沙问题是基础工程施工中常见的问题，要根据工程的实际情况，对施工方案进行认真论证，在保证工程质量和施工安全的情况下，选用最合适的施工方案，达到施工效果好、工期短、投资少的目的。
参考文献
[1]桥涵施工规范
[2]路桥施工常用数据手册
【关键词】人工挖孔桩；流沙层；地下水
近些年来，由于人工挖孔桩的结构简单、操作方便、占地较小、施工过程中对周边环境影响较小、桩身深入基底后持荷能力比较强，因而在工程中的应用越来越广泛。但是人工挖孔桩施工过程中常常会受到自然环境和地质条件的制约，在很大程度上加大挖孔桩施工的难度，本文通过具体工程实例，阐述人工挖孔桩穿越流沙层时所采取的一些技术措施。
1.工程概况
本工程为既有线增建二线工程，在结构物接长施工前需采用人工挖孔桩防护；采用桩径1.25米的人工挖孔桩，桩身采用C25混凝土，15cm厚C25钢筋混凝土护壁。全线有框架桥涵115座，共需挖孔桩10120米/1035根。工程所在地地层由上至下为1～2m黏土层、2～6m砂土层、6～8卵石层、>8m黏土层。根据看查资料和水文地质构造情况来判断，地下水发育，钻孔见地下水和分下砂粒。
2.制约因素
地下水是挖孔桩施工中常见的制约因素之一，对挖孔桩施工的安全、质量和进度造成了很大影响。含水层中的水在开挖过程中其平衡状态被破坏，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，在很大程度的增加了挖孔桩施工的难度。当挖孔桩施工时遇到地下细砂、粉砂土层时，在压力水的作用下，极易发生流砂和井漏现象，将很难保证挖孔桩的施工质量。
3.布桩计算
本工程既有线为客货运营线，路基面上承受着轨道荷载和列车的活载，运用库仑土压力公式计算土压力，首先应将轨道和列车活载转换为与路基填料相同的土柱高度，作为外荷载，计算土压力。土为硬塑砂土，查《路桥施工常用数据手册》，摩擦角为θ=35°，重度γ=18KN/m3 ，粘聚力c取0（KN/m2），开挖高度按h=7.8m计。地面均布荷载换算成当量土层厚度：根据铁路路基设计规范查的p=20KN/m2
4.方案制定
首先要理清思路，明确侧重点，组织召开专题技术方案会议，制定出合理的施工方案，在研究传统的护壁施工方法的基础上对工艺进行改进，探索新的护壁施工方法来保证流砂层下挖施工。经过群策群言，最终确定采用预制钢筋混凝土管座护壁来克服流沙层对挖孔桩施工造成的不利影响。
5.方案实施
5.1孔口施工要求。为便于沉管，须注意开孔直径，为保证孔径的大小满足要求且考虑到预制混凝土管的直径和壁厚，开孔直径一般比设计直径扩大 250mm～300mm。
5.2沉放预制钢筋混凝土管。根据现场的实际情况和对混凝土管的市场调查，沉管可选用管长2m、壁厚10cm的预制钢筋混凝土管。实际施工时，一次性将3节混凝土管吊装入孔。首先，减少了因吊放混凝土管发生的施工机械进出场次数，节约了施工成本。更重要的是，三节预制混凝土管一次性吊装入孔，沉入时自重较大，在自重的作用下混凝土管底部能更有效的沉入流砂层中，一般情况下自沉深度能够保持在500mm左右。
5.3流砂层下挖。根据流沙层含水量的大小，将孔内水抽干后，作业人员应及时向下开挖，流砂层内的桩孔下挖应采用分小段开挖的方式，一般0.3m～0.5m为一个施工段，每下挖一个施工段要用线锤校正桩孔中心以检查其垂直度，发生倾斜时及时进行调整。
5.4混凝土浇筑。①成孔后停置过程中，在土体和流沙层竖向压力的作用下，粉细流砂随地下水由预制混凝土管底部管口向上涌起，导致桩孔内砂层面标高上升，桩孔有效深度不足。②由于流砂层开挖过程中桩孔周边难免存在一定范围的塌空，放置时间过长时，在地下水冲刷作用下可能会发生塌孔。为便于混凝土有效的充填桩孔周围的空洞部分，混凝土的塌落度以180mm左右为宜。在浇筑过程中，振捣器分层振捣，分层厚度不超过2m。特别在浇筑至预制混凝土管顶部位置时，后续浇筑的混凝土会沿混凝土管与桩孔土壁之间的孔隙流入桩孔周围的空洞，直至填满空洞后混凝土面不在沉落为止，应加强此临界部位混凝土的振捣，以使混凝土能够将桩孔周围的空洞填充密实。
5.5浇筑时的水处理。由于本项目的地下水位埋藏较浅，在成孔之后停置过程中孔内水位深度通常在2m以上。采用漏斗浇筑混凝土时，需在桩身混凝土入孔前应先将孔内的水排除。桩孔内水处理措施分三种情况；当地下涌水大且回水较快时，可选择在钢筋笼吊装入孔后再用将水抽出，为加快孔内水的排出，必要时可用两台污水泵同时抽水，孔内水抽完后立即浇筑混凝土。当地下水量不大，将水抽出后一定时间水位才有明显上升的桩孔内，抽水可安排在吊装钢筋笼前方便抽水的合理时间。地下涌水较大且孔内水排除后回水较快，桩孔内水很难抽干时，可采取水下灌注混凝土的方法，用导管法浇筑桩身混凝土，在重力的作用下混凝土从导管的下口排出。导管采用200-300mm直径的钢管，浇筑过程中导管下口应始终埋在混凝土面以下1.5米左右，浇筑过程中应避免导管的横向移动，只有首批下落的混凝土直接与水接触，保证混凝土的浇筑质量。
5.6施工保证措施。待桩孔开挖至设计桩底标高后，将最上面的一节预制混凝土管吊出再利用，混凝土管吊出后，管口处与桩孔土壁之间的缝隙宽度相对变大，便于混凝土顺利从该空隙将桩孔周围的空隙部分填充密实。可根据沉入预制混凝土管节数、管底部沉入砂层深度、在流沙层内的开挖深度来调整吊出一节管后的管口位置，使混凝土管的顶部标高位于流砂层与黏土层的临界位置附近，缝隙宽度在100mm左右。
6.结语
流沙问题是基础工程施工中常见的问题，要根据工程的实际情况，对施工方案进行认真论证，在保证工程质量和施工安全的情况下，选用最合适的施工方案，达到施工效果好、工期短、投资少的目的。
参考文献
[1]桥涵施工规范
[2]路桥施工常用数据手册