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厦门西站大尺寸矩形人工挖孔桩施工技术

文档作者：梅洪亮文档来源：中铁建设集团有限公司		点击数：	更新时间： 2025年12月15日
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80
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2011年1月
第40卷第l期
厦门西站大尺寸矩形人工挖孔桩施工技术
梅洪亮
(中铁建设集团有限公司，北京100131)
[摘要】以厦门西站刚架结构铁路桥桩板墙的人工挖孔桩为例，介绍了大直径规则尺寸人工挖孔桩的施工要点。
在孔壁支护中，根据不同的地质情况。分别采用了现浇式配筋混凝土护壁施工工艺和预制管沉井开挖施工工艺。
同时，详细介绍了孔内混凝土浇筑的施工工艺和人工挖孔桩施工的安全注意事项。
[关键词】厦门西站；矩形人工挖孔桩；护壁；沉井
[中图分类号】TU753．3 [文献标识码]A [文章编号】1002·8498(2011)olJD080旬3
Construction Technology of Large Sized Rectangle Manual Hole
Digging PiIe in Xiamen West Railway Station
M ei HOng¨ang
(饥打m置口i跏掣co船fMt抽n Cro印co．，厶正，晚咖培10013l，劭i尬)
Abstract：Based on m眦ual hole digging pile of frame stmcture railway bridge 8heet—pile w曩U in Xiamen
West Railway Station，key constrIlction point8 of large diameter rectangle manual hole digging pile are
intmduced． According to difkrent geological conditions in waU of hole，constmction techniques of castin—
place reinfbrced concrete wall protection and precast tubular excaVation of cylinder are adopted．
Furthemore，constnlction technique of cogne concrete pouring and safbty matters are introduced in
detail．
Key words：Xiamen West Railway Station；rectangle manual hole digging pile；wall protection；cai880n
l 工程概况
厦门西站由站房及站台雨篷工程、刚架桥、地铁
士建预留工程组成，总建筑面积达162 409m2，其中
站房109 028m2，站台雨篷53 38lm2，建筑总高度达
66．78m。主站房平面投影为工字形，宽132m，长
219．5m。厦门西站站房采用高架候车与线下出站
式布局，旅客流线采取“上进下出”形式，将车站分
为出站层、站台层、高架层3个层面。出站通道处的
楼梯两侧设计以“L”形挡墙与桩板墙结合的方式对
侧面土压力进行支护。其中桩板墙需要46根矩形
锚固桩提供锚固力，其截面尺寸以2．Om×2．5m为
主。深20m左右，且现场水位较低，有些部位涌水量
较大。矩形桩没有专门的成孔钻头，因此采用人工
挖孔的施工方法(见图1，2)。矩形人工挖孔桩的要
点包括：孔壁支护、孔内混凝土浇筑和安全防护。
2 孔壁支护
大尺寸超长人工挖孔桩施工属于高危作业，其
[收稿日期】2010-06_09
【作者简介】梅洪亮，中铁建设集团有限公司高级T程师，北京市石
景山区石景山路20号l00131，电话：(OlO)52638780，E-mail：
meihongli蚰g@厕8．cn
L形挡墙
图1桩板墙及挖孔桩示意
Fig．1 Sheet-pile waIl and digging pile
孔壁支护设计关系到孔底作业人员的安全和桩身质
量。人工挖孔桩护壁破坏的主要原因是护壁周围上
部的土压力传至护壁侧产生侧向水平力，护壁材料
强度不够导致塌孔。厦门西站矩形人工挖孔桩的支
护形式为2种：①在出水量小、土质较好的区域采用
现场浇筑配筋护壁混凝土的方式；②若挖孔时遇到
厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护
万方数据
梅洪亮：厦门西站大尺寸矩形人工挖孔桩施工技术8l
图2人工挖孔桩示意
Fig．2 Manual hOle digging pne
壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失
去支撑，进而产生裂缝，直至断裂、脱落，遇到这种地
层，采用预制管沉井开挖施工工艺。
2．1 现浇配筋混凝土护壁施工工艺
现浇配筋混凝土护壁，重点在于锁口护壁的设
置，人工挖孔桩孔口处因为堆放材料及运土车辆的
来回扰动，易造成孔口处土体的变形、塌落。如果锁
扣设置不坚固，容易导致顶部孔口处的塌陷，造成安
全隐患，因此人工挖孔桩锁口处一定要牢固稳定，具
体的锁口及护壁参数设计如图3所示。当操作工人
进入孔内后，锁口处还要横向和纵向内撑2根坚实
的方木。护壁采用上窄下宽的锥形设计，若在有水
区域进行人工挖孔桩施工，锁扣护壁的高度要高于
地表水位，并做好排水降水措施。开挖过程中，开挖
深度不超过1m即进行护壁(见图3b)。遇到流砂、
淤泥质地层时每步开挖深度适当变小，以50cm为
宜，并加强钢筋护壁。在出水量较大地层要提前在
护壁处留好泄水孔。施工时，为保证孔位准确，每天
都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜、移位。
尤其在浇筑护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。
个别壁周泥砂塌落，在浇筑混凝土后护壁容易产生
位移和歪斜，应注意检查和及时纠正。
2．2预制沉井开挖施工工艺
沉井开挖的护壁采用预制混凝土井管，井管内
径尺寸与桩基设计尺寸相同。每节预制井管厚
10cm，长度≤lm。按照设计配筋并加设2—4个吊
耳和预留直径2—4cm左右排水及压浆孔道，每节
护壁的顶部及底部做成对接接口。在施工过程中，
用倒链或者电葫芦徐徐将井管下入井内，每次下放
完成后要注意调整垂直度，遇有宜塌孔及涌水量较
大的地层，在护壁预留孔道内以充填、渗透和挤密的
形式把灌浆材料充填到土体孔隙中，以固结护壁外
围土体，保护壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦
力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝
a镄口b护墅
图3锁口护壁
Fig．3 Locking weUhead and waU prOtection
土、石灰黏土混合料等，其施工工艺如下。
1)铺垫场地整平后采用普通枕木立放，沿沉
井周长密铺，垫木间隙用砂填缝(见图4)，刃脚垫木
的铺设数量根据第1节沉井的质量及地基(砂垫
层)承载力确定。沿刃脚每m铺设垫木的根数n可
按下式计算：
n=G／(∽ (1)
式中：G为第l节沉井单位长度的重力(kN／m)；A
为每根垫木与砂垫层接触的底面积(m2)；，为地基
或砂垫层的承载力设计值(kN／m2)。
图4沉井刃脚支设示意
Fig．4 Caisson娜tting ed髀
2)预制沉井钢筋绑扎后，在垫木上立沉井内
外模和支撑，井壁外侧的模板板缝沿垂直方向，并保
证平整。为避免外模斜支撑影响交通，所有支撑均
设于井内，采取组合钢模板、撑木斜顶钢拉杆水平拉
接。井壁外侧设双排钢脚手架施工平台。混凝土分
层灌注，插入式振捣棒捣固，起重机配合吊斗运送混
凝土，混凝土倾倒高度超出2m时设溜槽以防离析。
3)抽垫混凝土达到设计强度后，方可抽垫。
抽垫时分区、依次、对称、同步进行，设专人统一指
挥。当抽出几组空档后，即可回填，以后每抽出一组
即回填一组。回填材料选用砂夹石并分层洒水充分
夯实，其回填高度的确定，应使最后分配在定位垫木
上的质量不压断垫木及垫木下的承压应力不超出原
地面极限承压应力。抽垫过程中应在沉井上下左右
各设1个测点，观察下沉情况。如果在抽垫过程中
发生倾斜、回填的砂夹石挤出、垫木压断、下沉量急
万方数据
施工技术第40卷
剧增加等异常现象应及时处理。
4)挖土下沉沉井上部分段掏空刃脚，每段掏
空后即回填砂夹石，待最后几段即定位承垫处掏空
并回填后，再分层逐步挖去回填料，使沉井下沉。下
部土质比较松软，先在中部下挖4 050cm，并逐渐向
四周对称、分层、同步扩挖。在下沉前在沉井外壁涂
机油，以减少下沉时与土的侧向摩阻力。上部采用
人力开挖至岩层时，采用风铲开挖，卷扬机吊土。
3孔内桩混凝土浇筑
当开挖至设计基底标高后，基底土质为砂质或
黏质土时，应铺碎石或砾石垫层，基底检验合格后，
应立即封底。对于出水量较大的挖孔桩，要堵住排
水孔，禁止水流入孔内。清底时，如渗水量上升速度
≤6mm／min，可按普通混凝土浇筑方法封底；若渗水
量较大，宜采用水下混凝土灌注。为减少地下水的
积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积
水同时抽出，以减少邻孔积水对工作孔的影响。
孔深超过6m时，要注意防止混凝土离析，一般
把搅拌好的混凝土装在容量为l一2m3的坚固帆布
袋或吊桶中，并用绳打成活扣，混凝土送到井底时，
拉开活扣就可将混凝土送到孔底，连续作业能迅速
封好孔底，同时堵住孔底大部分甚至全部地下水。
如地下水较多且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底
部溢水接近或超过20cm，这时孔中溢水基本平静
时，用导管伸入孔底，输送搅拌好的早强型混凝土，
混凝土量超过底节护壁30cm以上，再慢慢撤除导
管，由于水压力的作用，封底混凝土基本密实，混凝
土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，
已经没有地下涌水，待水抽干，再处理剩余水。将表
面混凝土(这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水
中)松散部分清除运到孔外，再继续下一道工序。
4人工挖孔桩施工安全注意事项
1)孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全
帽、穿雨衣等，并与孔上人员有联络信号。地面孔周
围不得摆放铁锤、锄头、石头等坠落伤人的物品。每
工作1h，井下人员和地面人员交换。
2)井下人员应注意观察孔壁变化情况，如发现
塌落或护壁裂缝现象应及时采取支撑措施。如有险
情，应及时发出联络信号，以便迅速撤离，并尽快采
取有效措施排除险情。
3)地面人员应注意孔下联络信号，反应迅速。
经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂
牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。
4)施工中抽水、照明、通风等电气设备应一机
一闸一漏电保护器，供电线路要用三芯橡皮线，电线
要架空，不得拖拽在地上。经常检查电线和漏电保
护器是否完好，孔内要设置软爬梯。
5)从孔中抽水时排水口应距孔口5m以上，并
保证施工现场排水畅通。当天挖孔，当天浇筑护壁。
离开施工现场时要把孔口盖好，并设明显警戒标志。
6)施工人员和检查人员下孔前10min把孔盖
打开，如有异常气味应及时报告，排除有害气体后方
可作业。挖孔6—10m深，每天至少向孔内通风1
次，超过10m每天至少通风2次，孔下作业人员如
果感到呼吸不畅也要及时通风。
5 结语
人工挖孔桩以其操作灵活、场地要求较低以及
成孔尺寸形状不受限制等因素在施工中得到广泛应
用，但也是一项高危作业，护壁、排水、通风是其中的
重要环节，施工中应认真分析现场的水文地质情况，
选择支护形式，确定施工方案。
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(上接第40页)
3)航站楼钢结构需要进行抗震性能化设计，性
能设计目标一般控制在中震弹性或中震不屈服；屋
顶钢结构的支座一般控制在中震弹性或中震不屈
服；进行罕遇地震的验算。
4)由于航站楼结构超长，常需要进行多点输入
地震反应分析。
5)为满足建筑造型要求，进行特殊节点设计。
参考文献：
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