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浅析工民建中的人工挖孔桩施工技术 摘要:人工挖孔桩以其特有的优势得到许多设计单位、施工单位的青睐,文章对人工挖孔桩的特点进行了简述,并结合实例,介绍了其施工过程中的施工技术处理方法。 下载 关键词:建筑工程;人工挖孔桩;混凝土施工 随着国民经济的发展,各类民用与工业建筑日益走向高层化,人工挖孔桩以其特有的优势得到许多设计单位、施工单位的青睐。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大,安全和质量显得尤为重要。因此,在进行人工挖孔桩施工过程中,更要注意施工技术的控制,确保施工的质量,确保施工安全。 一、人工挖孔桩的概述 人工挖孔桩,是用人工挖竖井的方法,挖出桩孔放入钢筋笼,灌注混凝土而成桩,而后在桩顶部灌注承台混凝土或墩柱混凝土做成桩基础。人工挖孔桩的主要优点是:单桩承载力高,可直接检查桩外形尺寸和持力层情况,受力性能可靠,抗震能力强;造价低,孔径和孔型不受限制;桩身直径较大,最大直径可达3.5m;无需大型施工机械,施工简单方便,现场易于管理;人工挖孔桩具有成孔机具简单,作业时无振动、无噪声;占地面积小,无冲击振动,避免机械钻孔对相邻孔的影响;当施工工期较短时,可按施工进度要求分组同时作业,若干根桩孔齐头并进;对周围环境不会产生污染,穿越孤石,清除沉渣,桩端镶岩容易处理,成孔直观,混凝土施工质量较容易控制。其缺点是:在不利地质条件下,成孔及灌注的难度大,如果施工措施不当,将造成废桩。因此,必须采取正确的施工方法和处理措施。 二、使用范围 人工挖孔桩适用于桩直径0.8m以上,无地下水或地下水较少的黏土、粉质黏土,含少量砂、砂卵石、姜结石的黏土,特别适于黄土层,深度一般20m左右,可用于高层建筑、公共建筑,不宜使用于有流沙,地下水位较高、涌水量大的冲积地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层。 三、人工挖孔桩的施工程序 人工挖孔桩必须严格执行施工程序,这样才能确保施工的质量和安全。一般情况下,人工挖孔桩的施工程序按照以下几方面进行:场地整平放线、定桩位挖第一桩孔土方支模浇筑第一节混凝土护壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等第二节桩身挖土清理桩孔四壁,校核桩孔垂直和直径拆上节能模板,支第二节模板,浇筑第二节混凝土护壁重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度进行扩底(当需扩底时)清理虚土、排除积水,检查尺寸和持力层吊放钢筋笼就位浇筑桩身混凝土。 四、工程实例 (一)工程概况 某建筑,占地面积970m2,建筑面积3656m2,底层为钢筋混凝土框架结构,26层为砖混结构。工程地质条件复杂,基础设计采用人工挖孔桩基础,桩径1.2m,共75条桩(如图1所示)。 图 1人工挖孔桩桩位示意图 (二)施工准备 1.机具准备。定深层坚土采用风动机具凿据,浅层挖孔采用人工锄、短锹、镐等,另配备井内鼓风机610台及输风管井下安全照明36V低压电源、潜水泵等,提升机具采用lt卷扬机配三木塔、活底吊桶。 2.工程资料准备。主要包括:桩基施工图纸会审纪要;主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;建筑场地地下管线(管道)资料;建筑物场地的工程地质和地下水位勘察资料;桩基的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材(水泥、砂石、钢筋)的质检报告。 3.制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、临时水电线路、施工顺序和设施位置;指定施工工序;制定不良天气施工的技术措施。 4.安全措施。施工人员进入孔内必须戴安全帽;孔内必须设置应急软爬梯;供人员上下井使用的吊笼、电葫芦等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置,不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下;开挖深度超过10m时应配有通风设备;挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内,机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响。 (三)人工挖孔桩施工技术处理 1.地下水的处理。地下水是深基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围的静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩的正常施工。 本工程7375号、3850号桩施工时,遇到动态水压影响,不仅开挖困难,个别桩连护壁混凝土也被水压冲刷穿透,极易引起桩身质量问题。对此,当地下水量不大时,选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工;当地下水量较大,用水泵在施工孔抽水也不易开挖时,应从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并用交替循环施工的方法,合理组织安排,以达到最好的效果。 2.流砂层的施工。本工程7375号、3950号桩,地面 5m以下的土层为粉砂土,粉砂层地质在地下水的作用下极易形成流砂,严重时会发生井漏,容易造成质量安全事故。其中, 4446号桩开挖时流砂情况较轻,为了减少挖层孔壁的暴露时间,及时进行护壁混凝土灌注,有效的方法是缩短每一段的开挖深度,将lm缩短为0.5m一段。当孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成桩孔时,可用编织袋装土逐渐堆堵,形成桩孔的外壁,满足设计要求。7375号、4750号桩开挖时,流砂情况较严重,我们采取下钢套筒的方法,钢套筒与护壁用的钢模板相似,以孔外径为直径。 3.淤泥质土层的施工。本工程3943号桩开挖时遇到淤泥质土层等软弱土层,采用木方、木板作支挡,缩短开挖深度,并及时浇注混凝土护壁。支挡的木方、木板要沿周边打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面,可斜向放置,双排布置互相反向交叉,能达到很好的支挡效果。 4.桩身混凝土的浇筑。 (1)消除水的影响。浇筑前要抽干孔内积水。抽水的潜水泵要装设逆流阀,保证提出水泵时,不致使抽水管中的残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干,提出水泵后可用部分干拌混凝土混合料铺人孔底,然后再浇注混凝土。如果孔底水量大,确实无法采取抽水的方法解决,桩身混凝土的施工就采取水下浇筑砼的施工工艺。 (2)防止孔壁渗水。在桩身混凝土浇筑前,采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入,周围再用防水材料封闭,或在集中漏水部分嵌入泄水管,装上阀门,在开挖桩孔时打开阀门让水流出,浇筑桩身混凝土时再关闭。 5.保证桩身混凝土的密实性。为了保证桩身混凝土浇筑的密实性,采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法,其中的浇筑速度是关键,即力求在最短的时间内完成桩身混凝土浇筑,特别是在有地下压力水情况时,要求集中足够的混凝土短时间浇入,以便以混凝土自身重量领先压住水流的渗入。对于深度大于10m的桩身,可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实性。 (四)安全技术措施 1.孔口围护措施。孔口四周必须浇筑砼护圈,并在护圈上设置围栏围护,围栏应高出地面1.2m,围栏应采用钢筋制作,焊接牢固,挖出的土方不得堆在孔口四周1m范围内。 2.防护壁坍塌措施。每节桩孔挖完后立即支护壁模板,浇筑护壁砼,一般情况下24h后方可拆除护壁砼,护壁可加配适量钢筋,上下护壁要有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象,上下护壁间搭接长度不小于 50mm。桩底如果设计要求扩底,若扩底高度超过2m,扩底部分应分段做护壁,防止扩底部分坍塌。 3.孔中防毒措施。地下特殊土层中往往含有CO2,SO2H2S或其他有毒气体,故每次下孔前,必须对桩孔内气体进行抽样检测。如每天开工前,在吊笼内放置小动物,吊放到桩孔底,放置时间不得少于10min,经检查小动物生态正常,方可下井作业,发现有毒气体含量超过允许值时,应将有害气体清除至标准。孔深超过10m时,地面应配备向孔内送风装置,风量不应少于25L/S,孔内凿岩时尚应加大送风量。 (五)成桩质量检验 在施工中我们要求做到每根成桩应该具有钢筋加工检验记录,混凝土拌和物质量记录,混凝土试块资料及桩身完整性检测资料。经过对人工挖孔桩实施上述的技术控制,该工程人工挖孔桩满足设计要求,达到了质量检验标准的优良等级。 五、结语 人工挖孔桩是一种施工方便、投资省、速度快、承载力大的基础工程技术。在施工过程中我们要注意其的施工程序、施工技术以及其他安全措施,以