复杂地质条件下人工挖孔桩施工技术

复杂地质条件下人工挖孔桩施工技术牛勋强、杨发增、杨春荣云南建工集团第七建筑工程有限公司 【摘要】人工挖孔桩具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆派排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因此，近几年得到广泛运用，特别是在扩大头的桩基施工中，人工挖孔桩施工更有其优越性，可以弥补机械施工的一些不足。就云南建工集团第七建筑工程有限公司所建的红河商业中心谈谈挖人工挖孔桩桩基的施工。还有，人工挖孔桩施工中水患处理施工技术是确保桩基质量的关键。【关键词】概况 施工流程 施工步骤 技术1、工程概况红河商业中心主楼31层，框架剪力墙结构，设地下室2层。设计0.00=2.5 0m，基坑顶标高-0.900.OOm，基坑底标高-11.4012.lOm，基坑开挖深度为10.5012.lOm，基坑底边线周长498. 50m，底面积14924.5 3m2。场地处于山间断陷谷地边缘的洼地，地貌属于冲洪积、滨湖及坡积地貌交汇的地带。场地地形平坦。地层岩性由上至下主要为：第一层素填土(Q4ml)，第二层粘土(Q4al+pl) ，第三层粉质粘土(Q4al+pl)第四层粘土(Q4l)，第五层粘土(Q4al+pl)，第六层粉质粘土(Q4al+pl)，笫七层粉质粘土混角砾(Qel+dl)。 场地为山间断陷谷地边缘的洼地，地形较平缓。地下水类型为孔隙潜水，主要靠大气降雨及地表迳流补给，通过蒸发排泄。孔隙潜水主要赋存于素填土及粘性土孔隙中，水量较小，富水性弱。勘察期间为枯水季节，稳定的地下水位埋深3.005.50m，地下水对砼及砼结构中的钢筋具微腐蚀性。2施工程工艺流程场地平整放线、定桩位挖第一节桩孔土方护壁钢筋绑扎实支模浇筑第一节砼护壁在护壁上第二次投测标高及桩十字线安装活动井盖、运输架、通风、排水、照明设施第二节桩孔挖土清理桩孔四壁、校核垂直度、直径拆除上节护壁模板第二节护壁钢筋绑扎支第二节模板，浇筑砼护壁重复第二节挖土、支模、浇筑砼护壁工序，循环作业直至设计深度清理虚土、排除积水、检查各尺寸及深度吊放钢筋笼就位浇筑桩身（桩芯）砼养护3施工过程具体操作步骤3.1人工挖孔施工基坑支护挖孔桩开挖必须遵循以下顺序：相邻桩间净距小于2.5倍桩径及2.5m时，桩孔开挖应交错间隔进行。根据本工程的实际情况，采取跳二挖一的施工顺序;根据工地现场实际情况及设计图纸到位情况，先施工西侧、北侧西段及东南角处人工挖孔桩，北侧东段待具备施工条件后才进行施工，南侧西段（PN段）具备施工条件的孔桩采取“跳二挖一”的施工顺序同时开挖。成孔前必须测量定位，定出桩位中心和桩径。在桩四边各定出一根控制轴线的木标桩，桩孔开挖后装第一节模时，把中心线点引回到桩中心，校正模板位置。桩孔采用人工分节开挖，浇捣完一节护壁混凝土后再继续下一节的施工。挖土次序为先挖中间部分后挖周边，按设计桩径加护壁厚度控制截面。护壁模板拆上节、支下节循环使用。护壁混凝土注意捣实，上节护壁钢筋伸入下节，与下节钢筋绑扎牢固。护壁混凝土强度达到1MPa后可拆护壁模板。第一节护壁应高出地面150到200mm，应自始至终均应保持高出地面，直至桩孔灌注混凝土为止，且挖出土方不得堆高过护壁，以防止地面杂物落入孔内。第一圈护壁混凝土拆模后，把轴线位置和相对水平标高标定在护壁上，作为控制桩孔位置、垂直度和桩深的复核标记，在十字交叉中心悬挂吊锤，控制桩孔垂直度。第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架，安放绞筒。要求支架搭设稳定、牢固。当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用水泵沉入抽水，边降水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。地下水位较高时，就先采用统一降水的措施，再进行开挖。钢筋笼制作和安装，钢筋笼均在现场制作。用钢管搭设一个吊架，在吊架上制作钢筋笼。绑扎钢筋笼的方法是先将加劲箍按间距排列固定在吊架上，按划线逐根放上主筋并与之点焊好，控制平整度误差小于50mm。螺旋箍筋与主筋纵向搭接接采用全满焊。在钢筋笼四侧主筋上每隔3m设一个钢筋耳环作定位垫块，以控制保护层厚度。钢筋笼制作完毕后，用QY16T汽车吊将其扶直、沉放入桩孔内。3.2混凝土浇筑及土体外运浇筑前，要先清理护壁污泥和桩底的浮土、积水；浇灌时，用混凝土漏斗及导管向下送料，使混凝土自由落下的高度小于2m。混凝土边浇灌边振实；每根桩的混凝土一次连续浇完；每根桩混凝土浇筑时要同时留设1组砼试块。土体外运：人工挖土时的弃土临时堆放在场地边距孔桩边3.5米外，脱水后用汽车运走。施工现场进出口处设临时洗车场，开出现场的车辆必须冲洗车厢和轮胎。3.3具体操作技术3.3.1放线定桩位及高程。在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量制网的资料和设计平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部（即第一步）的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线、桩位线定好之后，经有关部门进行复查，办好预检手续后开挖。3.3.2开挖第一节桩孔土方。开挖桩孔要从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后阔及周边，有效的控制开挖桩孔的截面尺寸。每节的高度要根据土质好坏、操作条件而定，一般0.9m1.2m为宜。3.3.3支护壁模板放附加钢筋。首先，为防止桩孔壁塌方，确保安全施工，成孔要设置钢筋砼（井圈。当桩孔直劲不大，深度较浅而土质又好，地下水位较低的情况下，也可以采用喷射砼护壁。护壁的厚度要根据井圈材料、性能、刚度、稳定性、操作方便、构造简单等要求，并接受力状况，以最下面一节所承受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。其次，护壁模板采用拆上节、支下节重量周转使用。模板之间用卡具、扣件连接固定，也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内摸因涨力而变形。不设水平支撑，以方便操作。最后，做好第一节护壁高出地面150200，便于挡土、挡水，桩位轴线和高程均要标定在第一节护壁上口，护壁厚度为150.3.3.4浇筑第一节护壁砼。桩孔护壁砼每挖完一节以后要立即浇筑砼。人工浇筑，人工捣实，砼强度为C20，坍落度控制在80100，确保孔壁的稳定性。3.3.5检查桩位（中心）轴线及标高。每节桩孔护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠详井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度。随之进行修整，井深必须基准点为依据，逐根进行引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。3.3.6安装吊桶、照明、活动盖板、水泵。井底照明必须用低压电源（12V、100W）、防水带罩的安全灯具。桩口上设为护栏。当桩孔挖深大于10m时，进行井下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况，互相呼应，切实预防安全事故的发生。当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，过降水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。要日夜三班抽水，使水位保持稳定。地下水位较高时，要先采用统一降水的措施，再进行开挖。桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内人挖土时，要掩限安全盖板，防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边。吊运土时，再打开安全盖板。3.3.7开挖吊运第二节桩孔土方。从第二节开始，利用提升设备动土，桩孔内人员要戴好安全帽，地面人员要拴好安全带，吊桶离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土。桩孔挖至规定的深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下要垂直平顺，修整孔壁。3.4.8浇筑桩身砼。桩身砼采用商品砼，坍落度80100。用导管向桩孔内输送砼。砼的自由落差不大于2m，分层振捣密实。分层高度按振捣的工具而定但不大于1.5m。砼浇筑到桩顶时，要求超过桩顶设计标高，一般可为300500，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。或者在浇筑完毕半小时后，用桶把浮浆打出，以减少以后打凿桩头的工作量。3.4.9吊放钢筋笼。钢筋笼放入前，在主筋上每隔34m左右设一个20耳环，作为定位垫块；吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳、缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，要立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，要采用单面焊连接，接头数按50错开，以确保钢筋位置正确，保护层厚度符合要求。吊放过程中，要采取措施以保证钢筋笼不变形，若发生变形，需处理校正后再行吊入孔内。3.4.10检查验收。成孔以后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中心、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定，做好施工记录，办理隐蔽验收手续。总结：通过本工程的施工，笔者认为人工挖孔桩的优点是显而易见的。人工挖孔桩不仅在良好的地质条件可以广泛应用，而且随着施工技术的改进，在有地下水、流砂层和淤泥质土质中也得到了发展和应用。客观地说，人工挖孔桩在良好地质条件的