摘要:人工挖孔灌注桩是目前大直径灌注桩施工的一种主要工艺方式,在现代建筑业有着广泛的应用。笔者结合实践对该施工工艺进行了介绍,并对常见问题的处理方法与特殊安全措施进行了总结。
关键词:人工挖孔 灌注桩
1、引言
人工挖孔灌注桩是用人工挖土成孔,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土成桩,其特点是施工的机具设备简单,操作工艺简便,作业时无振动、无噪声、无环境污染,对周围建筑物影响小;施工速度快(可多桩同时进行);施工费用低;当土质复杂时,可直接观察或检验分析土质情况;桩端可以人工扩大,以获得较大的承载力,满足一柱一桩的要求;桩底的沉渣能清除干净,施工质量可靠,是目前大直径灌注桩施工的一种主要工艺方式。
2、挖孔灌注桩主要施工过程
2.1 挖孔
国内主要采用人工挖土成孔,而国外一般为机械挖土。施工人员在保护圈内用常规挖土工具(短柄铁锹、镐、锤、钎)进行挖土,将土运出孔的提升机具主要有卷扬机或电动葫芦、活底吊桶。
2.2 辅助工程
主要包括支护、通风、降水。为防止坍孔和保证操作安全,应根据桩径的大小和地质情况采用可靠的支护孔壁的施工,支护方法有钢筋混凝土护圈(如图2.2-1)、沉井护圈和钢套管护圈。钢筋混凝土护圈一般每节高0.8~1m,施工时护圈上下搭接50~75mm,厚8~15cm,混凝土用C20或C25,中间配适量的钢筋,后两种护圈主要应用于强透水土层。通风设备主要有鼓风机和送风管,用于向桩孔中强制送入新鲜空气。地下水渗出较少时,可将其随吊桶一起吊出;大量渗水时,可设置集水井,用泵抽出井外;涌水量很大时,可选一桩超前开挖,用泵进行抽水,以起到深井降水的作用。
2.3 钢筋混凝土工程
钢筋笼的制作与一般灌注桩的方法相同,钢筋就位用小型吊运机具或履带吊进行;混凝土用水泥强度等级32.5普通水泥或矿渣水泥,下料采用串桶或溜管,连续分层浇捣,每层厚度不超过1.5m,施工完后养护时间不少于7天。
(a)外齿式护圈 (b)内齿式护圈
图2 2-1钢筋混凝土护壁形式
3、挖孔桩常见的问题及处理方法
挖孔桩常见的问题主要有塌孔、井涌(流泥)、护壁裂缝、淹井、截面变形和超量六种:
3.1 塌孔
塌孔主要是由于地下水渗流比较严重,土层变化部位挖孔深度大于土体稳定极限高度和支护不及时所引起。施工时要连续降水,使孔底不积水,防止偏位和超挖并及时支护。对塌方严重孔壁,用砂、石子填塞并在护壁的相应部位增加泄水孔,用以排除孔洞内的积水。
3.2 井涌
井涌发生是由于土颗粒较细,当地下水位差很大时,土颗粒悬浮在水中成流态泥土从井底上涌。当出现流动性的涌土、涌砂时,可采取减少护壁高度(护壁的高度为300~500mm),随挖随浇筑混凝土的方法进行施工。
3.3 护壁裂缝
护壁裂缝产生的主要原因是护壁过厚,其自重大于土体的极限摩擦力,因而导致下滑,引起裂缝,如过度抽水、塌方使护壁失去支撑土体也可使护壁产生裂缝。因此护壁不宜太大,尽量减轻自重,在护壁内适当配的竖向钢筋。裂缝一般可不处理,但要加强施工监视、观察,发现问题及时处理。
3.4 淹井
淹井是由于井孔内遇较大泉眼或遇到渗透系数较大的沙砾层,附近的地下水在井孔中集中。处理方法是在群桩中设置深井并用水泵抽水以降低地下水位。当施工完成后,该深井用沙砾封堵。
3.5 截面变形
截面变形是在挖孔时桩的中心线与半径未及时量测,护壁支护未严格控制尺寸而引起。所以在挖孔时每节支护都要量测桩的中心线和半径,遇松软土层要加强支护,严格认真控制支护尺寸。
3.6 超量
超量产生往往是每层未控制好截面,孔壁塌落,遇有地下土洞、下水道、古墓和坑穴等均会出现超挖。要求在施工未出现特殊原因尽量不要超挖,当遇有上述孔洞时,可用3:7灰土或其它的地基加固材料填补并拍、夯实。
4、挖孔桩的特殊安全措施
人工挖孔桩应采取以下特殊安全措施:(1)桩孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井,不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下;(2)每日开工前必须检测井下有毒有害气体,并应有足够的安全防护措施,桩孔开挖深度超过10m时,应有专门向井下送风设备,风量不宜少于25L/s;(3)孔口四周必须设置不小于.0.8m高的围护护栏;(4)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的安全造成影响;(5)孔内使用的电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等措施,照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯,并遵守各项安全用电的规范和规章制度。
参考文献
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[2]彭俊生,彭伟东.人工挖孔桩若干施工难题处理及体会[J].广东土木与建筑,2000,(06).