人工挖孔灌注樁施工技術
2017-06-19
1人工挖孔灌注樁的優(yōu)點及適用條件
1.1樁基質量易于保證樁基為隱蔽工程，質量好壞直接影響建筑物整體質量及使用年限，挖孔樁一般情況下無需灌注水下混凝土，消除了鉆孔與灌注水下混凝土的許多質量隱患，如擴樁、塌孔、卡鉆、斷樁、鋼筋籠上浮、保護層厚度不均、沉淀層過厚等問題，從而保證樁的完整性和質量。同時，因清孔徹底，樁底無淤泥，易于擴大樁底孔徑，增加樁底面積，提高樁基承載力。
1.2施工進度快由于挖孔樁所需設備簡單而易于獲得，勞動力也不存在問題，制約挖孔樁施工進度的客觀因素少，施工中可以多孔平行施工，每孔可連續(xù)作業(yè)，加快進度。
1.3施工成本低挖孔灌注樁的施工機械由簡單的起重設備代替鉆機，節(jié)省了許多鉆孔重型設備和原材料，其成孔造價比沖抓錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機鉆孔、回旋鉆鉆孔和沉井基礎低30%～40%，大量節(jié)省成孔成本；同時，由于挖孔樁質量易于保證無需進行超聲波檢測，可以節(jié)約高昂的檢測費用。
1.4適用條件①地下水位較低；②地質條件良好，地層土體密實；流砂淤泥層不太嚴重；③工期較緊，而缺乏鉆機；④樁長度較短而孔徑較大。
2施工技術與質量控制
2.1施工準備
2.1.1開工前，要結合鉆探資料，認真分析水文地質條件，尤其是地下水滲流情況，據(jù)此提出可能出現(xiàn)的問題，并制定相應的應急措施，制定出切實可行的施工方案，準備充足的人力、材料和設備。
2.1.2平整場地，鏟除軟土層并壓實，測量十字線準確控制樁位，搭好孔口雨棚，安裝卷揚機和照明設備，修整出渣道路，孔口半徑15m內不宜堆料，以減輕孔壁壓力；若孔口地層松軟，宜用混凝土護壁2.0m，以防塌孔。
2.2挖孔
2.2.1各孔開挖順序應視地層松緊，樁孔布置而定，地層緊密，地下水不大的孔位可同時開挖以縮短工期。但滲水量較大的孔，應超前開挖，集中抽水，降低其它孔的水位。地下水較大者，宜對角開挖，若樁孔為梅花式布置宜先挖中孔。
2.2.2挖孔時一般多班連續(xù)作業(yè)，人工挖土、小型卷揚機升降吊斗垂直運土，人力架子車孔外轉運。成孔后應立即澆筑混凝土，以防塌孔。
2.2.3挖掘時，要有意識地將孔壁修成凸凹不平，以增加樁的摩擦力。
2.2.4開挖時不得隨意擴大工作面，不要擾動周圍土層。
2.2.5挖掘深度每延伸2.0m要檢測一次孔徑和井中心平面位置，嚴防軸線偏移及超挖或欠挖。
2.2.6 孔內遇到巖層需爆破時要采用淺眼松動爆破法，嚴格控制炸藥用量，并在炮眼附近加強支護?？咨畲笥?m時采用電雷管，孔內爆破后先通風15min，并檢查無有害氣體后，方可下井作業(yè)。
2.3護壁
2.3.1巖層較堅硬密實土層，開挖后短期不會塌孔者，可不護壁。
2.3.2支撐護壁要因土質、滲水、工期、工地等條件因地制宜選擇孔壁支護類型。一般可選用木框架、柳條、現(xiàn)澆混凝土等支護形式。以混凝土護壁作為樁身的一部分時，只能用于樁身截面不出現(xiàn)拉應力的樁（摩擦樁或柱樁），混凝土標號不低于樁身標號。
2.3.3孔內遇水滲入應及時支撐孔壁，防止水在孔壁侵流造成塌孔。同時應挖集水坑排水或用輕型井點降水。遇到砂性土層、流砂層、淤泥層很容易發(fā)生護壁外圍泥砂塌落。如果地下水涌水量不大，塌落不嚴重，可用擋土板支撐，同時用25mm圓鋼加固或鋼板套筒突擊成孔澆筑混凝土護壁。如果地下水涌水量大，隨著護壁外圍泥砂大量塌落，混凝土護壁成為懸空狀態(tài)，失去支撐，進而產(chǎn)生斷裂、脫落，此時宜采取以下措施：①頂層護壁用直徑20mm圓鋼加設2～4個吊耳，用鋼絲繩固定在地面木樁上。②加密護壁豎向鋼筋，并讓鋼筋伸出20cm以上，與下一節(jié)護壁的豎向筋及箍筋連成整體，然后再澆筑成型。如果有必要，可在挖孔樁中部護壁上預留直徑200mm左右的孔洞，但該部位的地質要選擇比較堅硬的土壤，然后再將護壁與護壁外周的工錨在一起，用混凝土樁、木樁都可以。這樣護壁就不會斷裂脫落。③在已成型的護壁上，鉆孔至砂土薄壁層，以充填，滲透和擠密的形式把灌漿材料充填到土體的孔隙中，以固結護壁外圍土體，保護壁周泥砂不塌落，從而增強樁周摩擦力。壓力灌漿材料，可選擇粉煤灰、旱強型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。
2.3.4在水中灌注的摩擦樁，伴隨灌注混凝土的升高，孔內水位相應上升，應逐層拆除支護，利用水頭護壁；在空氣中灌注的摩擦樁，當?shù)貙虞^緊密、短期無支護，孔壁不致坍塌時宜在灌注過程中逐步由下至上拆除支護。
2.4封底混凝土澆筑
2.4.1澆筑前，應檢查孔底高程和孔徑是否達到設計要求，并把孔底渣土清理干凈，同時把積水盡可能排干并探明地質情況，如與設計不符，應提出變更設計。
2.4.2為了減少地下水的積聚，任何一根挖孔樁封底時都要把鄰近孔位的積水同時抽出，以減少鄰孔的積水對工作孔的影響。
2.4.3孔深超過6.0m時，還要注意防止混凝土離析，一般把攪拌好的混凝土裝在容量為1～2m3左右堅固的帆布袋內，并用繩子打成活扣，將帆布袋送到孔底時拉開活扣，就可將混凝土送到孔底，連續(xù)作業(yè)就能迅速封好孔底，堵住孔底大部分甚至全部的地下水。
2.4.4如果地下水很多，而且挖孔較深，剛提起水泵底部滲水就接近或超過20cm，這時用以上幾種辦法封底都會造成混凝土用量太大，清理完孔底渣土后，讓水位繼續(xù)上升，或向井內送水，等到孔中水位與孔外地下水位等高時（若孔壁土質易坍塌應使孔內水位高出孔外地下水位1.50～1m），用導管伸入孔底，向導管內輸送早強混凝土，混凝土量超過原注水水面高度時，再慢慢拔除導管。由于水壓力的作用，封底混凝土基本密實，混凝土終凝后再抽水，由于封底混凝土已超過底節(jié)護壁，已經(jīng)沒有地下涌水，待水抽干，將表面混凝土松散部分清除后，再繼續(xù)下一道工序。
2.5鋼筋骨架的制作與安裝
根據(jù)施工條件，鋼筋骨架可在孔外制作完畢，用吊車吊入孔內安裝，也可在孔內綁扎安裝。鋼筋骨架制作必須符合有關施工規(guī)范和設計圖紙，為使鋼筋骨架正確牢固定位，除主筋上設置吊環(huán)或混凝土墊塊外，也可在孔壁上打入鋼釬，用鉛絲與主筋綁扎，使其牢固定位。
2.6灌注混凝土
在完成封底混凝土和鋼筋骨架制作安裝后，孔壁滲入的地下水上升速度較小時，一般采用在空氣中灌注混凝土的方法，但應注意以下事項：①混凝土塌落度。當孔內無鋼筋骨架時宜小于6.50cm；當孔內設置鋼筋骨架時宜為7～9cm。如用導管灌注混凝土，可在導管中自由墜落，導管應對準孔中心；②灌注樁的混凝土要震搗密實；③孔內混凝土應一次澆筑完畢，避免出現(xiàn)施工縫；④盡量減少灌注混凝土與拆除支護之間的干擾，以加快灌注速度；⑤孔深超過6m時，可用前述封底混凝土澆筑孔深達到6m時的辦法施工；⑥混凝土灌注至樁頂后，應將離析的混合物及水泥漿等清除干凈。
3安全保證措施
3.1孔下作業(yè)不得超過2人，作業(yè)時應戴安全帽、穿雨衣、雨褲及長筒靴?？紫伦鳂I(yè)人員和孔上人員要有聯(lián)絡信號。地面孔周圍不得擺放鐵錘等易墜落物品，每工作2h，井下人員和地面人員進行交換。
3.2井下人員應注意觀察孔壁變化情況，如發(fā)現(xiàn)塌落或孔壁裂紋現(xiàn)象，應及時采取支撐措施。如有險情應及時發(fā)出信號，并盡快采取有效措施排除險情。
3.3地面人員應注意孔下發(fā)出的聯(lián)絡信號，反應要靈敏快捷；經(jīng)常檢查支架，滑輪繩索是否牢固；下吊時要扶牢，提上來的土要倒干凈，卸在孔口3.0m以外并用架子車轉運。
3.4施工中抽水、照明、通風等電器設備應一機一閘一漏電保護器，供電線路要用三蕊電纜，電線要架空，不得拖拽地上。并經(jīng)常檢查電線及漏電保護器是否完好。①從孔中抽水時排水口應距孔口5m以上，并保證施工現(xiàn)場排水暢通；②當天挖孔，當天澆筑護壁，若坍塌嚴重時應邊挖邊支護。人離開現(xiàn)場要把孔口蓋好。必要時設置明顯警戒標志，或專人值班；③由于土層中可能有腐殖物質或腐殖物質產(chǎn)生的氣體散到孔中，因此要預防孔內有害氣體的侵害。施工人員和檢查人員下孔前10min把孔蓋打開，如有異常氣體，應及時報告有關部門，排除有害氣體后方可下井作業(yè)；④挖孔6～8m深，每天至少向孔內通風一次；超過10m，每天至少通風2次，孔下作業(yè)人員如果感到呼吸不暢也要及時通風。
4人工挖孔灌注樁的應用
莊浪地處黃土地區(qū)，氣候干旱，地下水位低，很多地方為黃土、砂礫土，直立性好，地質不復雜，很適合挖孔灌注樁施工，只要作好孔口和孔壁的支護、防滲工作，充分利用豐富的人力資源，使用簡單的器重設備，并做好安全措施，用挖孔法施工是十分快速有效的。許多施工單位在施工中根據(jù)地質條件，充分利用黃土地區(qū)特有的特點，用挖孔代替鉆孔施工，取得了良好的經(jīng)濟效益，如固海擴灌工程中的渡槽、石中高速公路、中郝高速公路、鹽興公路等一些大中型橋梁都成功采用挖孔灌注樁技術。
