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人工挖孔灌注桩施工技术
2017-06-19  中国桥梁网 分享到:
关键词:人工挖孔 灌注桩 施工技术 

   1人工挖孔灌注桩的优点及适用条件

   

   1.1桩基质量易于保证桩基为隐蔽工程,质量好坏直接影响建筑物整体质量及使用年限,挖孔桩一般情况下无需灌注水下混凝土,消除了钻孔与灌注水下混凝土的许多质量隐患,如扩桩、塌孔、卡钻、断桩、钢筋笼上浮、保护层厚度不均、沉淀层过厚等问题,从而保证桩的完整性和质量。同时,因清孔彻底,桩底无淤泥,易于扩大桩底孔径,增加桩底面积,提高桩基承载力。

   1.2施工进度快由于挖孔桩所需设备简单而易于获得,劳动力也不存在问题,制约挖孔桩施工进度的客观因素少,施工中可以多孔平行施工,每孔可连续作业,加快进度。

   1.3施工成本低挖孔灌注桩的施工机械由简单的起重设备代替钻机,节省了许多钻孔重型设备和原材料,其成孔造价比冲抓锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机钻孔、回旋钻钻孔和沉井基础低30%~40%,大量节省成孔成本;同时,由于挖孔桩质量易于保证无需进行超声波检测,可以节约高昂的检测费用。

   1.4适用条件①地下水位较低;②地质条件良好,地层土体密实;流砂淤泥层不太严重;③工期较紧,而缺乏钻机;④桩长度较短而孔径较大。

   

   2施工技术与质量控制

   

   2.1施工准备

   2.1.1开工前,要结合钻探资料,认真分析水文地质条件,尤其是地下水渗流情况,据此提出可能出现的问题,并制定相应的应急措施,制定出切实可行的施工方案,准备充足的人力、材料和设备。

   2.1.2平整场地,铲除软土层并压实,测量十字线准确控制桩位,搭好孔口雨棚,安装卷扬机和照明设备,修整出渣道路,孔口半径15m内不宜堆料,以减轻孔壁压力;若孔口地层松软,宜用混凝土护壁2.0m,以防塌孔。

   2.2挖孔

   2.2.1各孔开挖顺序应视地层松紧,桩孔布置而定,地层紧密,地下水不大的孔位可同时开挖以缩短工期。但渗水量较大的孔,应超前开挖,集中抽水,降低其它孔的水位。地下水较大者,宜对角开挖,若桩孔为梅花式布置宜先挖中孔。

   2.2.2挖孔时一般多班连续作业,人工挖土、小型卷扬机升降吊斗垂直运土,人力架子车孔外转运。成孔后应立即浇筑混凝土,以防塌孔。

   2.2.3挖掘时,要有意识地将孔壁修成凸凹不平,以增加桩的摩擦力。

   2.2.4开挖时不得随意扩大工作面,不要扰动周围土层。

   2.2.5挖掘深度每延伸2.0m要检测一次孔径和井中心平面位置,严防轴线偏移及超挖或欠挖。

   2.2.6 孔内遇到岩层需爆破时要采用浅眼松动爆破法,严格控制炸药用量,并在炮眼附近加强支护。孔深大于5m时采用电雷管,孔内爆破后先通风15min,并检查无有害气体后,方可下井作业。

   2.3护壁

   2.3.1岩层较坚硬密实土层,开挖后短期不会塌孔者,可不护壁。

   2.3.2支撑护壁要因土质、渗水、工期、工地等条件因地制宜选择孔壁支护类型。一般可选用木框架、柳条、现浇混凝土等支护形式。以混凝土护壁作为桩身的一部分时,只能用于桩身截面不出现拉应力的桩(摩擦桩或柱桩),混凝土标号不低于桩身标号。

   2.3.3孔内遇水渗入应及时支撑孔壁,防止水在孔壁侵流造成塌孔。同时应挖集水坑排水或用轻型井点降水。遇到砂性土层、流砂层、淤泥层很容易发生护壁外围泥砂塌落。如果地下水涌水量不大,塌落不严重,可用挡土板支撑,同时用25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。如果地下水涌水量大,随着护壁外围泥砂大量塌落,混凝土护壁成为悬空状态,失去支撑,进而产生断裂、脱落,此时宜采取以下措施:①顶层护壁用直径20mm圆钢加设2~4个吊耳,用钢丝绳固定在地面木桩上。②加密护壁竖向钢筋,并让钢筋伸出20cm以上,与下一节护壁的竖向筋及箍筋连成整体,然后再浇筑成型。如果有必要,可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞,但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤,然后再将护壁与护壁外周的工锚在一起,用混凝土桩、木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。③在已成型的护壁上,钻孔至砂土薄壁层,以充填,渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中,以固结护壁外围土体,保护壁周泥砂不塌落,从而增强桩周摩擦力。压力灌浆材料,可选择粉煤灰、旱强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。

   2.3.4在水中灌注的摩擦桩,伴随灌注混凝土的升高,孔内水位相应上升,应逐层拆除支护,利用水头护壁;在空气中灌注的摩擦桩,当地层较紧密、短期无支护,孔壁不致坍塌时宜在灌注过程中逐步由下至上拆除支护。

   2.4封底混凝土浇筑

   2.4.1浇筑前,应检查孔底高程和孔径是否达到设计要求,并把孔底渣土清理干净,同时把积水尽可能排干并探明地质情况,如与设计不符,应提出变更设计。

   2.4.2为了减少地下水的积聚,任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出,以减少邻孔的积水对工作孔的影响。

   2.4.3孔深超过6.0m时,还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1~2m3左右坚固的帆布袋内,并用绳子打成活扣,将帆布袋送到孔底时拉开活扣,就可将混凝土送到孔底,连续作业就能迅速封好孔底,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,而且挖孔较深,刚提起水泵底部渗水就接近或超过20cm,这时用以上几种办法封底都会造成混凝土用量太大,清理完孔底渣土后,让水位继续上升,或向井内送水,等到孔中水位与孔外地下水位等高时(若孔壁土质易坍塌应使孔内水位高出孔外地下水位1.50~1m),用导管伸入孔底,向导管内输送早强混凝土,混凝土量超过原注水水面高度时,再慢慢拔除导管。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,将表面混凝土松散部分清除后,再继续下一道工序。

   2.5钢筋骨架的制作与安装

   根据施工条件,钢筋骨架可在孔外制作完毕,用吊车吊入孔内安装,也可在孔内绑扎安装。钢筋骨架制作必须符合有关施工规范和设计图纸,为使钢筋骨架正确牢固定位,除主筋上设置吊环或混凝土垫块外,也可在孔壁上打入钢钎,用铅丝与主筋绑扎,使其牢固定位。

   2.6灌注混凝土

   在完成封底混凝土和钢筋骨架制作安装后,孔壁渗入的地下水上升速度较小时,一般采用在空气中灌注混凝土的方法,但应注意以下事项:①混凝土塌落度。当孔内无钢筋骨架时宜小于6.50cm;当孔内设置钢筋骨架时宜为7~9cm。如用导管灌注混凝土,可在导管中自由坠落,导管应对准孔中心;②灌注桩的混凝土要震捣密实;③孔内混凝土应一次浇筑完毕,避免出现施工缝;④尽量减少灌注混凝土与拆除支护之间的干扰,以加快灌注速度;⑤孔深超过6m时,可用前述封底混凝土浇筑孔深达到6m时的办法施工;⑥混凝土灌注至桩顶后,应将离析的混合物及水泥浆等清除干净。

   

   3安全保证措施

   

   3.1孔下作业不得超过2人,作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒靴。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放铁锤等易坠落物品,每工作2h,井下人员和地面人员进行交换。

   3.2井下人员应注意观察孔壁变化情况,如发现塌落或孔壁裂纹现象,应及时采取支撑措施。如有险情应及时发出信号,并尽快采取有效措施排除险情。

   3.3地面人员应注意孔下发出的联络信号,反应要灵敏快捷;经常检查支架,滑轮绳索是否牢固;下吊时要扶牢,提上来的土要倒干净,卸在孔口3.0m以外并用架子车转运。

   3.4施工中抽水、照明、通风等电器设备应一机一闸一漏电保护器,供电线路要用三蕊电缆,电线要架空,不得拖拽地上。并经常检查电线及漏电保护器是否完好。①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;②当天挖孔,当天浇筑护壁,若坍塌严重时应边挖边支护。人离开现场要把孔口盖好。必要时设置明显警戒标志,或专人值班;③由于土层中可能有腐殖物质或腐殖物质产生的气体散到孔中,因此要预防孔内有害气体的侵害。施工人员和检查人员下孔前10min把孔盖打开,如有异常气体,应及时报告有关部门,排除有害气体后方可下井作业;④挖孔6~8m深,每天至少向孔内通风一次;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。

   

   4人工挖孔灌注桩的应用

   

   庄浪地处黄土地区,气候干旱,地下水位低,很多地方为黄土、砂砾土,直立性好,地质不复杂,很适合挖孔灌注桩施工,只要作好孔口和孔壁的支护、防渗工作,充分利用丰富的人力资源,使用简单的器重设备,并做好安全措施,用挖孔法施工是十分快速有效的。许多施工单位在施工中根据地质条件,充分利用黄土地区特有的特点,用挖孔代替钻孔施工,取得了良好的经济效益,如固海扩灌工程中的渡槽、石中高速公路、中郝高速公路、盐兴公路等一些大中型桥梁都成功采用挖孔灌注桩技术。
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