淺談人工挖孔灌注樁施工技術(shù)
2017-06-19
前言
人工挖孔灌注樁顧名思義就是指以人工挖孔的方式完成樁基成孔，然后下鋼筋籠，最后灌注混凝土的施工方法。由于我國勞動力資源豐富，且人工挖孔樁施工工藝簡單、適用范圍較廣、受環(huán)境氣候影響較小、安全可靠、靈活機(jī)動、造價(jià)低、可大面積展開現(xiàn)場等優(yōu)點(diǎn)，從而在高層公用建筑、民用建筑及橋梁基礎(chǔ)工程中得到廣泛應(yīng)用。由人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量好壞直接影響著上部結(jié)構(gòu)體系的安全性和穩(wěn)定性, 因此科學(xué)、合理、正確地進(jìn)行施工尤為重要.
1 人工挖孔灌注樁的優(yōu)點(diǎn)與適用范圍
1.1 人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)
近年來，人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)在我國的工程中使用的越來越多。其原因有以下幾點(diǎn)：
?。?）進(jìn)行施工時(shí)，無需使用大型施工機(jī)械, 施工簡單快捷,對施工現(xiàn)場的條件要求較低, 可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)班組開挖的平行作業(yè), 對縮短基礎(chǔ)工期十分有利。
?。?）人工挖孔樁的承載力較高、孔徑和孔型不受限制、造價(jià)低。
?。?）該樁基礎(chǔ)對周圍環(huán)境不會產(chǎn)生較大污染, 當(dāng)遇到孤石、、沉渣、巖石時(shí)候較易處理, 成孔較為直觀, 能夠十分清楚地了解地質(zhì)變化情況, 驗(yàn)證勘探、設(shè)計(jì)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性, 做到發(fā)現(xiàn)問題馬上解決, 混凝土施工質(zhì)量容易控制等優(yōu)點(diǎn)。特別是對于大孔徑樁基礎(chǔ), 其施工方法更顯優(yōu)越。
（4）進(jìn)行施工時(shí)占用場地不大, 且又無沖擊震動, 避免了機(jī)械鉆孔對相鄰孔的影響，易于保證各孔的施工質(zhì)量。
1.2 人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)的適用范圍
人工挖孔灌注樁適用于持力層埋藏較淺的地基, 且對單樁承載力要求又較高的基礎(chǔ)工程。孔徑（不含護(hù)壁）一般大于800mm，要求無地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土, 含砂量少、含砂卵石較少的粘土層, 特別適于黃土層采用, 深度需要控制在5-25米之間. 當(dāng)存在流砂,涌水量大，地下水位較高的沖積地帶或近代沉積的含水量高的淤泥質(zhì)土?xí)r不宜使用。
2 人工挖孔灌注樁的施工工藝
2.1 施工前準(zhǔn)備
施工前準(zhǔn)備確保了人工挖孔灌注樁施工的順利進(jìn)行。首先需要認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)圖紙以及工程地質(zhì)勘察資料。其次需做好三通一平, 設(shè)置集水井、排水溝和沉淀池, 并做好防水措施以及防護(hù)措施。再次要認(rèn)真編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)方案。最后還要組織專家進(jìn)行施工圖紙的會審和安全、技術(shù)交底工作。
2.2 孔樁開挖
開挖樁孔前需從樁中心位置向外引出四個(gè)控制點(diǎn), 并且用牢固的木樁標(biāo)定, 開挖樁孔要從上到下逐層進(jìn)行開挖, 先挖中間部分的土方, 再向周邊擴(kuò)挖, 這樣才能有效地控制樁孔的截面尺寸。應(yīng)由工人用鎬、鍬和鑿巖機(jī)進(jìn)行挖土，每節(jié)的開挖高度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)好壞,以及操作條件而定。當(dāng)挖至孔底時(shí)，應(yīng)先挖樁身的圓柱體，再由上至下按照擴(kuò)底尺寸挖土，每節(jié)的棄土均裝入吊桶,爾后由卷揚(yáng)機(jī)提升。樁孔內(nèi)土方提升，建議使用0.5t 的卷揚(yáng)機(jī)。
2.3 孔壁支護(hù)
只有當(dāng)土質(zhì)密實(shí)且無滲水時(shí), 并能保證開挖后短期內(nèi)不會出現(xiàn)塌孔的樁孔才不需進(jìn)行支護(hù)。對于其他情況，如：孔壁有少數(shù)土質(zhì)較差或有滲水現(xiàn)象, 易發(fā)生掉塊、塌孔時(shí)均應(yīng)該在挖孔結(jié)束后立即進(jìn)行孔壁支護(hù)。人工挖孔灌注樁大多數(shù)施工時(shí)采取分段挖土, 分段護(hù)壁的方法進(jìn)行施工。挖孔施工中需選擇與當(dāng)?shù)赝临|(zhì)相適應(yīng)的孔壁支護(hù)方案,孔壁支護(hù)建議采用現(xiàn)澆混凝土或現(xiàn)澆鋼筋混凝土護(hù)壁, 支模時(shí)宜進(jìn)行上口小, 下口大, 呈“錐形”的施工工藝, 這樣可以方便混凝土的澆筑、振搗。護(hù)壁混凝土作為樁身的一部分時(shí), 其強(qiáng)度需要大于樁身強(qiáng)度。當(dāng)用混凝土壁作為樁身的一部分時(shí), 只能用于樁身截面不存在拉力的樁(磨擦樁和柱樁), 其混凝土強(qiáng)度也不得低于樁身混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。當(dāng)?shù)谝还?jié)護(hù)壁混凝土拆模后, 應(yīng)該立即把軸線位置標(biāo)定在該節(jié)護(hù)壁上, 并用水準(zhǔn)儀把相對水平標(biāo)高標(biāo)記在該圈護(hù)壁內(nèi), 將次作為控制垂直度和樁孔位置、深度的依據(jù)。
2.4 制作和吊裝鋼筋籠
鋼筋籠的制作可以分為工廠預(yù)制和現(xiàn)在制作兩種方法。在工廠進(jìn)行預(yù)制時(shí)必須嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行鋼筋綁扎，避免出現(xiàn)運(yùn)至現(xiàn)場由于長度不夠或過長所導(dǎo)致的無法下吊情況?，F(xiàn)場制作時(shí)，鋼筋的連接一般采用錐螺紋連接方法。當(dāng)遇到樁身較深的樁孔時(shí)，鋼筋籠的制作安裝宜采用現(xiàn)場預(yù)制整體鋼筋籠，再整體吊入井下的方法。若受到起重設(shè)備的限制而導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)時(shí),需采用孔內(nèi)綁法。工人應(yīng)先下入孔中，并在孔側(cè)壁上打上直徑為20mm 長為30cm的圓鋼, 隨后將主筋放入, 并依次將箍筋放入, 最后從下往上進(jìn)行鋼筋綁扎,分別應(yīng)與側(cè)壁鋼連接, 綁扎完畢后還需要檢查各樁軸線位置。
2.5 灌注混凝土
對人工挖孔樁進(jìn)行混凝土灌注是人工挖孔灌注樁的關(guān)鍵工序，其施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整根樁的質(zhì)量。進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，需要注意一下幾點(diǎn)：
（1）當(dāng)從孔底及孔壁滲入的地下水上升速度較慢時(shí)，可采用在空氣中灌注混凝土樁的方法。
?。?）當(dāng)孔底滲入的地下水上升速度較快時(shí),應(yīng)將該樁視為有水樁。按照有關(guān)規(guī)定用導(dǎo)管法在水中灌注混凝土。
?。?）需使用經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督部門標(biāo)定過的有電子計(jì)量的拌合設(shè)備進(jìn)行混凝土的拌制,, 嚴(yán)格按照混凝土配合比進(jìn)行下料, 控制用水量,混凝土的攪拌時(shí)間宜大于90秒。 當(dāng)孔內(nèi)無鋼筋骨架時(shí), 混凝土的坍落度宜小于6.5cm，當(dāng)孔內(nèi)有鋼筋骨架時(shí), 混凝土的坍落度宜達(dá)到7cm～ 9cm。
?。?）進(jìn)行混凝土灌注時(shí), 應(yīng)隨灌隨振,以需要保證混凝土的密實(shí)度。當(dāng)澆筑至離混凝土澆筑面2m以內(nèi)時(shí), 不準(zhǔn)使用拋鏟或倒車卸料，需要用溜槽或串筒，以免發(fā)生混凝土離析, 影響混凝土的整體強(qiáng)度。樁灌注混凝土量應(yīng)略大于計(jì)算體積。
?。?）每根樁的混凝土要求連續(xù)完成。如果遇到停電等不可預(yù)見的原因時(shí), 需按施工縫有關(guān)規(guī)定預(yù)留施工縫,并設(shè)置上下層的錨固筋。重新進(jìn)行灌注時(shí), 縫面必須清理干凈, 不得存有積水和其他雜物。
3 人工挖孔灌注樁常見問題與處理方法
3.1 遇地下水
處理該類問題最有效的方法是截?cái)嗨?。?dāng)樁孔孔深較淺時(shí), 可采用板樁進(jìn)行封閉，當(dāng)樁孔孔深較深時(shí), 需采用鉆孔壓力灌漿形成帷幕以擋水。當(dāng)?shù)叵滤坎淮髸r(shí), 可選用潛水泵抽水, 當(dāng)?shù)叵滤枯^大時(shí), 可采用井點(diǎn)降水或打設(shè)集水井的方法來降低地下水位。
3.2 遇流沙
當(dāng)流砂情況較輕時(shí), 可采用縮短每一個(gè)循環(huán)段樁壁開挖深度的方法進(jìn)行處理,當(dāng)流砂情況較為嚴(yán)重時(shí), 可以采用鋼套筒進(jìn)行護(hù)壁的方法進(jìn)行處理。
3.3 遇淤泥質(zhì)土層
當(dāng)遇到淤泥質(zhì)土層等軟弱土層時(shí), 需要縮短這一段的開挖深度, 并及時(shí)澆注混凝土護(hù)壁, 一般可采用方木、木模板、鋼模板等進(jìn)行臨時(shí)支擋。
參考文獻(xiàn)
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