人工挖孔桩施工技术措施
一、 挖孔桩施工工艺 (1)施工程序
场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇灌第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字节轴线→安装活动井盖、设臵垂直运输架、安装电动葫芦(或卷扬机)、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→对桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层进行全面检查验收→清理虚土、排除孔底积水→吊放钢筋笼就位→浇灌桩身混凝土。
二、 桩位轴线定位
根据规划坐标点,先进行工程角点定位,复核无误后,在工程场外不受影响区域做出永久测量控制点,以便桩基施工及今后开挖后基础轴线定位用,再按已定的轴线进行逐根桩位定位放样。
三、 挖孔桩成孔施工措施
(1)护壁施工采取一节组合式钢模板(或4~8块弧形工具式内钢模)拼装而成,拆上节,支下节,循环周转使用。模板间用U形卡连接,上下设两道6号槽钢圈顶紧,钢圈由两半圆圈组成,用螺栓连
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接,不另设支撑,以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。第一节混凝土护壁宜高出地面20cm,便于挡水和定位。混凝土用机械拌制,用吊桶运输工人浇筑,采用砼护壁形式,上部留100mm高作浇灌口,混凝土浇完拆模后,用混凝土工砌砖堵塞,外抹水泥砂浆封闭。混凝土强度达到1Mpa即可拆除模板。冬期施工掺加水泥用量2%的硫酸钠,加速硬化。
(2)挖孔方法
挖土由人工从上到下逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层用锤、钎破碎,挖土次序为先挖中间部分后周边,按设计桩直径加2倍护壁厚度控制截面,允许尺寸误差3cm。扩底部分采取先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。弃土装入活底吊桶或罗筐仙。垂直运输,在孔上口安支架、工字轨道、电葫芦或搭三钢塔,用1~2t慢速卷扬机提升。桩孔较浅时,亦可用钢吊架,或人工滑轮钢索提升。吊至地面上后,用机动翻斗车或手推车运出。地下水采取随挖随用吊桶(用土堵缝隙)将泥水一起吊出。大量渗水,在一侧挖集水坑,用高扬程潜水泵排出桩孔外。
四、 技术措施
(1)人工挖孔桩的孔径(不含护壁)不得小于0.8m,当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m,孔深不宜大于40m。
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(2)桩位定位要准确,第一节井圈护壁中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm,井圈顶面应比场地高出150~200mm,壁厚比下面井壁厚度增加100~150mm。
(3)井圈护壁宜用混凝土护壁,其厚度、配筋、拉结钢筋和混凝土强度均应符合设计要求。一般壁厚不宜小于100mm,上下节护壁搭接长度不得小于50mm,上下节护壁间用钢筋拉结。且每节护壁均应在当日连续施工完毕。
(4)桩孔内的水,通过潜水泵抽至地面排除。如场地地下水位较高,土的渗透性强时,宜在场地四周设止水围护(深层搅拌水泥土桩等),采用井点降水或集水井降水。
(5)当孔底与孔壁间水位差很大时,遇有粉砂层易产生井涌。可采用分批开挖井的办法予以缓解,即以先挖井孔为后挖井孔的抽水井点,以降低后挖井孔内的水位。
(6) 遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时,宜将每节护壁的高度减少到300~500mm,并随挖、随浇混凝土,或采和钢护筒或降水措施。
(7)挖土时先挖中间部分后周边,按设计桩径加两倍护壁厚度控制截面。扩底部分先挖桩身圆柱体,再从上到下修成扩大头。挖土及时运出,并及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内。机动车通行不得对井壁安全造成影响。
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(8)井孔内必须设臵应急软看爬梯。供人员上下井使用的吊笼等应安全可靠,并配有自动卡紧保险装臵。井孔口四周应设臵护栏。
(9)每日开工前必须检测井下有无有毒有害气体。桩体挖深超过10m时,应有专门向井下送风的设备,风量不宜少于25L/s。
(10)桩底质量检验由工程地质勘察人员完成,人工挖孔桩底质量检验的内容大致如下:
1)对桩底岩性的检验,主要根据设计要求是否进入中等风化岩及其入岩深度。
2)对扩大头的尺寸检查是否满足设计要求。
3)对基底表面岩状、走向及夹层情况进行鉴定和验收。 (11)人工挖孔桩应及时浇筑混凝土。这是由于岩石具有遇水软化作用和风化作用,这两种作用都对基底岩石强度有比较大的影响,对软质岩石影响则更大,一般来说成孔浇筑混凝土的时间宜小于2d,对软质岩石宜为1d。对桩孔内无水或渗水量较小的挖孔桩,可用串筒(或导管)直接进行浇筑,此时混凝土的坍落度大多用6~8cm。
干孔混凝土浇筑也可采用直接投料法。此法国外用得较多。直接投料法是对于无水和对疏干的桩孔,在急速排水之后,立即投下3~5包水泥,然后用混凝土搅拌运输车将商品混凝土大量急速地直接投入桩孔,进行快速浇筑。浇筑时由于落差大,从高处投下的混凝土高难度速撞击下面已浇筑的混凝土,达到混凝土自行振实的目的。或者
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浇筑1.5m一层混凝土振捣一次。
如桩孔水无法抽干,则用水下浇筑混凝土的方法进行浇筑。 五、 人工挖孔桩的质量控制如下表
序号 常见质量问题 检查方法 控制措施 1、一般情况下,桩顶砌筑护圈不得随便挖土过程中,出不穷用经纬1 桩中以位臵偏仪或线和尺检移,桩垂直度查,如有可能偏差大 测斜仪检查 加高,如需加高,必须由专业测量人员用经纬仪向中引。2、应定时(1.0~1.5m高为单元)向桩孔下吊线,控制中心线两边尺寸。如发现变形,立即纠正。 3、桩孔倾斜超过1.5/100H,应修正或重做。 2 桩径偏差 观察及尺量检桩径偏差+5,-2cm为宜,严格按图施工,查 经常用量尺测量 1、护壁严格按图施工,不满足要求应返护壁偏薄,护观察检查:砼工重做。2、事先做砼配合比。3、严格控3 壁砼强度低,配合比及试块制配合比的计量准确度。4、砼的配合比、不密实 试验。 水灰比、含砂率等必须符合施工及验收规范的有关规定。 4 桩孔变形 孔内积水深,5 漏砂、涌泥、沉渣过厚 桩底基岩夹层6 或存在软弱下卧层 观察和尺量检1、护壁要有足够的刚度。 查 观察和尺量检查 2、成孔后及时浇筑混凝土。 1、采用人工降低地下水位措施 2、采用钢护筒护壁穿过夹砂、软弱层 3、采用早强度混凝土护壁 挖至设计孔底标高后,用2~3m直径的钻头往下钻4~5深,如有夹层、软弱层,应继续深挖后,再钻孔检查,直至合格。 观察和尺量检查、钻芯检查
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六、 施工中应注意的几个主要问题 (1)、桩孔的质量要求必须保证
根据挖孔桩的受力特性,桩孔中心线的平面位臵偏差要求不宜超过5cm,桩的垂直度偏差要求不超过1%,桩径不得小于设计直径。
为保证桩孔的平面位臵和垂直度符合要求,在每开挖一施工段,安装护壁模板时,可用一十字架放在孔口上方,对准预先标定好的轴线标记,在十字架交叉中点悬吊垂球以对中,务使每一段护壁符合轴线要求,以保证桩身的垂直度。
桩孔的挖掘深度应由设计人员根据现场土层实际情况决定,不能按设计图纸提供的桩长参考数据来终止挖掘。一般是挖到比较完整的持力层后,再用小型钻机向下钻一深度不小于桩底直径三倍的深孔取样鉴别,确认无软弱下卧层及洞隙后才能终止。
(2)、注意防止土壁坍落及流砂事故
在开挖过程中,如遇有特别松散的土层或流砂层时,为防止土壁坍落及流砂,可采用钢护筒或预制混凝土沉井等作为护壁,待穿过松软层或流砂层后,再按一般方法边掘进边浇筑混凝土护壁,继续开挖桩孔。流砂现象严重时可采用井点降水。
(3)、浇筑桩身混凝土时,应注意清孔及防止积水
桩身混凝土宜一次连续浇筑完毕,不留施工缝。浇筑前,应认真清除干净孔底的浮土,石渣。在浇筑过程中,要注意防止地下水的流
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入,排去流入的积水,保证浇筑层表面不存有积水层。如果地下水穿过护壁流入量较大无法抽干时,则应采用导管法浇筑水下混凝土。
(4)、必须制订好安全措施
人工挖孔桩施工,工人在井下作业,施工安全应予以特别重视,要严格按操作规程施工,制订可靠的安全措施。例如:施工人员进入孔内必须戴安全帽;孔内有人时,孔上必须有人监督防护;护壁要高出地表面200~300mm,以防杂物滚入孔内;孔周围要设臵安全防护栏杆;每孔要设臵安全绳及安全软梯;孔下照明要用安全电压;使用潜水泵,必须有防漏电装臵(如采用漏电保护开关),当其漏电时,会自动切断电源;设臵鼓风机,以便向井下输送洁净空气,排除有害气体等。
七、 安全技术措施
挖孔桩施工应对施工安全予以特别重视,应制定周密可靠的安全技术措施、安全操作规定,并严格认真贯彻执行。施工中加强安全教育和经常性的检查,以确保安全施工。
(1)在孔口设水平移动试活动安全盖板,当土吊桶提升到离地面约1.8m,推活动盖板关闭孔口,手推车推至盖板上卸土后,再开盖板,下吊桶装土,以防土块、操作人员掉人孔内伤人。采用电葫芦提升吊桶,桩孔四周应设安全栏杆。
(2)直径较大(1.m以上)桩孔开挖,设护壁,挖一节,浇一节混
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凝土护壁,以保孔壁稳定和操作安全,当采取开挖桩孔不设护壁时,遇土质较差,可随挖土,随下钢筋笼护壁,使之形成一个安全防护护罩,人在钢筋笼下部操作,以防塌方。
对直径较小桩孔或钢筋网护壁,用Φ6钢筋按桩孔直径作成圆形钢筋圈,随挖桩孔随将钢筋圈以间距100mm—道固定在孔壁上,并用1:2快硬早强水泥砂浆抹孔壁,厚度约3cm,形成钢筋网护壁,挖孔时应预留出护壁厚度,以保证设计的桩径。
(3)孔内严禁放炮,以防震动土壁或使护壁裂缝塌落,造成事故。
(4)人员上下可利用吊桶,但要配备滑车,粗绳或梯,供停电时急使用。
(5)在井下设100W防水带罩灯泡照明,并用36V低压电。20m以下作业时,采取向井内通风,供给氧气,并防有害气体中毒。 (6)井口作业人员挂安全带,井下作业带安全帽。提土时井下设安全区,防掉土、石伤人。
(7)加强对孔壁土层涌水情况的观察,发现异常情况,及时采取处理措施。
钢筋笼的成型组装与吊放对直径1.2m以内的挖孔桩钢筋笼制作,同一般灌注桩方法,对直径和长度大的钢筋笼,为防止钢筋笼吊放时扭曲变形,一般在主筋内侧每隔2.5m加箍,每隔一箍在箍内设
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一井字加强支撑,与主筋焊接牢固组成骨架。主筋在现场对焊连接,大直径螺旋形箍筋的加工成形,可采取在常用弯曲机的顶盘上加一个同箍筋直径的圆盘以插销连接,在不改变传动机构的情况下进行弯曲成型,每根螺旋箍筋四圈。长度大(15m以上)的钢筋笼,为便于吊运,一般分二节制作。钢筋笼组装通常在桩基工程附近地面平卧进行,方法是在地面设二排轻轨,先将加强箍按间距排列在轻轨上,按划逐根放上主筋并与之点焊焊接,控制平整度误差不大于50mm。上下节主筋接头错开50%。螺旋箍筋每隔1~1.5箍与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定。在钢筋笼四侧主筋上每隔5m设臵一个 20mm耳环作定位垫块之用,使保护层保持7cm,钢筋笼外形尺寸要严格控制,比孔小11~12cm。
钢筋笼就位,对生1t 以内的小型钢筋笼,可用带用小卷扬机和活动三木塔的小型吊运机具(或汽车吊)运输和吊入孔就位。
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