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【摘 要】人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备,挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩震能力强,造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大,安全和质量显得尤为重要。
【关键词】人工挖孔;施工;安全;质量;验收
1.人工挖孔的主要困难及对策
1.1地下水
地下水是深基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围的静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩的正常施工,如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层,在压力水的作用下,也极易发生流砂和井漏现象。
1.1.1地下水量不大时
可选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。
1.1.2水量较大时
当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,应从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并采取交替循环施工的方法,组织安排合理,能达到很好的效果。
1.1.3对不太深的挖孔桩
可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流,对基础平面占地较大时,也可增加降水管井的排数,一般即可解决。
1.1.4抽水时环境影响
有时施工周围环境特殊,一是抽出地下水进出时周围环境,基础设施等影响较多,不允许无限制抽水;二是周围有江沙、湖泊、沼泽等,不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源,封闭水路。桩孔较浅时,可用板桩封闭;桩孔较深时,用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水,以保证在正常抽水时,达到正常开挖。
1.2流砂
人工挖孔在开挖时,如遇细砂,粉砂层地质时,再加上地下水的作用,极易形成流砂,严重时会发生井漏,造成质量事故,因此要采取有效可靠的措施。
1.2.1流砂情况较轻时
有效的方法是缩短这一循环的开挖深度,将正常的1m左右一段,缩短为0.5m,以减少挖层孔壁的暴露时间,及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成桩孔时,可用纺织袋土逐渐堆堵,形成桩孔的外壁,并控制保证内壁满足设计要求。
1.2.2流砂情况较严重时
常用的办法是下钢套筒,钢套筒与护壁用的钢膜板相似,以孔外径为直径,可分成4-6段圆弧,再加上适当的肋条,相互用螺栓或钢筋环扣连接,在开挖0.5m左右,即可分片将套筒装入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m,装后即支模浇注护壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法,待混凝土凝结后,将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法,应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大,使孔位倾斜至下层护壁以外,打入浆管,压力浇注水泥浆,使下部土壤硬些,提高周围及底部土壤的不透水性,以解决流砂现象。
1.3淤泥质土层
在遇到淤泥质土层等软弱土层时,一般可用木方、木板模板等支挡,并要缩短这一段的开挖深度,并及时浇注混凝土护壁,这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面,可斜向放置,双排布置互相反向交叉,能达到很好的支挡效果。
2.砼灌注施工
(1)检查成孔质量合格后应尽快灌注砼。在灌注砼前,应进行清孔工作,要求孔壁、孔底必须清理干净,孔底无浮渣,孔壁无松动。孔底沉渣厚度应符合端承桩50mm、摩擦端承桩和端承摩擦桩100mm、摩擦桩300mm。
(2)当有地下水而渗水量不大时,则应抽除孔内积水后,用串筒法灌注砼,串筒末端离孔底高度不宜大于2m,砼宜采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大,积水过多不便排干,则应用导管法水下灌注砼。
(3)砼的粗骨料可选用碎石或卵石,其最大粒径不宜大于50mm,并不大大于主筋净距的1/3。
(4)坚持按配合比投料,砼坍落度不宜过大,以5-8cm为宜,每50cm为一层及时振捣,砼灌注要保持连续。坍落度损失大于5cm/h时,要调整配比。
(5)砼拌合料质量控制,每盘砼的拌和时间不得少于90秒,开始搅拌时必须做一次坍落度检测,调整好流动性,且具有较好的粘聚性,灌注时作坍落度损失的观察,以指导砼配合比的调整,拌好的砼应立即使用,有离析现象严禁灌入桩孔。
(6)注意桩头砼的标高,应适当超出设计标高,以保证在凿除浮浆层后,桩头进入承台内50~100mm。
(7)桩身砼必须留有试件,对直径大于1m的桩,每根桩应有1组试块,且每100m3砼及每个灌注台班不得少于1组,每组3件,试件的制作必须客观真实,严禁“开小灶”。
(8)气温高于30℃时注意缓凝,气温低于0℃时注意抗冻。
3.成桩质量检验
(1)砼试块强度的质量检验和桩身动检,桩身动检包括大应变和小应变,可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度,质量检验和桩身动检必须合格。
(2)建议有条件的按1~2%抽样,按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验,必须满足设计要求。
4.人工挖孔桩施工应注意安全事项
现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况,提出可能出现的问题和应急处理措施。要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。要制定安全措施,并要经常检查和落实。
孔下作业不得超过2人,作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。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、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。每工作1h,井下人员和地面人员进行交换。
井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情,应及时以出联络信号,以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。
地面人员应注意孔下以出的联络信号,反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢,提上来的土石要倒干净,卸在孔口2m以外。
施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器,供电线路要用三蕊橡皮线,电线要架空,不得拖拽在地上。并经常检查电线和漏电保护器是否完好。
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。
当天挖孔,当天浇注护壁。人离开施工现场,要把孔口盖好,必要时要设立明显警戒标志。
由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中,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,如有异常气味应及时报告有关部门,排除有害气体后方可作业。
挖孔6~10m深,每天至少向孔内通风1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。
【关键词】人工挖孔;施工;安全;质量;验收
1.人工挖孔的主要困难及对策
1.1地下水
地下水是深基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围的静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩的正常施工,如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层,在压力水的作用下,也极易发生流砂和井漏现象。
1.1.1地下水量不大时
可选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。
1.1.2水量较大时
当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,应从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并采取交替循环施工的方法,组织安排合理,能达到很好的效果。
1.1.3对不太深的挖孔桩
可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流,对基础平面占地较大时,也可增加降水管井的排数,一般即可解决。
1.1.4抽水时环境影响
有时施工周围环境特殊,一是抽出地下水进出时周围环境,基础设施等影响较多,不允许无限制抽水;二是周围有江沙、湖泊、沼泽等,不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源,封闭水路。桩孔较浅时,可用板桩封闭;桩孔较深时,用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水,以保证在正常抽水时,达到正常开挖。
1.2流砂
人工挖孔在开挖时,如遇细砂,粉砂层地质时,再加上地下水的作用,极易形成流砂,严重时会发生井漏,造成质量事故,因此要采取有效可靠的措施。
1.2.1流砂情况较轻时
有效的方法是缩短这一循环的开挖深度,将正常的1m左右一段,缩短为0.5m,以减少挖层孔壁的暴露时间,及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成桩孔时,可用纺织袋土逐渐堆堵,形成桩孔的外壁,并控制保证内壁满足设计要求。
1.2.2流砂情况较严重时
常用的办法是下钢套筒,钢套筒与护壁用的钢膜板相似,以孔外径为直径,可分成4-6段圆弧,再加上适当的肋条,相互用螺栓或钢筋环扣连接,在开挖0.5m左右,即可分片将套筒装入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m,装后即支模浇注护壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法,待混凝土凝结后,将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法,应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大,使孔位倾斜至下层护壁以外,打入浆管,压力浇注水泥浆,使下部土壤硬些,提高周围及底部土壤的不透水性,以解决流砂现象。
1.3淤泥质土层
在遇到淤泥质土层等软弱土层时,一般可用木方、木板模板等支挡,并要缩短这一段的开挖深度,并及时浇注混凝土护壁,这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面,可斜向放置,双排布置互相反向交叉,能达到很好的支挡效果。
2.砼灌注施工
(1)检查成孔质量合格后应尽快灌注砼。在灌注砼前,应进行清孔工作,要求孔壁、孔底必须清理干净,孔底无浮渣,孔壁无松动。孔底沉渣厚度应符合端承桩50mm、摩擦端承桩和端承摩擦桩100mm、摩擦桩300mm。
(2)当有地下水而渗水量不大时,则应抽除孔内积水后,用串筒法灌注砼,串筒末端离孔底高度不宜大于2m,砼宜采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大,积水过多不便排干,则应用导管法水下灌注砼。
(3)砼的粗骨料可选用碎石或卵石,其最大粒径不宜大于50mm,并不大大于主筋净距的1/3。
(4)坚持按配合比投料,砼坍落度不宜过大,以5-8cm为宜,每50cm为一层及时振捣,砼灌注要保持连续。坍落度损失大于5cm/h时,要调整配比。
(5)砼拌合料质量控制,每盘砼的拌和时间不得少于90秒,开始搅拌时必须做一次坍落度检测,调整好流动性,且具有较好的粘聚性,灌注时作坍落度损失的观察,以指导砼配合比的调整,拌好的砼应立即使用,有离析现象严禁灌入桩孔。
(6)注意桩头砼的标高,应适当超出设计标高,以保证在凿除浮浆层后,桩头进入承台内50~100mm。
(7)桩身砼必须留有试件,对直径大于1m的桩,每根桩应有1组试块,且每100m3砼及每个灌注台班不得少于1组,每组3件,试件的制作必须客观真实,严禁“开小灶”。
(8)气温高于30℃时注意缓凝,气温低于0℃时注意抗冻。
3.成桩质量检验
(1)砼试块强度的质量检验和桩身动检,桩身动检包括大应变和小应变,可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度,质量检验和桩身动检必须合格。
(2)建议有条件的按1~2%抽样,按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验,必须满足设计要求。
4.人工挖孔桩施工应注意安全事项
现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况,提出可能出现的问题和应急处理措施。要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。要制定安全措施,并要经常检查和落实。
孔下作业不得超过2人,作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。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、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。每工作1h,井下人员和地面人员进行交换。
井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情,应及时以出联络信号,以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。
地面人员应注意孔下以出的联络信号,反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢,提上来的土石要倒干净,卸在孔口2m以外。
施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器,供电线路要用三蕊橡皮线,电线要架空,不得拖拽在地上。并经常检查电线和漏电保护器是否完好。
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。
当天挖孔,当天浇注护壁。人离开施工现场,要把孔口盖好,必要时要设立明显警戒标志。
由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中,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,如有异常气味应及时报告有关部门,排除有害气体后方可作业。
挖孔6~10m深,每天至少向孔内通风1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。