浅谈人工挖孔桩施工
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[摘要]笔者根据多年的工程监理经验对挖孔桩的施工工艺、挖孔桩施工常见问题、挖孔桩施工安全注意事项三个方面简述一下自己的粗浅看法,力争对挖孔桩施工有所借鉴和帮助。
一、挖孔桩施工工艺
1.场地整平后放线,地面设十字控制网、基准点,以控制桩位和水平标高。
2.依据控制网定桩位开挖线,开挖第一节桩孔土方。
3.支安护壁模板,浇灌第一节混凝土护壁,然后在护壁上作二次投测标高及桩位的十字轴线。护壁的厚度应计算确定,节高不宜超过1.0m。
4.安装活动井盖,设置垂直运输架,安装电动葫芦或卷扬机、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设备等。
5.待第一节混凝土护壁达到一定强度后开挖第二节桩孔土方,校核桩孔垂直度、直径和中心轴线。拆上节模板支安第二节模板,浇灌第二节混凝土护壁,如此重复循环直至设计要求的孔深。
6.吊放安装桩基钢筋笼,排出孔底积水,清除孔底松渣并灌注桩基混凝土。
二、挖孔桩施工常见问题
1.地下水问题。地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。孔桩的开挖,破坏了土层中水的动态平衡状态,使周围的静态水渗入桩孔内,影响人工挖孔桩的正常施工。若遇到动态水压土层,不仅开挖困难,甚至连护壁混凝土也被水压冲刷穿透,发生桩身质量事故。如果在挖桩过程中遇到细砂、粉砂土层时,在水压力的作用下,极易发生流沙和井漏现象。在人工挖孔桩施工过程中出现地下水时,应当结合施工环境、基础设施等具体情况,采取相应的处理措施。地下水技术处理思路是断水源和抽水。抽水前要采取可靠措施,截断水源,封闭水路。当桩孔较浅时,可采用板桩封闭;桩孔较深时,可采用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水,以保证在正常抽水时,满足开挖的要求。当地下水量不大时,采用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁;地下水量较大时,用潜水泵对周围桩孔同时抽水,减少开挖孔内的涌水量,采取交替循环的方法组织施工。当挖孔桩较浅时,通常的做法是在场地四周布置轻型管井来降水分流。当基础平面占地较大时,通过增加降水管井的排数解决降水分流。
2.流沙层问题。人工挖孔在开挖时,如遇有流动的细砂、粉砂层地质时,极易形成流沙,严重时会发生井漏,造成质量事故。因此,施工要采取有效可靠的措施,确保施工安全。流沙情况较轻时,有效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,以减少所挖砂层孔壁的暴露时间,及时进行护壁混凝土浇筑。当孔壁塌落,有泥沙流入而不能形成桩孔时,可用编制袋土堆堵,形成桩孔的外壁,并控制保证桩孔内壁满足设计要求。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。
3.淤泥质土层问题。人工挖孔桩开挖遇到淤泥质软弱土层时,一般采用木方、木板、模板等支档,并缩短这一段的开挖深度,及时浇筑混凝土护壁。用于支挡的木方、模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,能达到很好的支档效果。
4.孔底积水问题。人工挖孔桩浇筑前要抽干桩孔内积水,抽水的潜水泵要装上逆止阀,以免提起水泵时抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干,提出水泵后,可采用干拌混凝土或纯水泥铺入孔底,然后再浇筑混凝土。对孔底水量大,抽水方法难以解决的,改按水下混凝土施工工艺要求进行施工。
5.孔壁渗水问题。孔壁渗水将会降低桩身混凝土的强度。对孔壁渗水,在桩身混凝土浇筑前应采用防水材料封闭渗漏部位。对出水量大的孔,先用木楔打入,再用防水材料封闭周围,或者在集中漏水部分嵌入泄水管,装上阀门,在施工桩孔时打开阀门让水流出,浇筑桩身混凝土时再关闭。
三、挖孔桩施工安全注意事项
1.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。
2.孔下作业不得超过2人,作业时应戴安全帽、安全绳、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴,必要时应搭设掩体。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。井口围护应高出地面200mm-300mm,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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.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。
实践证明,只要设计要求明确,施工组织到位,施工人员树立安全意识,加强安全教育,做好安全技术交底,各项安全措施到位,提高其对人工挖孔桩事故的认识,加强现场管理,投入必要的防护设施,严格按标准、规范要求实施,杜绝违章指挥,违章操作和违反劳动纪律的行为,不断消除人工挖孔桩事故隐患,逐步减少和避免人工挖孔桩事故是完全有可能的。