浅谈人工挖孔桩的施工技术方案

浅谈人工挖孔桩的施工技术方案近几年，全国许多地区在桥梁和房建桩基础中都采用和逐渐推广了人工挖孔桩，其特有的质量稳定性优势得到了许多设计、施工单位的认可，确实是一种在软弱地基上经济适用的基础形式，但在施工中还存在着一些问题，我们在通过对采用人工挖孔桩基础的工程实践中，积累了一些经验，处理了一些特殊的问题，取得了良好的效果，现总结成文，以期和同行切磋和交流。人工挖孔桩施工技术一、挖孔顺序：凡遇相邻桩间距小于2倍桩身直径，需界隔桩施工，且后施工桩开挖前，先施工的桩应已浇筑混凝土且强度满足要求。桩芯砼浇灌完成，经超声波检验合格后，再进行上部结构施工。二、挖孔桩施工的一般工序如下：施工工序为：场地平整→放线→定桩位→架设支架或电动基芦→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→每下挖90MM进行桩孔周壁的清理。校核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌护壁砼→拆模继续下挖，达到微风化一定深度后，由勘测单位验收→绑扎钢筋笼→验收钢筋笼→排除孔底积水、放入串筒，灌注桩芯砼至设计顶标高。三、场地处理1、对原有场地进行平整。2、在建筑物外围四周适当位置设置排水沟，做集水井。3、开挖面做混凝土垫层，C10混凝土厚100mm。四、桩孔土方的处理施工现场设置临时土方堆放场地，挖出土方必须在两天内用汽车外运（挖掘机配合人工装车），所挖土方不堆放在孔边，确保施工现场畅通。五、掘进1、掘进前向每个操作小组作地下土层、地下分布情况的交底。并指出可能出现的问题和处理的一般法，2、每个桩孔有一个固定的小组负责施工，每个正在施工的井下、井上均应有人操作，并明确对井下操作人员应负的安全责任，上、下之间有良好的联络信号。3、保持井内有足够的新鲜空气，不断向井内送风。4、弃土和其它建筑材料在井内垂直运输时，采取措施，确保井下操作人员的安全，在井底设置安全区，以防物体堕落伤人。5、掘进工作必须连续进行，交接班的时间尽量缩短，使未经支护的土体减少在空气中或水中的暴露时间，以防坍塌。6、当相邻孔桩在浇灌桩蕊砼时，原则上要停止掘进，以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌。下面根据本人在郑石高速NO.5合同段马沟南大桥实际所组织人工挖孔施工工艺施工的一些步骤，供各位参考，加以指导。一、工程概况1、XXX大桥位于XXX东南约200米出,为跨越一自然冲沟而设.大桥全长132m，24根桩，最长桩40m，最短桩31m。共计888m，2、地形地貌：桥区地形起伏较大，两边高中间低，呈台阶状，地表为耕土，沟深约18米。3、土层结构及工程性质：桥区内地基土可分为以下五层：①层，该层厚度约9米左右，层位稳定。岩性为黄褐色亚粘土，沟底为棕红色，地表为亚砂土，呈硬塑状，含姜石及铁锰质结核。主要物理力学指标为：w=22.2%、e0=0.8、Ip=12.6、Il=0.3、Es=6.4MPa、a=0.3Mpa-1、c=25KPa、Φ=23.6度，极限摩阻力：50—60KPa，容许承载力：150--220KPa。②层：该层厚度10米左右，层位不稳定，分布在沟底。岩性为灰白色亚粘土，含大量卵砾石，局部含量60%，卵砾石成份为石英岩、变质岩。极限摩阻力：65KPa，容许承载力：230KPa。③该层厚度6—14米，层位稳定。岩性为灰白色卵石，呈密实状，卵石含量约60%，分布不均，泥质充填，有磨园，偶见漂石，极限摩阻力：120KPa，容许承载力：1000KPa。④该层厚度变化较大，两岸未揭穿，层位稳定，岩性为灰白色卵石，呈密实状，卵石含量约60--70%，分布不均，泥质充填，有磨园，偶见漂石，局部夹亚粘土薄层，极限摩阻力：120KPa，容许承载力：1000KPa。⑤该层深度未揭穿，层位不稳定，分布在沟底，岩性为灰黄色亚粘土，含大量姜石，局部弱胶结，极限摩阻力：85KPa，容许承载力：380KPa按高速公路标准设计，桥梁设计汽车荷载等级采用公路-I级1.3倍，设计洪水频率:特大桥1/300,路基及大中小桥及涵洞1/100。地震基本烈度：Ⅶ、Ⅵ二、基本工作内容：1、开挖前，场地完成三通一平。各项临时设施、动力、照明、通风、安全设施、施工机具、进场人员准备60人以上。2、根据设计图纸进行纵横轴线放样，及复测工作。3、用十字线将中心桩点引出护筒外80cm左右，用水泥砂浆固定，并做好保护工作。桩孔周边，用白灰撒线型。4、所用的原材料，根据设计要求和规范规定进行检测。严格按试验室确定的配合比施工。5、采用2个班组，分班作业。三、施工机具1、卷扬机和提土桶,用于材料和弃土的垂直运输以及供施工人员上下工作使用。2、护壁钢模板。3、潜水泵。4、鼓风机、空压机和送风管。5、镐、锹、土筐等挖运工具:若遇到硬土或岩石,尚需风镐、潜孔钻。6、插捣工具,用于插捣护壁砼。7、应急软爬梯。8、照明灯、对讲机、电铃等。三、开挖方法：〈一〉土方开挖及支护壁模板1、放线定位:按设计图纸放线,定桩位。2、开挖土方:采取分段开挖,每段高度决定于土壁直立状态的能力,一般以0.8—1.0m为一施工段。开挖面积的范围为设计桩径加护壁厚度。挖土由人工从上到下逐段进行,同一段内挖土次序先中间后周边;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。在地下水位以下施工时,要及时用吊桶将泥水吊出,当遇大量渗水时,在孔底一侧挖集水坑,用高扬程潜水泵将水排出。3、测量控制:桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。安装提升设备时,使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心一致,以做挖土时粗略控制中心线用。4、孔内遇到岩层时，能用风镐挖除的，用风镐凿岩至设计深度。极硬岩时，须进行针对性爆破设计。5、地质层按规定取样，与设计地质岩层对比，是否符合设计要求。〈二〉浇筑护壁砼：1、桩孔护壁砼每挖完一节，经检查断面尺寸符合设计要求，报监理工程师检验合格后，立即浇筑护壁砼，坍落度控制在30－50mm，确保孔壁稳定性。2、设置操作平台,用来临时放置混凝土拌合料和灌注护壁混凝土用。3、支设护壁模板:模板高度取决于开挖土方施工段的高度,一般为1m。护壁中心线控制,系将桩控制轴线,高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中、吊大线锤控制中心点位置,用尺杆找圆周,然后由基准点测量孔深。4、浇筑护壁砼:护壁砼要捣实,上下壁搭接50－75mm,护壁采用外齿或内齿式;护壁砼强度等级为C25,厚度150mm,护壁内等距放置8根直径6－8mm长1m的直钢筋,插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象;第一节砼护壁高出地面200mm左右,便于挡水和定位。5、拆除模板继续下一段施工:护壁砼达到一定强度后(常温下24小时)便可拆模,再开挖下一段土方,然后继续支模灌注混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深度。6、每节桩孔护壁做好以后，将桩位轴线，和标高测设在护壁上口，然后，用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直度。随之进行修整，孔深必须以基准点为依据逐根引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。7、成孔以后必须对桩身直径，孔底标高，桩位中心线，井壁垂直度等进行检测，并做好记录，报监理检验合格方可进入下套工序。四、安全措施1、挖出的土方必须及时运走，井孔口周边1m范围内，禁止堆放土石方，且堆土高度不应大于0.8m。2、井孔周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.2m，围栏须采用钢筋牢固焊制，正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。3、施工人员必须带戴安全帽,穿绝缘胶鞋,孔内有人时,孔上必须有人监督防护;井孔周边作业人、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。4、孔深挖至超过挖孔人身高时，在桩孔口或孔内装设靠周壁略低的半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣桶上下时，孔下作业人员应避于护板（网）下。5、井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯。6、井内人员必须乘专用吊笼上下，不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。7、井孔内外设置对讲机或低压电铃，便于上下联系，确保通讯畅通。8、桩孔必须每挖深0.4m－0.9m左右就必须护壁，严禁只挖不护壁。9、井底照明须用低压电源，防水带罩的安全灯具或安全矿灯。10、当孔深大于5m以上时，应向孔下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况，预防安全事故发生。11、当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量较大时，吊桶满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高扬程水泵抽水。作业人员必须离开井孔，严禁人机同坑作业。随时观察井壁变化，遇到险情，全部人员应立即撤离井孔。12、孔内实施爆破时，严格按照设计控制药量，及布眼。井下全部人员必须从井孔内撤离;划定安全距离,设置警戒哨,闪电雷鸣时禁止装药、接线,施工操作时严格按安全操作规程办事,爆破后向孔内强制输送清洁空气,排除有害气体,待有害气体排完后方可下井。13、孔内人工凿岩时，必须戴防尘口罩。14、施工现场电源线路，必须按“三相五线”制，TV-S系统要求布置，并按“三级配电”“二级漏电分级”分段保护。15、各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。必须一机一闸一漏一箱进行敷设。16、孔上电线、电缆必须架空。17、电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其它物品。18、现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。19、施工现场所有设备和机具必须做好保护接零。20、所有机械设备的传动部位，必须装设防护罩。21、垂直起重设备必须经常性检修维护，保证机件能够运转正常，操作灵活，按钮开关、减速器、钢丝绳、绳卡、吊钩、吊桶、吊笼等，不得带病作业。22、垂直起重设备支架应牢固，应能承受一定的冲击力不至翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后，方可投入使用。23、孔桩开挖应交叉进行，正在开挖或已成孔而尚未浇灌砼的桩孔其10米半径范围内不得同时开挖其它桩孔。24、为了预防有害气体中毒和孔井内缺氧，每天作业前必须先检测或放鸟等方法测试，如不符合要求应先通风充氧，符合要求方准作业。五、桩孔质量要求保证1、开挖前,从桩中心位置向桩四周引出4个桩心控制点,施工过程用桩心点来校正模板位置,有专人严格校核中心位置及护壁厚度。桩孔开挖后,当天一次灌注完毕护壁砼,护壁砼拌和料中掺入早强剂;护壁拆模后,若发现护壁有蜂窝、漏水现象要及时加以堵塞或导流,防止孔外水通过护壁流入孔内。2、注意防止土壁坍落及流砂事故。在开挖过程中,如遇到特别松软的土层,流动性淤泥或流砂时,为防止土壁坍落及流砂,可减少每节护壁的高度或采用钢护筒,待穿过松软土层和流砂层后,再按一般的方法边挖边灌注砼护壁,继续开挖桩孔。开挖流砂现象严重的桩孔可采用井点降水法。