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人工挖孔桩具有机具设备简单,施工操作方便,占用场地小,无泥浆派排出,对周围环境及建筑物影响小,施工质量可靠,可全面展开施工,缩短工期,造价低等优点,因此,近几年得到广泛运用,特别是在扩大头的桩基施工中,人工挖孔桩施工更有其优越性,可以弥补机械施工的一些不足。笔者就某水利工程的通讯塔建设谈谈挖人工挖孔桩桩基的施工。 o1cErI&q"
1、工程概况 %a+mk
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该微波通信塔采用刚框架结构,高75m,基础采用四根人工挖孔桩,桩与桩之间在地面高程以承台梁结构相连。挖孔桩为端头扩大头的灯泡型,其主要设计参数为:桩长6.8 m,上部长4.1 m,内径1 m(不含混凝土护壁厚0.1~0.2 m),下部长2.7 m,扩大头直径为2.8 m(没有混凝土护壁)。桩内设主筋为16φ18的钢筋笼,桩上部设1.4m×1.4m×1.2m(高)承台,并预埋成品地脚螺栓与塔身相连,混凝土等级为C20.该工程于2002年10月开始施工,濒于当月完成。 c2t=_aAIPQ
2 、施工前的准备工作 wMqX)}>
2.1 在正式施工前,应具备以下工程资料。主要包括建筑物场地的工程地质和必要的地下水位资料;桩基施工图纸会审纪要;建筑场地地下管线(管道)资料;主要施工机械及其配套设备的技术性能治资料;桩基的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材(水泥、砂石、钢筋)的质检报告。 .mLK`c6
2.2 施工前要制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施位置;指定施工工序检查程序;制定不良天气(雨季)施工的技术措施。 xG&)1sT#-\
2.3 人工挖孔桩施工中安全措施非常重要,施工单位必须高度重视,应做到以下措施保障:孔内设应急爬梯供人员上下井;施工人员进入孔内必须戴安全帽;使用吊笼、电葫芦等应有安全可靠的自动卡紧保险装置;开挖深度超过10m时应配有通风设备;挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内,机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响;要注意安全用电,井下照明应采用12V以下安全灯。 2;a(8^n
3、施工过程 G s+3e8
3.1 人工挖孔的施工 jRSUp
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3.1.1开始挖孔前,要平整好场地,清除地表松软土层和一切杂物,布置好控制网,根据监理复合过的桩基位置,采用十字交叉法订立每一孔桩的位置,并在桩位外设置定位龙门桩。 },+wJ1
3.1.2根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线,然后向下挖深1m,浇筑混凝土井圈第一节护壁。井圈应高出地面20cm,且应加厚10cm.而后将桩位纵横中心线测放到井圈上,并测出孔口控制高程,以利于下部掘进的高程控制,且要求第一井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于2cm.井圈高出地面还有利于防止地表水在施工过程中进入井内。 ?W^c4NtP
3.1.3修筑钢筋混凝土井圈应保证护壁的配筋和混凝土浇筑强度。上下节护壁的搭接长度不得小于5cm,每节护壁在当日施工完毕后宜养护24h后拆除;发现护壁有蜂窝、漏水现象时,应及时补强以防止造成事故。该工程中原设计护壁为C10素混凝土,厚度0.1~0.2 m,考虑到设计强度低,在施工中改为C20素混凝土施工,这样经过24小时后拆模强度可达3mpa以上(日平均气温在15度以上),增加了施工的安全系数。 ,'xYlH3s
3.1.4 进行第二节井孔土方开挖时,先从井口用垂球吊线找出井孔中心点,并在井孔底部打一短木桩,将桩中心投影到木桩顶上,以此为据进行第二节护壁的土方开挖。在开挖过程中应该密切注意地质状况的变化。 UcOk3{(z$q
3.1.5 重复上述过程即可完成挖土护壁的工作,直至桩底设计高程。在施工过程中,应该以每一节护壁为验收步骤,合格后方可进行下节的开挖施工。挖至设计标高时,孔底不应有积水,终孔后应清理好护壁上和孔底的渣物,验收合格后方可进行下步混凝土的浇筑。 C?Bl{4-P}*
3.1.6 该工程人工挖孔桩的特殊之处还在于它下部扩大头的施工,其上部施工同其它挖孔桩一样,但其下部开挖要特别注意开挖的进度和施工安全,因为该桩下部扩大头部分高2.7 m,扩大头直径为2.8 m,孔壁成倒坡,且没有混凝土护壁。扩大头完成后,清渣、验收和浇筑混凝土要求工序紧凑,可减少土层坍塌的机率。在施工中还安排专职技术人员监督开挖土层的地质状况,并备有人员应急上爬梯,遇见异常情况可及时处理,确保施工安全。由于本工程前期地质勘探准确,设计开挖扩大断面合理,没有出现土方坍塌事件。 {(U %i\F\
3.2 混凝土的浇筑 #|&Sc_#4)
混凝土的浇筑应在成孔后及时施工。关于钢筋笼的加工、制作和安装,以及混凝土的浇筑、桩头处理,等同于其它常规灌注桩的施工,在此不再赘述。只是在混凝土浇筑时应使用串通,从桩的一侧下料,人工摊铺并振捣;在有地下水时可用导管进行水下混凝土浇筑。本工程混凝土浇筑的特点在于桩上部承台的浇筑,因承台上有塔脚垫板和地脚螺栓埋件,要求在混凝土浇筑时要再次校正各桩的相对位置以及埋件与桩中心的相对位置,避免不必要的返工。 {!t7[Ctb
3.3 成桩质量检验 aI^/X{d
在施工中我们要求做到每根成桩应该具有钢筋加工检验记录,混凝土拌和物质量记录,混凝土试块资料及桩身完整性检测资料。因为本工程的桩属于抗拔桩,所以未作承载力检验。通过对有关试验资料的分析,证明该工程挖孔桩施工质量是优良的。 eq(am%3~
4 、人工挖孔桩施工过程中易出现的问题 }G4ztiuG
4.1 地下水问题。 fC,:{}
地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水;当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水;如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。 *t[. =_v
4.2 流沙层问题 t3(]YgF
人工挖孔桩在开挖时,如果遇到细砂、粉砂层地质时,再加上地下水的作用,极易形成流砂,严重时发生井漏,造成质量和安全事故。因此要采取有效可靠的措施。在流砂情况较轻时,可缩短挖孔层深,正常的1 m左右一段改为0.3~0.5 m,并随挖随检随护壁;在流砂情况较严重时,常用下钢护筒的方法,钢护筒同钢模板相似,以孔外径为直径,可分为4-6段圆弧。 CCBfKp
4.3 淤泥质土层问题 J &pO%Q=b
在遇到淤泥质等软弱土层时,一般可用木板模板支档,同时缩短开挖深度,并及时验收浇筑混凝土护壁。 eIRLNxt+v
总之,人工挖孔桩施工时,一旦遇到不利的地质条件,除制定单桩的施工措施外,应该合理安排人工挖孔桩的施工顺序,对减少施工难度起到重要作用,在制定施工方案时要依据实际情况综合分析,统筹安排,在可能的情况下,先施工较浅的桩,后施工深一些的桩,先施工外围(或迎水部位)的桩,后施工中部的桩。 ]vWKR."4
5、结语 ia\eLzj
通过本工程的施工,笔者认为人工挖孔桩的优点是显而易见的。人工挖孔桩不仅在良好的地质条件可以广泛应用,而且随着施工技术的改进,在有地下水、流砂层和淤泥质土质中也得到了发展和应用。客观地说,人工挖孔桩在良好地质条件的地基中运用时更能发挥其优越性。当扩大头人工挖孔桩在不良地基中运用时,其扩大头部分极易坍塌造成质量和安全事故,应该慎用。因此我们在做桩基设计时,一定要重视地质勘探资料,在地质状况不良的情况下,宜采用其它桩基型式进行设计施工。 VXIP0p@
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、 挖孔桩的常见安全事故 /+Lfrt
人工挖孔桩的常见安全事故有孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔 9l,a^@Y:
中的施工人员;孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡,孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人;孔内电缆、电线磨损受潮导致工人触电伤亡;深孔中突然涌水淹没操作人员等等。实践证明,只要施工人员树立安全意识,加强安全教育,做好安全技术交底,各种安全技术措施到位,人工挖孔桩的这些常见安全事故是完全可以避免的。 AV9m_hZt
3、 孔口围护措施 Qham^
孔口四周必须浇筑砼护圈,并在护圈上设置围栏围护,应高出地面 |KSy`lY-j>
0. 8m,如图1所示。孔内作业时,孔口上面必须有人监护。挖出的土 +t5U.No
方应及时运离孔口,不得 aT>'.*\ ]
堆放在孔口四周1m范围 >Cw<BIF
内,砼围圈上不得放置工 mGp.3 {j
具和站人。孔内作业人员 VCXJwVb
必须头戴安全帽、身系安 if|+EN%
全带,特殊情况下还应戴 }by;F9&B
上防毒防尘面具。利用吊 <Ln1pV~k
桶运土时,必须采取相应 ^?7`;/
的防范措施,以防落物伤 S}p4iE"n
人,电动葫芦运土应检验 ;r_F[E2z
其安全起吊能力后方可投入运行。施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。 h3LE>}6D
4、 孔中防毒措施 Dn&D!B
地下特殊地层中往往含有CO、SO2、H2S或其它有毒气体,故每次 /x_o!<M
下孔前,必须对桩孔内气体进行抽样检测(可用快速检测管),发现有害气体含量超过允许值时,应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准,并采用足够的安全卫生防范措施,如设置专门设备向孔内通风换气(通风量不少于25L/S)等措施,以防止急性中毒事故的发生。人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故,必须在现场按应急措施规范要求实施抢救,根据情况及时送医院进一步抢救治疗,并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门,以便采取相应措施。 @=}YTtq
5、 防触电措施 S4=~`$eP
施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用 r\qj!
电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器,各桩孔用电必须分闸,严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上,严禁拖地相埋压土中,孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。孔中操作工应手戴工作手套,脚穿绝缘胶鞋。 4RSHZAJg
6、 防止孔壁坍塌措施 W`\R%>$H
在熟悉地质条件的基础上,开挖桩孔时原则上要设置砼护壁或钢护 OQW#a[=WQ
筒护壁,特别是直径在1.2m以上的桩孔。砼护壁每节高1m,厚约0.1m,可加配适量钢筋,砼强度等级不低于C20。一般每天挖1m深立即支模浇筑快硬砼,第二天继续施工。 C{gyj}5
扩底桩孔应做到:(1)当孔底扩头可能会引起孔壁失稳时,必须采取相应的措施,经企业技术负责人审批签字后方可施工;(2)已扩底的桩孔,要及时浇灌桩身砼或封底,不能尽快浇灌砼的桩应暂时不扩底,以防扩大头塌方。 T}V!`0vKw
人工挖孔桩开挖程序,应采用间隔挖孔方法,以减少水的渗透和防止土体滑移,防止在挖土或冲抓土成孔过程中因邻桩混凝土未初凝而发生窜孔现象。单桩挖孔应先中间后周边,并按设计桩径加2倍护壁厚度控制截面。 :8CvRO*<
孔内一般不宜放炮,以防震塌土或震裂护壁造成事故,根据地质状况需爆破的,严格执行有关的爆破规程。 x=ul&|^7D
7、 防止孔壁涌水措施 1$M@]7e+!+
当相距10米以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时,要考
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虑对正在挖孔桩的危险影响,一般应暂停施工,人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察,发现异常情况应及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时,基本上抽干孔中积水后,作业人员才能下至孔中进行挖土。地下水丰富时,可将中间部位桩孔提前开挖,汇集附近的地下水,用1~2台潜水泵将水抽出,起到深井降水作用。孔内必须设置应急软爬梯,供人员上下孔洞使用的电动葫芦、吊笼等应安全可*并配有防坠落装置,不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸级上下。上、下孔洞必须有可*的联络设备和明确的联络信号。 wr[,
孔内作业人员应勤轮换,连续作业时间不宜超过2小时,以防止疲劳引发安全事故。 mEw ~yOW]M
8、 其它安全措施 KD`IX-r{s
施工时发现文物、古化石、爆炸物、电缆等应暂停施工,保护好现 X.hm s?]
场,并及时报告有关部门,按规定处理后,方可继续施工。 AC>`'Gx
人工挖孔桩施工前,应针对现场工程地质、水文状况和设计要求编 vnWWneeNr
制切实可行而又安全合理的施工方案,配备必要的机具和电器设备,确保各种安全措施及时到位 QFYWA1<pDh
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几年来,笔者所在的城市建成的高层建筑全部采用人直径人工挖孔桩基础,目前在建的一些超高、超大建筑也是采用人工挖孔桩基础。在高层建筑中,基本上有用的是同一种基础形式,无可厚非,这大多是由地域等因素形成的。但由此提出的抓好质量控制要点,则应该是确保整个工程质量与安全的关键。 8!Vl
关键词:桩 基础 现场施工 Llr>9(|
一、成孔质量控制 BZzrRC
1、桩位定位质量控制,根据建设单位的测量基准点和测量基线放样定位,经监理复核,用十字交叉法定出孔桩中心。 +qh[N@F
2、垂直度质量控制,且底部扩大段要按设计挖成圆台状,保证尺寸。 &?mD$Eo
笔者认为,在实施“智能化”的过程中,事先要听取各级管理部门的意见,研究“智能化”要实现什么管理职能,这是制定方案的核心;其次要多听听专业人员的意见,在充分发挥硬件设备功能的基础上,注重在管理手段上,现有设备、方案能够对管理工作提供哪些数据,对具体管理工作有哪些补充和提高……目的明确,切忌“长官意志”、“想当然”办事。 bFe+m1Q_
3、孔桩护壁质量控制,采用砼护壁,一般每节高度以60cm,厚度15cm为宜,混凝土等级与桩一致。采用砖护壁,净距不小于设计桩径。 Tyvtmx M
二、成桩质量控制: _?OW0x4
1、清孔质量控制:孔壁、孔底必须清理干净,孔底无浮渣,孔壁无松动,有地下水则要设泵坑排水。 Hemq+]6^
2、钢筋笼制安质量控制: DxUKUE
(1)钢筋进场要验收,要有质保单,并要求作力学性能试验和焊接试验,有条件的监理单位应作平行试验,合格后才能启用。 5R(/Uiv3F
(2)焊条要有质保单,型号要与钢筋的性能相适应。 |<:vY
(3)钢筋笼制作严格按设计加工,主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。 \,u_7y2 c
(4)钢筋保护层用水泥砂浆块制作,每1.5-2m一组,每组3个,圆周上相距120°,每组之间呈梅花形布置。 |B?27PD
(5)坚持按配合比投料,坍落度损失大于5cm/h时,要调整配比。 sZx/Ee
(6)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。 Re P|UH
(7)砼浇灌质量控制:混凝土导管离孔底距离不大于0.5m;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。 *h}XWB C1q
三、桩身质量检验: X!e[GJ
1、砼试块强度质量检验,桩身动检,必须合格。 uV!^,,~
四、监理控制: $5Xh,DOg
1、监理按要求作重要项目的平行试验。 Q09[[
2、混凝土灌注过程中必须实行旁站,全员、全过程控制,严格把关。 tjupJ*Rt
3、要及时跟踪检验,及时评定质量结果。 +L7n<