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對人工挖孔樁施工技術(shù)的淺析論文
【摘要】：人工挖孔樁因其受力性能好和高效經(jīng)濟(jì)的特性使其得到了廣泛的應(yīng)用。人工挖孔樁的施工，要保證其施工質(zhì)量，必須要有一整套的方法、步驟與措施，特別是加強(qiáng)施工技術(shù)管理方面的工作。本文首先介紹了人工挖孔樁的施工工藝及技術(shù)要求，其次總結(jié)了針對人工挖孔樁由于施工不當(dāng)而可能產(chǎn)生的常見質(zhì)量問題，包括地下水問題、孔底虛土多、孔壁坍塌、鋼筋蘢扭曲變形、樁身混凝土質(zhì)量差、樁孔傾斜及樁頂位移偏差大等等應(yīng)當(dāng)采取的質(zhì)量控制措施，最后針對施工中具體出現(xiàn)的一些問題，逐一提出了相應(yīng)的控制措施，為工程實踐提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：人工挖孔樁施工質(zhì)量控制措施一概述
一人工挖孔樁又稱人工挖孔灌注樁
它是利用人力在工程需打樁的位置挖掘成設(shè)計樁徑的圓孔，邊挖邊采取護(hù)壁措施，在挖到設(shè)計深度后對孔底進(jìn)行擴(kuò)大頭處理，清理孔底，然后在孔內(nèi)放置鋼筋籠，最后灌注設(shè)計標(biāo)號的混凝土養(yǎng)護(hù)成型的一種樁型。
隨著人工挖孔樁在工程中的大量應(yīng)用也暴露出很多的質(zhì)量通�。浩湟�，目前對單樁豎向極限承載力計算受土強(qiáng)度參數(shù)、成樁工藝、計算模式不確定性影響的可靠度分析仍處于探索階段，其二，混凝土在澆筑工程中，施工方法不當(dāng)將造成混凝土離析、影響樁的端阻力、使混凝土膠結(jié)不良，強(qiáng)度降低，其三，在地下水滲流嚴(yán)重的土層，施工措施不當(dāng)易使護(hù)壁坍塌，土體失穩(wěn)塌落。在工程的勘察、設(shè)計、施工管理每個階段都必須嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，為上部結(jié)構(gòu)的安全做好必要的準(zhǔn)備。人工挖孔樁的質(zhì)量管理可歸結(jié)為幾個大的方面：勘察管理、人工挖孔樁的設(shè)計管理以及人工挖孔樁的施工管理，而本文則主要就其施工管理方面的質(zhì)量控制做了探討。
文章結(jié)合工程實例，對人工挖孔樁的施工工藝及技術(shù)要求、常見質(zhì)量問題、質(zhì)量控制措施等問題進(jìn)行詳細(xì)論述。堯辰路經(jīng)濟(jì)適用房工程建筑物為24~ 26層商住樓，上部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級，樁基設(shè)計等級為甲級，樁基安全等級為二級。樁基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土人工挖孔灌注樁，樁直徑為800mm。根據(jù)地質(zhì)報告及設(shè)計要求，樁端持力層為中風(fēng)化閃長巖。本工程共計施工總樁數(shù)為329根。
二施工工藝及技術(shù)要求
(一)基坑開挖
因場地覆蓋填土層較厚，人工挖孔樁施工前因?qū)?biāo)高一4m以上土層挖除，以方便施工，確保安全�；铀闹荛_挖排水溝，防止地表水流人孔內(nèi)。
(二)測量放樣
進(jìn)行施工放樣，按設(shè)計圖紙定出孔位。檢查無誤后，埋設(shè)十字護(hù)樁，十字護(hù)樁必須用砂漿或混凝土進(jìn)行加固保護(hù)，以備開挖過程中對樁位進(jìn)行檢驗。
(三)樁孔開挖
采用從上到下逐層用風(fēng)鎬、鍬進(jìn)行開挖，遇堅硬土或大塊孤石采用風(fēng)鎬破碎，挖土順序為先挖中問后挖周邊，按設(shè)計樁徑加35cm控制截面大小。孔內(nèi)挖出的土裝入吊桶，采用自制提升設(shè)備將渣土垂直運輸?shù)降孛妫逊e到指定地點，防止污染環(huán)境。
(四)護(hù)壁施工
對巖層、較堅硬密實土層，不透水，開挖后短期不會坍孔的，可不設(shè)護(hù)壁，其它土質(zhì)情況下，必須施作護(hù)壁，保持孔壁穩(wěn)定，以保安全。護(hù)壁采用鋼筋混凝土護(hù)壁，混凝土標(biāo)號與樁身設(shè)計標(biāo)號相同。第一節(jié)混凝土護(hù)壁(原地面以下Im)徑向厚度為10 N17. 5cm，宜高出地面20一30cm，使其成為井口圍圈，以阻擋井上土石及其它物體滾入井下傷人，并且便于擋水和定位。
(五)鋼筋籠制作安裝
鋼筋籠骨架在加工場地分段制作，分段長度視起吊設(shè)備的高度和鋼筋主筋規(guī)格而定，一般為9m左右，如12m長的鋼筋籠可分為兩段。為使鋼筋籠骨架有足夠的剛度，每隔2m應(yīng)在主筋外側(cè)設(shè)置一道直徑12的加強(qiáng)箍筋j以保證在運輸和吊放過程中不產(chǎn)生變形。將鋼筋籠運至現(xiàn)場后，用吊車起吊，第一段放入孔內(nèi)后用鋼管或型鋼臨時擱支在護(hù)壁上，再起吊第二節(jié)鋼筋籠，對正位置焊接，焊接應(yīng)采用搭接焊法，要注意搭接應(yīng)滿足規(guī)范的要求，焊接后逐段放入孔內(nèi)至設(shè)計標(biāo)高。安放前需再檢查孔內(nèi)的情況，以確定孔內(nèi)無塌方和沉渣，安放要對準(zhǔn)孔位，扶穩(wěn)、緩慢、順直，避免碰撞孔壁，嚴(yán)禁墩籠、扭籠。放入后應(yīng)反復(fù)校正設(shè)計標(biāo)高并用吊筋固定，防止鋼筋籠下沉或上浮。
(六)澆灌混凝土
當(dāng)鋼筋籠在井筒中就位以后，便可灌注混凝土，混凝土坍落度宜控制在18—20cm。在井口的上方搭起支架，將溜槽和串筒接上，串簡宜距混凝土面2m以內(nèi)為宜，隨著混凝土表面不斷上升逐步減少串筒數(shù)量。嚴(yán)禁在井口向井下拋鏟或傾倒混凝土料，以免產(chǎn)生離析現(xiàn)象，影響混凝土整體強(qiáng)度。每次灌注高度不得大于60cm，由井下工人用插入式振動器搗振，插入形式為垂直式，插點間距約40一50cm，應(yīng)做到“快插滿拔”，以保證混凝土的密實度�？變�(nèi)的混凝土必須一次連續(xù)灌注完成，不留施工縫。挖孔灌注樁的混凝土質(zhì)量容易保證，在制作承臺時，無需打掉樁頭，只需將其頂面鑿毛即可。
三質(zhì)量控制措施
(一)針對不同情況的地下水問題的通常解決方案地下水水量不大時：可選用潛水泵抽水，開挖過程中孔底要挖集水坑，及時下泵抽水，邊抽水邊開挖，成孔后及時澆注相應(yīng)的混凝土護(hù)壁，然后繼續(xù)下一段的施工。地下水水量較大時：當(dāng)用施工孔自身水泵抽水，也不易開挖時，應(yīng)從施工順序考慮，采取對周圍樁孔同時抽水，以減少開挖孔內(nèi)的涌水量，并采取交替循環(huán)施工的方法，組織安排合理，能達(dá)到很好的效果。
對不太深的人工挖孔樁：可在場地四周合理布置同意的輕型井點降水，對基礎(chǔ)平面占地較大時，也可增加井點管的排數(shù)，一般可以解決地下水的問題。
另外，還有一個特殊情況，也是工程施工中遇到的頻率比較高的情況，在人工挖孔樁施工過程中，有時會受到周圍環(huán)境的影響和制約，一是工程施工地點周圍環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施等不允許施工時無限制抽出地下水，二是施工地段周圍有溪流、池塘、水潭等，不可能無限制地達(dá)到抽水降水目的。處理這類問題最有效的方法是截斷水源，封閉水路。樁孔較淺時，可用鋼板樁封閉的方法，樁孔較深時，用鉆孔壓力灌漿形成帷幕擋水，保證在正常抽水時，能夠達(dá)到正常施工的目的。.
(二)孔底虛土多的控制措施控制人工挖孔樁孔底虛土多的措施主要有：
1、人工挖孔樁要有詳細(xì)的地質(zhì)報告，特別是水文地質(zhì)報告，以便預(yù)先制定出有效措施，減少孔底虛土超標(biāo)，
2、嚴(yán)格控制孔深超挖，完孔后，孔底虛土必須全部清除，見到堅實的原狀土，
3、擴(kuò)底部位遇到砂土層時，應(yīng)采取支護(hù)措施，
4、孔口堆土應(yīng)距孔口至少2m以外，并及時運出，避免施工車輛碾壓，成孔后，立即蓋好孔口蓋板，以防過多掉入回落土，造成孔口坍塌，
5、雨季施工，孔口做防水圈，高出地面20cm以上，防止雨水灌孔，造成虛土增多，
6、成孔驗收后，立即放鋼筋籠，慢、穩(wěn)下入，不得碰撞孔壁。虛土過多應(yīng)清除，立即澆筑混凝土。當(dāng)天成孔，成樁必須當(dāng)天完成，不得過夜。
(三)控制成孔質(zhì)量，減少坍孔事故
先施工直徑小的樁孔，后施工直徑大的樁孔。因為一般樁愈深，難度相對愈大，較小的樁孔施工后，對上部土層的穩(wěn)定起到加固作用，也減少了深孔施工的壓力。同時采用隔樁施工，錯開樁位開挖，防止穿孔造成塌方。減小井樁擴(kuò)大頭的斜率，以及提高擴(kuò)大頭的起始點高度，以減小塌方的危險系數(shù)�？s短每節(jié)高度，隨時觀察土體松動情況。必要時可在坍孔處用砌磚鋼板樁、木板樁，封堵，操作進(jìn)程要緊湊，施工現(xiàn)場開挖和護(hù)壁兩個工序必須連續(xù)作業(yè)，以確保孔壁不坍，地質(zhì)較差，出水量較大，遇流動性淤泥或流沙時，孔壁應(yīng)采用鋼護(hù)簡施工，對較易塌方施工段要即挖，即校對，即驗收，即灌注護(hù)壁混凝土，要保證混凝土密實度，避免滲漏，對少量流砂的樁位，先將附近無流砂的樁孔挖深，使其起集水井作用，集水井應(yīng)選在地下水流的上方，用水泵抽水，將流砂樁孔和附近的地下水位降至樁底以下，使流砂樁免除在水淹狀態(tài)下施工。樁身質(zhì)量控制。依據(jù)建筑物測量控制網(wǎng)和樁位平面布置圖，測定樁位方格控制網(wǎng)和高程基準(zhǔn)點，確定好樁位中心。以樁位中心為圓心，以樁身半徑加護(hù)壁厚度為半徑畫出上部圓周，撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線，樁位線定好后，經(jīng)復(fù)查合格后用鋼筋在石灰線四周外邊埋設(shè)四個樁心控制點，便于樁身定位控制。嚴(yán)格控制樁孔垂直度、中心位置，每節(jié)樁孔護(hù)壁做好后，必須將樁位軸線和標(biāo)高測設(shè)在護(hù)壁上口然后用十字線對中，吊線錘向并底投設(shè)，以半徑尺桿檢查孔壁垂直平整度，井深以基準(zhǔn)點為依據(jù)逐根引測。
(四)鋼筋籠的制作吊裝
人工挖孔樁鋼筋籠質(zhì)量控制：鋼筋籠制作嚴(yán)格按設(shè)計加工，主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離。加頸箍宜設(shè)在主筋外側(cè)，以加強(qiáng)對鋼筋籠的支撐作用。鋼筋籠搬運和吊裝時，應(yīng)防止變形，安雙前需再檢查孔內(nèi)的情況，以確定孔內(nèi)無塌方和沉渣，安放要對準(zhǔn)孔位，扶穩(wěn)、緩慢、順直，避免碰撞孔壁，嚴(yán)禁墩籠、扭籠。注意鋼筋籠的標(biāo)高，到達(dá)設(shè)計位置后應(yīng)采用吊筋固定。避免鋼筋籠下沉或受混凝土上浮力的影響而上浮。
在放鋼筋籠前后均應(yīng)認(rèn)真檢查孔底，清除虛土雜物：鋼筋籠安放要對準(zhǔn)孔位，扶穩(wěn)、緩慢下放，避免碰撞孔壁，到位后立即固定。大直徑樁的鋼筋籠需使用噸位適宜的吊車將鋼筋籠吊人孔內(nèi)。在吊裝過程中，要防止鋼筋籠發(fā)生變形。當(dāng)鋼筋籠需要接長時，要先將第一段鋼筋籠放人孔中，利用其上部架立筋暫時固定在護(hù)筒上部，然后吊起第二段鋼筋籠對準(zhǔn)位置后用綁扎或焊接等方法接長后放人孔中，如此逐漸接長到預(yù)定深度。待到鋼筋籠安設(shè)完成后，還要檢查確認(rèn)鋼筋籠頂端的高度。
(五)樁身混凝土的澆注
保證混凝土澆注的及時性和密實性：其中澆筑的及時性是關(guān)鍵。即對合格的成孔要及時進(jìn)行澆筑且力求在最短的時間內(nèi)完成樁身混凝土澆筑，避免因放置時間長土體干燥收縮失穩(wěn)塌方，特別是在有地下壓力水情況時。要求集中足夠的混凝土在短時間內(nèi)進(jìn)行澆筑。以便領(lǐng)先混凝土自身重量壓住水流的滲入。樁身混凝土的密實性，是保證混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的必要條件。為保證樁身混凝土澆筑的密實性，一般采用串流筒下料及分層振搗澆筑的方法。對于深度大于10m的樁身，可依靠混凝土自身的落差形成的沖擊力及混凝士自身的重量的壓力使其密實，這部分混凝土即可不用振搗。
如孔底少量積水，澆筑混凝土?xí)r可在首盤采用半干硬性的，大量積水一時又排除困難的情況下，則應(yīng)用導(dǎo)管水下澆筑混凝土的方法，確保施工質(zhì)量。混凝土澆筑中，隨著混凝土的上升，需要逐步提升和拆卸導(dǎo)管。應(yīng)該注意控制最后一次的混凝土灌注量，當(dāng)鑿除樁頂浮漿層后，應(yīng)保證設(shè)計的樁頂標(biāo)高及混凝土質(zhì)量。
(六)樁孔傾斜及樁頂位移偏差大的控制措施控制人工挖孔樁樁孔傾斜及樁頂位移偏差大的措施主要有：
1、應(yīng)嚴(yán)格按圖放樁位，并有復(fù)檢制度。樁位丟失應(yīng)正規(guī)放線補(bǔ)樁。軸線樁與樁位樁應(yīng)用顏色區(qū)分，不得混淆，以免挖錯位置
2、開始挖孔前，要用定位圈(鋼筋制作的圓環(huán)有刻度十字架)放挖孔線。或在樁位外設(shè)置定位龍門樁，安裝護(hù)壁模板必須用樁心點校正模板位置，并由專人負(fù)責(zé)
3、井圈中心線與設(shè)計軸線偏差不得大于20mm
4、挖孔過程中，應(yīng)隨時用線墜吊放中心線，特別是發(fā)現(xiàn)偏差過大，應(yīng)立即糾偏，要求每次支護(hù)壁模板都要吊線一次(以頂部中心的十字圓環(huán)為準(zhǔn))，擴(kuò)底時，應(yīng)從孔中心點吊線放擴(kuò)底中心樁，應(yīng)均勻環(huán)狀開挖進(jìn)尺，每次以向四周進(jìn)尺100mm為宜，以防局部開挖過多造成塌壁
5、成孔完畢后，應(yīng)立即檢查驗收，緊隨下一工序，吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，避免晾孔時間過長，造成不必要的塌孔，特別是雨季或有滲水的情況下，成孔不得過夜。
(七)施工過程中應(yīng)做好質(zhì)量記錄.人工挖孔樁施工過程中應(yīng)做好以下質(zhì)量記錄：
1、工程地質(zhì)勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀(jì)要、設(shè)計變更等
2、經(jīng)審定的施工組織設(shè)計、施工方案及執(zhí)行中的變更情況
3、樁位測量放線圖，包括工程樁位線復(fù)核簽證單
4、水泥、鋼筋的出廠合格證明及復(fù)驗證明
5、灌注樁的施工記錄
6、混凝土出廠合格證和試驗室簽發(fā)的配合比通知單
7、混凝土試塊28d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度試驗報告
8、成樁質(zhì)量檢查報告
9、單樁承載力檢測報告。
四施工過程中遇到的問題及處理措施
(一)部分樁出現(xiàn)流砂、流泥現(xiàn)象
當(dāng)流砂、流泥不嚴(yán)重時，抽干樁孔內(nèi)的水，用稻草來堵流沙、流泥，這是一種簡便、經(jīng)濟(jì)的有效方法。
當(dāng)流砂、流泥較嚴(yán)重時，除采用第一種方法外，減小每節(jié)護(hù)壁的長度，由Im變?yōu)?. 5m，在護(hù)壁混凝土中加入早強(qiáng)劑，加強(qiáng)護(hù)壁鋼筋等。
(二)樁開挖線路不合理
由于要趕工程工期，項目部沒有仔細(xì)研讀地勘報告及考察現(xiàn)場實際情況，結(jié)果成片開挖，沒有對開挖線路進(jìn)行規(guī)劃，其實安排人工挖孔樁施工順序，對減少施工難度起重要作用。
樁孔的施工順序為先淺后深，先施工淺的孔樁，可起到穩(wěn)固作用，更可減少深孔樁施工時土的側(cè)向壓力。對部分孔樁樁距較近，且互相干撓容易造成護(hù)壁的不穩(wěn)定以至發(fā)生塌孔，必須采用隔樁施工方法施工。
五結(jié)論
人工挖孔樁工程，其造價低、噪音小，尤其適用于場地狹小的場所。在黏土、粉質(zhì)黏土、含少量砂石黏土層，且地下水 位低的工業(yè)、民用建筑及市政工程中，人工挖孔樁工藝還是是十分適用的。
工程由于受場地和工期的限制，采用挖孔施工可減小施工對周圍環(huán)境的影響，確保工程如期完工，并可節(jié)省費用，由于施工過程中注意質(zhì)量控制與檢查，嚴(yán)格做好安全防范工作，使整個工程得以順利完成。本工程總計施工總樁數(shù)為329根，經(jīng)過檢驗全部合格，達(dá)到設(shè)計要求。安全防范工作做得好，無事故發(fā)生，為后面的工程打下良好的基礎(chǔ)。
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