人工挖孔灌注樁施工工藝淺析

       【摘要】人工挖孔灌注樁是施工中常用的一種工藝,文章結(jié)合工程實(shí)例,對該工藝進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。

  【關(guān)鍵詞】人工挖孔灌注樁,施工,工藝,流砂處治

  一、概述

  人工挖孔灌注樁是指主要采用人工挖孔成樁,具有施工機(jī)具操作簡單,占有施工場地小,對周圍環(huán)境影響小,樁質(zhì)量可靠,可全面展開,縮短工期,造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。挖孔樁在施工過程中,工人在井下作業(yè),勞動條件差,安全事故多。據(jù)調(diào)查顯示,樁基施工中發(fā)生安全事故以挖孔樁為最多。主要集中在地面或高空墜物、地面人員失足跌入樁孔、觸電、起重工具失靈、樁孔內(nèi)出現(xiàn)有毒氣體致使人員窒息和樁孔內(nèi)涌水、流砂等六類。所以在施工中要針對以上情況采取必要的措施,防止事故的發(fā)生。人工挖孔樁是本項(xiàng)目安全生產(chǎn)管理的重點(diǎn),為了有效地控制各種安全事故的發(fā)生,搞好挖孔樁施工的安全管理,特制定該安全專項(xiàng)方案。

  某標(biāo)準(zhǔn)廠房邊坡治理工程共設(shè)計(jì)抗滑樁178棵,其中4#邊坡KHZ-118~KHZ-179#樁徑為2米×2.5米,護(hù)壁厚度設(shè)計(jì)20CM的C20級混凝土,樁長為23米~30米不等,嵌固段深度多數(shù)在16~23米,,F(xiàn)結(jié)合本工程對人工挖孔灌注樁施工工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹,希望能對其他類似工程的施工提供借鑒。

  二、開工前的準(zhǔn)備工作

  1. 整平場地,做好抗滑樁鎖口周圍的排水措施,并做到水通、電通、路通。調(diào)查了解施工現(xiàn)場地上、地下的障礙物,如地下電纜、光纜、上下水管道等的分布情況。

  2. 準(zhǔn)備好施工必須的資料,如樁的設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察報(bào)告書,以便掌握施工區(qū)域各層土的物理力學(xué)性質(zhì),樁持力層的巖土特征及埋深,地下水埋深及分布情況,根據(jù)。

  3. 認(rèn)真編制人工挖孔樁施工方案,施工用電專項(xiàng)方案。其方案首先要保證安全施工,要有全面的安全技術(shù)措施,全面指導(dǎo)施工。

  4. 挖孔樁深度超過2M后要對其坑口采取安全護(hù)欄,不允許非施工人員入內(nèi)。

  5. 準(zhǔn)備好施工工具如挖孔施工工具、模板、通風(fēng)機(jī)、水泵、照明及動力電器等。

  6. 開工前施工單位應(yīng)根據(jù)施工中可能出現(xiàn)的事故、意外傷害,編制相應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案。

  三、加強(qiáng)施工組織與管理

  1. 成立專門的施工指揮組,由分管挖孔樁工程的負(fù)責(zé)人與技術(shù)人員共同負(fù)責(zé)指揮施工、管理、生產(chǎn)與技術(shù)工作。

  2. 按施工方案中制訂的安全技術(shù)措施,以及有關(guān)的安全技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的要求,開工前由施工組織組向全體操作人員、管理人員進(jìn)行安全技術(shù)交底,現(xiàn)場設(shè)專職安全員,負(fù)責(zé)現(xiàn)場的安全檢查與監(jiān)督工作。

  3. 應(yīng)選用專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行人工挖孔樁施工。從事挖孔樁作業(yè)的工人應(yīng)挑選健壯男性青年,并需經(jīng)健康檢查和井下、高空、用電、吊裝及簡單機(jī)械等安全作業(yè)培訓(xùn)且經(jīng)考核合格方可進(jìn)入現(xiàn)場施工。

  4. 每開挖一段應(yīng)及時(shí)進(jìn)行巖性編錄,仔細(xì)核對地層情況,進(jìn)行綜合分析,若地層實(shí)際位置與設(shè)計(jì)有較大出入時(shí),將發(fā)現(xiàn)的異常及時(shí)向建設(shè)單位和勘查、設(shè)計(jì)單位匯報(bào),通過設(shè)計(jì)變更處理。實(shí)際樁長應(yīng)會同業(yè)主、勘查、設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場確定。

  5. 在抗滑樁挖孔施工過程中,必須定期對鎖口進(jìn)行變形觀測,在出現(xiàn)暴雨后也也必須對鎖口位置進(jìn)行變形觀測凡出現(xiàn)位移的樁孔必須停止開挖。

  6. 松散層段原則上以人工開挖為主。孔口做鎖口處理;鶐r段可采用少藥量、多炮眼的松動爆破方式。開挖基本成型后再人工刻鑿孔壁至設(shè)計(jì)尺寸。

  7. 根據(jù)巖土體的自穩(wěn)性、可能的日生產(chǎn)進(jìn)度和模板的高度,經(jīng)過計(jì)算確定一次最大開挖深度。一般地,自穩(wěn)性較好的可塑~硬塑狀粘性土,或稍密以上的碎塊石土,或基巖中為1.05~1.2m;軟弱的粘性土或松散的、易跨塌的碎石層中為0.5~0.6m。

  8. 開挖的棄渣可用1t以上的卷揚(yáng)機(jī)吊起,每次不得超過0.2m3。吊斗的活門應(yīng)有雙套防開保險(xiǎn)裝置。吊出后應(yīng)立即運(yùn)走,堆放于安全的低洼地帶,不得破壞環(huán)境,誘發(fā)次生災(zāi)害,并應(yīng)盡可能搬遷至新建填土場所用。

  9. 當(dāng)土體的富水性較差時(shí),可采用坑內(nèi)直接排水,當(dāng)富水性好,水量很大時(shí),宜采用樁孔外管井排水。

  四、重視施工安全技術(shù)

  1、樁孔內(nèi)的作業(yè)人員應(yīng)遵守下列規(guī)定:

  (1) 必須戴安全帽,穿絕緣膠鞋;

 。2) 嚴(yán)禁酒后作業(yè);不準(zhǔn)在孔內(nèi)吸煙;不準(zhǔn)在孔內(nèi)使用明火;

  (3) 每天開工前應(yīng)用空壓機(jī)對孔底送風(fēng),然后施工人員才能下孔作業(yè),每工作4小時(shí)應(yīng)出孔輪換以防止孔內(nèi)缺氧造成人員傷亡;

 。4) 開挖復(fù)雜的土層時(shí),每挖深0.5m~1m應(yīng)用鋼筋對孔底做探查,探查孔底以下是否有洞穴、涌砂等,確認(rèn)安全后,方可繼續(xù)進(jìn)行挖掘;

 。5) 認(rèn)真留意孔內(nèi)一切動態(tài),如發(fā)現(xiàn)流砂、涌水、護(hù)壁變形等不良預(yù)兆以及有異味氣體時(shí),應(yīng)停止作業(yè)并迅速撤離;

  (6) 在施工中途抽水后,必須先將場面上的專用電源切斷,作業(yè)人員方可下孔作業(yè)。

  2、施工中應(yīng)做好以下安全措施:

 。1) 孔口四周必須設(shè)置護(hù)欄;閑置的孔口必須覆蓋,夜間孔口應(yīng)設(shè)紅燈警示標(biāo)志。

 。2) 雨季施工,應(yīng)做磚砌井口保護(hù)圈,高出地面20cm以防地面水流入井孔口;最上節(jié)混凝土護(hù)壁,在井口處,混凝土沿45cm寬(厚度與護(hù)壁相同)以保護(hù)井口。

  (3) 孔口操作平臺應(yīng)自成體系,防止在護(hù)壁下沉?xí)r被拉跨。

  (4) 在使用提升設(shè)備過程中,人工開挖位置以上2米位置必須用雙層竹條板搭建防護(hù)措施,當(dāng)向上或向下吊東西時(shí),孔內(nèi)作業(yè)人員必須躲避到竹條板一側(cè),以防止提升設(shè)備故障造成人員傷亡。

 。5) 孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急軟爬梯,供人員上下孔使用的電葫蘆、吊籠等應(yīng)配有機(jī)械制動卡緊保險(xiǎn)裝置,不得用麻繩、尼龍繩吊扶或腳踏井壁凸緣上下人。電葫蘆用按扭開關(guān),使用前必須檢驗(yàn)其安全起吊能力。

 。6) 吊運(yùn)土方用的繩索、滑輪和盛土容器應(yīng)完好牢固,起吊時(shí)垂直下方嚴(yán)禁站人。

 。7) 每日開口前必須檢測井下的有毒有害氣體,并應(yīng)有足夠的安全保護(hù)措施,樁孔開挖深度超過10m時(shí),應(yīng)有專門向井下送風(fēng)的設(shè)備。當(dāng)孔內(nèi)有人時(shí),孔上必須有人監(jiān)護(hù),不得擅離崗位。

  (8) 挖出的土方應(yīng)及時(shí)運(yùn)走離開孔口,孔口1m范圍內(nèi)不得堆放;機(jī)動車不得在孔口附近通行。

 。9) 各孔用電必分閘,嚴(yán)禁一閘多用。孔上電纜必須架空2m以上,嚴(yán)禁拖地和埋壓土中,孔內(nèi)電纜電線必須有防濕、防潮、防斷等保護(hù)措施,照明應(yīng)采用安全礦燈或12v以下的安全燈。

  (10) 澆筑樁身混凝土?xí)r,相鄰10m范圍內(nèi)應(yīng)停止挖孔作業(yè),孔底不得留人。

  (11) 挖孔時(shí)還應(yīng)注意的事項(xiàng)如下:

 、俣鄻犊淄瑫r(shí)成孔,應(yīng)采取間隔挖孔方法,相鄰的樁不能同時(shí)挖孔、成孔。必須待相鄰樁孔澆灌完混凝土之后才能挖孔,以保證土壁穩(wěn)定。

 、跀U(kuò)底時(shí),為防止側(cè)面塌方,可采取間隔擴(kuò)底挖土措施,留一部分土方作為支撐,待灌注混凝土前再挖除。

 、弁、擴(kuò)孔完成后,一律應(yīng)在當(dāng)天驗(yàn)收并接著澆灌混凝土,特別是孔壁是砂土、松散填土、飽滿和軟土等更不得過夜再澆灌混凝土,以免塌孔。

  五、出現(xiàn)流砂、淤泥、涌水特殊處理方案

  4#邊坡從地質(zhì)勘察資料,以及現(xiàn)場勘察分析,在抗滑樁人工挖孔過程中不可避免會出現(xiàn)涌水大、流砂、淤泥等特殊情況。所以在開工前就必須做好出現(xiàn)特殊情況的應(yīng)急措施。一旦出現(xiàn)流砂應(yīng)該做好以下應(yīng)急準(zhǔn)備:準(zhǔn)備好草蓆、50CM或則30CM護(hù)壁模板等。以下為幾種在我們目前施工項(xiàng)目中所使用的幾種處理方法:

  1、流砂處治

 。1) 局部出現(xiàn)流砂、淤泥時(shí),施工過程中還能夠正常安裝鋼筋模板,施工中采用草蓆支撐,再用鋼筋穿過草蓆垂直于護(hù)壁釘入土體內(nèi)固定草蓆封堵流砂、淤泥,可以按照正常的1M/模開挖。但是要求側(cè)面支撐好后立即組織鋼筋安裝,模板安裝、澆筑護(hù)壁。

 。2) 多個(gè)面同時(shí)出現(xiàn)流砂時(shí)按照常規(guī)的1米/模開挖,施工中鋼筋模板還沒有安裝好,模板內(nèi)部又出現(xiàn)垮塌,根本無法澆筑。所以在施工上就我們把每模開挖深度減少到50CM或則30CM,減少軟弱面的臨空高度,同時(shí)采用草蓆堵塞,再用鋼筋垂直于護(hù)壁側(cè)面釘入土體內(nèi)固定草蓆防止側(cè)面垮塌。固定好后迅速組織鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑。

 。3) 孔內(nèi)出現(xiàn)的流砂量較大,人工已經(jīng)無法清除,施工工藝上只能采取用鋼板護(hù)壁,施工過程中就要求,護(hù)壁主筋焊接在模板外。鋼板護(hù)壁直接用錘擊法沉至下一模標(biāo)高后再清除淤泥、流砂。鋼板護(hù)壁上主筋應(yīng)與上以模的主筋焊接,防止鋼板護(hù)壁下沉過多導(dǎo)致護(hù)壁脫節(jié)。該措施在我們這個(gè)項(xiàng)目上沒有用到,因?yàn)榻?jīng)現(xiàn)場觀察,所有流砂孔或多或少都出現(xiàn)有一個(gè)面土體相對較硬,如果使用鋼板護(hù)壁,那么可能出現(xiàn)軟側(cè)下沉多,硬側(cè)下沉少,鋼板護(hù)壁出現(xiàn)傾斜。

  2、孔內(nèi)出現(xiàn)涌水過大,基本處理方法有孔內(nèi)降水和孔外降水2種。

  (1) 孔內(nèi)排水:

  當(dāng)土體的富水性較差時(shí),可采用坑內(nèi)直接排水,具體操作:先集中把孔的一側(cè)向下挖,把孔內(nèi)水引至側(cè)邊,放入水機(jī)邊挖邊抽水。施工過程中應(yīng)注意,挖孔工人必須配絕緣水鞋,水機(jī)必須單獨(dú)設(shè)置漏電保護(hù)器,并經(jīng)常檢查水機(jī)絕緣層是否破損。

 。2) 孔外排水:

  當(dāng)土體富水性好,水量很大時(shí),宜采用樁孔外管井排水,可以分為以下兩種。

  a) 集中力量把出水片區(qū)的某一根或幾根樁開挖到設(shè)計(jì)深度,然后從孔內(nèi)向外抽水,達(dá)到降低地下水位及降低土體內(nèi)的含水量的目的,來確保相鄰樁孔的順利開挖。

  b) 在相鄰樁孔間打降水井,在這個(gè)項(xiàng)目我公司對該問專門召開了專題會議討論,最終孔外確定在出水片區(qū)相鄰樁間設(shè)置長螺旋機(jī)制降水井,井徑為φ500mm,內(nèi)裝φ315PVC管,PVC管上均勻設(shè)計(jì)排水孔在用土工布包裹,孔低鋪2米碎石濾水層。長螺旋機(jī)制降水井在施工中收到了很好的效果,只是在部分樁孔因土體的富水性不一,沒有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),但施工中結(jié)合孔內(nèi)排水法,整個(gè)工程挖孔工作已順利完工。

  3、護(hù)壁質(zhì)量

 。1) 凡出現(xiàn)流砂、淤泥、孔內(nèi)涌水,在護(hù)壁澆筑過程中,在澆筑混凝土的過程中可能混凝土還沒有達(dá)到初凝,部分混凝土中的水泥已經(jīng)被滲水沖走,所以在施工措施上應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高混凝土標(biāo)號并在混凝土中添加速凝劑,以確保護(hù)壁質(zhì)量。

 。2) 因出現(xiàn)以上特殊情況護(hù)壁側(cè)邊的土體都是處于不穩(wěn)定狀態(tài),對護(hù)壁的側(cè)壓力相對普通樁相對較大。那么在護(hù)壁模板的拆除時(shí)間上就要適當(dāng)延長,防止新澆混凝土因模板拆除過早發(fā)生開裂、垮塌。