淺談人工挖孔樁護壁施工工藝

劉竹根

（江西省送變電建設公司，江西南昌 330200）

0 引言

人工挖孔樁基礎樁直徑不得小于800 mm，且不宜大于2 500 mm，樁深不宜大于30 m。國內(nèi)外實踐經(jīng)驗及理論已經(jīng)證明：當上部結(jié)構(gòu)荷載很大，采用大直徑樁是比較經(jīng)濟的。人工挖空樁有許多突出的特點：施工機具設備簡單，操作方便，無噪音，無震動，對周圍環(huán)境影響?。皇┕に俣瓤?，可按施工進度要求決定同時挖孔樁的數(shù)量；可直接觀察地質(zhì)變化情況，樁底沉渣易清除，施工質(zhì)量可靠，工程造價低等，它不僅適用于山區(qū)丘陵土質(zhì)等比較堅硬、地形地貌變化較大的地區(qū)，也可應用于軟土地基。

1 施工工藝流程及操作要點

1.1 施工工藝流程

人工挖孔樁施工工藝流程見圖1。

1.2 施工操作步驟

1.2.1 第一節(jié)樁孔開挖

開挖應從上至下逐層進行，先挖中間部門，然后擴及周邊，注意開挖過程中時刻控制開挖的截面尺寸，單節(jié)開挖高度以1 000 mm為宜。

1.2.2 第一節(jié)護壁施工

1.2.2.1 護壁鋼筋綁扎、模板支護

1）對于土質(zhì)較差的地段或設計要求做護壁配筋的，一定要進行護壁配筋，配筋應根據(jù)施工圖及單節(jié)開挖高度來確定。護壁縱向鋼筋露出模板下端長度應滿足設計要求。鋼筋綁扎如圖2所示。

2）第一節(jié)孔圈護壁應比下面的護壁厚100-150 mm，并應高出現(xiàn)場地面200-250 mm，上下護壁間的搭接長度不得少于50mm。

圖1 人工挖孔樁施工工藝流程

3）護壁模板一般做成4片，模板間用卡具、扣件連接固定，在每節(jié)模板上下端各設一道圓弧形、用槽鋼或者角鋼做成的內(nèi)鋼圈作為內(nèi)模支撐，防止內(nèi)模因受力而變形。模板上口直徑與樁徑相等，下口直徑為樁徑+100 mm，護壁模板單節(jié)高度一般為1 000 mm。模板支護如圖3所示。

1.2.2.2 混凝土澆筑

1）鋼筋綁扎、支模完成后應立即澆筑混凝土。護壁混凝土一般采用細石混凝土，混凝土強度視設計要求而定。

圖2 護壁鋼筋綁扎

圖3 護壁模板支護

2）澆筑混凝土時，用敲擊模板及用搗固釬或振搗器搗實，不得在樁孔水淹沒模板情況下灌注混凝土。根據(jù)地質(zhì)情況，盡量使用速凝劑，盡快達到設計強度要求。

3）護壁混凝土的內(nèi)模拆除，根據(jù)氣溫等情況而定，一般可在24 h以后進行，使混凝土有一定強度，可以擋土。

1.2.3 樁孔定位檢查

當?shù)谝还?jié)護壁拆模后，必須把軸線位置標定在護壁上，并用水準儀把相對水平標高畫記在第一圈護壁內(nèi)，作為控制樁位置和垂直度及確定樁的深度和柱頂標高的依據(jù)。水平誤差不得大于20 mm，垂直誤差不得大于50 mm。

1.2.4 安裝防護、照明、起吊、通風等設施

1）根據(jù)工程特點，安裝電動提升器或人力提升裝置，進行提土作業(yè)，用于提土作業(yè)的吊桶應位于樁孔中心位置，防止吊桶提升時碰傷護壁混凝土。

2）井底照明必須用帶燈罩的防水安全燈具。

3）當孔深大于10 m時，應配備通風裝置通風，防止有害氣體的危害或孔內(nèi)氧氣不足時，造成施工人員窒息。

4）挖孔作業(yè)時上下人員輪換作業(yè)，應使用爬梯上下孔洞。樁孔外人員時刻對樁內(nèi)作業(yè)進行監(jiān)護，應配備無線對講機等通信工具保持與孔內(nèi)人員聯(lián)系。

1.2.5 第二節(jié)樁孔開挖

開挖方法與第一節(jié)開挖相同，從上至下逐層進行，先挖中間部分的土方，然后擴及到周邊，利用提升裝置提土，孔內(nèi)人員應戴好安全帽，系好安全帶。吊桶離開孔口上方1.0 m時，將活動擋板遮蓋洞孔，防止棄土回落傷人。

1.2.6 第二節(jié)護壁施工

1.2.6.1 鋼筋綁扎、模板支護要求與第一節(jié)相同

1.2.6.2 澆筑第二節(jié)護壁混凝土

混凝土用串筒輸送，人工澆筑，人工插搗密實，上下節(jié)護壁重疊處混凝土應搗固密實，拆模后發(fā)現(xiàn)有蜂窩、漏水現(xiàn)象時，應及時補強。

1.2.7 第n節(jié)樁孔開挖、護壁施工

第n節(jié)樁孔開挖、護壁施工，與第二節(jié)護壁施工方法相同。

1.2.8 樁底擴大頭開挖

開挖樁底擴大頭時，應先將擴底部分樁身的圓柱體挖好，樁底應支承在設計所規(guī)定的持力層上，再按擴大部分的尺寸形狀自上而下削土擴充至滿足設計圖紙要求。

1.2.9 終孔檢查驗收

成孔以后必須對樁身直徑、擴頭尺寸、樁長、樁位中心位置、井壁垂直度、虛土厚度等進行全面檢查。會同設計、監(jiān)理單位辦理隱蔽驗收手續(xù)，并做好施工記錄。

1.2.10 樁身混凝土澆筑

1.2.1 0.1鋼筋籠的制作和安放

1）人工挖孔樁的鋼筋籠制作、運輸和安裝過程中，應采取措施防止變形。

2）安放鋼筋籠前，應在底部放置和樁身強度相同的墊塊，尺寸根據(jù)鋼筋保護層厚度確定。

3）鋼筋籠主筋保護層厚度不宜小于70 mm。保護層厚度可采用鐵墊件，綁扎或焊接在鋼筋籠外側(cè)的設計位置上。

4）鋼筋籠過長需要分段接駁者，其接駁焊縫及接頭數(shù)量應符合國標GB 50204-92的要求。

5）吊放鋼筋籠入孔時，不得碰及孔壁，澆筑混凝土時，應采取措施，校正設計標高固定鋼筋籠位置。

1.2.1 0.2混凝土澆筑

1）澆筑混凝土應從柱底到柱頂標高一次完成。如遇停電等特殊原因，必須留施工縫時，可在混凝土面周圍加插適量的短鋼筋。在灌注新的混凝土前，縫面必須清理干凈，不得有積水和隔離物質(zhì)。

2）澆筑混凝土時，必須使用溜槽或串筒離混凝土面2 m以內(nèi)，不準在井口拋鏟或倒車傾料，以免混凝土離析，影響混凝土強度。

3）在澆筑混凝土時，相鄰10 m范圍內(nèi)的挖孔作業(yè)應停止，并不得在孔底留人。

4）澆筑混凝土時，應留置試塊，每根樁不得少于1組，并送檢測單位及時送檢。

1.2.11 養(yǎng)護、拆模及成品保護

1）混凝土澆制完畢后，應在12 h內(nèi)開始澆水養(yǎng)護，天氣炎熱、干燥無風時，應在3 h內(nèi)進行澆水養(yǎng)護。冬季氣溫低，不應澆水養(yǎng)護。澆水次數(shù)應以保持混凝土具有足夠的潤濕狀態(tài)為度。

2）混凝土澆水養(yǎng)護日期，對普通硅酸鹽和礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于5日。

3）澆制養(yǎng)護的混凝土，當其強度達到2.5 MPa以上時，方可拆模。

4）拆模時，要注意保護混凝土基礎棱角，不可使模板拆模時粘掉混凝土或以任何方式損傷基礎棱角。

2 質(zhì)量控制要點

1）基礎分坑過程中應妥善保管好中心樁、輔助樁。

2）樁孔開挖時，隨時對樁孔進行校核，確保尺寸正確。已挖好的樁孔應及時吊裝鋼筋籠和澆筑混凝土。

3）護壁施工時，模板支護要牢固，混凝土振搗應密實，不應出現(xiàn)露石、孔洞等現(xiàn)象。

4）施工現(xiàn)場必須有良好的排水設施，嚴防雨水滲入樁孔內(nèi)，浸泡樁孔。

5）鋼筋籠應保持清潔，已成形的鋼筋籠，不得扭曲、松動變形。

吊入樁孔時，不得碰及孔壁。澆筑混凝土，應將鋼筋籠牢固固定。

6）基礎施工鋼筋、砂、石、水泥必須經(jīng)過檢驗合格并取得合格證，方可進入施工現(xiàn)場使用。

7）冬季施工應編制專項施工方案，采取加熱保溫措施。

3 安全、環(huán)保施工措施

1）所有施工人員進場必須戴好安全帽、穿絕緣膠鞋。

2）認真研究設計提供的地質(zhì)資料，分析地質(zhì)情況，出現(xiàn)流砂、管涌等情況及時與設計、監(jiān)理溝通，并制定相應的專項施工措施。

3）人工挖孔樁開挖施工時，孔上必須有專人監(jiān)督防護，樁孔周圍要設安全防護欄。

4）每孔必須設置安全繩及應急軟爬梯，上端應牢固固定，確保安全使用。

5）孔深超過10 m時，必須設置通風設施，以便向孔內(nèi)強制輸送新鮮空氣，排除有害氣體。

6）已挖好的樁孔必須用木板或鋼筋網(wǎng)片等蓋好，防止土塊、雜物、人員墜落。

7）嚴格控制施工臨時占地，減少對地表植被的破壞。受施工影響的設施，施工完畢后盡快恢復。

8）加強對施工燃油、工程材料、設備、棄土的控制和處理，不得隨意堆放，做到“工完、料盡、場地清”。

4 “流砂”等復雜地質(zhì)造成的塌方處理

人工挖孔樁在開挖過程中，地表以下的土層會收到滲透力的作用。對砂性土而言，當?shù)叵滤乃ζ露仍龃蟮侥骋怀潭葧r，砂土便會產(chǎn)生懸浮流動現(xiàn)象（流砂）。

處理方法：施工之前，應仔細分析施工現(xiàn)場地質(zhì)勘察報告，制定切合實際的施工方法，加強預防措施防止護壁失穩(wěn)。如查明地下水較大，應采用井點降水法施工。遇暴雨天氣，應停止施工，加蓋井口，將地下水位降至可能產(chǎn)生“流砂”的地層以下，或?qū)⑺ζ露冉抵僚R界水力坡度以下；其次，過重物及井口積土應及時清運，孔口周圍必須設置護欄圍護，當護壁或孔壁出線失穩(wěn)險情時應及時處理。

“流砂”現(xiàn)象不太嚴重時，可以采用稻草扎成一個個小草把，塞于井下“流砂”區(qū)，并澆搗鋼筋混凝土沉井等作為護壁，待穿過“流砂”層后，再按一般方法施工。實踐證實，在出現(xiàn)井下“流砂”初期，迅速投入人力及降水機具或在護壁混凝土中加入快凝早強添加劑，這一施工方法，也不失為最佳選擇。

5 結(jié)論

本方法具有環(huán)保、施工器具需求少、人員投入較少，施工方式簡便、質(zhì)量控制直觀、易控等特點。與開挖式基礎相比具有開挖量小、占地面積少、棄土量少等特點。與灌注樁相比具有操作簡便、成本低廉等優(yōu)點，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]JGJ 94-2008，建筑樁基技術規(guī)范[S].

[2]劉明遠,吳偉逸.淺說大直徑人工挖孔樁的設計與施工[C].樁基技術新進展學術討論會論文集.寧波,1991.

[3]羅章,李文兵,黎振茲.人工挖孔樁護壁設計及其工程應用[J].土工基礎,2001,15(1):49-52.

[4]謝尊淵,方先和.建筑施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1986.