礦區(qū)人工挖碎矸石成孔施工技術(shù)的應(yīng)用

趙麗棠

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西陽泉 045000)

0 引言

基礎(chǔ)施工是建筑工程施工的一個(gè)重要分部，如何組織基礎(chǔ)施工，不但影響到建筑工程的工期、成本，甚至還有社會(huì)效益，就成為一個(gè)至關(guān)重要的課題。在陽泉三礦西沙臺(tái)E6號(hào)住宅樓的施工中，我們成功的運(yùn)用人工挖碎矸石成孔這一施工難題，并進(jìn)行了探討。

1 工程概況

陽泉三礦西沙臺(tái)E6號(hào)住宅樓工程位于三礦西沙臺(tái)，為一幢三單元七層63戶的多層住宅樓，總建筑面積為5 448.9 m2。是棚戶區(qū)改造項(xiàng)目中的一幢樓，關(guān)系到解決一批特困戶的問題。曾經(jīng)因?yàn)榈鼗幚沓杀靖?，甲方曾一度放棄這幢住宅樓的建設(shè)。

2 施工工藝

測(cè)量放線定樁位及高程→做護(hù)圈→打擋草袋鋼筋→挖第一節(jié)樁孔碎石成孔→綁護(hù)壁鋼筋→支模板→澆筑護(hù)壁混凝土、養(yǎng)護(hù)→校核樁中心線、直徑→安裝井架、電動(dòng)轆轤→挖第二節(jié)樁孔碎石成孔→放草袋→綁護(hù)壁鋼筋→支模板→澆混凝土、養(yǎng)護(hù)→校核樁中心線、直徑→拆上節(jié)模板→逐層往下循環(huán)作業(yè)至設(shè)計(jì)深度→檢查驗(yàn)收→吊放鋼筋籠→放混凝土溜桶(導(dǎo)管)→澆筑樁身混凝土(隨澆隨振)。

3 主要施工方法

3.1 測(cè)量放線確定樁位和高程

根據(jù)三礦西沙臺(tái)的永久坐標(biāo)控制點(diǎn)引出E6號(hào)樓的控制點(diǎn)?軸和①軸的相交點(diǎn)X:101 650.816，Y:94 884.769。依據(jù)樁基的施工布置圖，確定每個(gè)樁孔的中心位置，并以此點(diǎn)為圓心，以樁身半徑加護(hù)壁厚度為半徑畫出樁孔開挖圓圈，并撒白灰線做標(biāo)記。依據(jù)總平面布置圖和樁基施工圖確定樁孔的標(biāo)高，并做好記錄，請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師檢查，辦好預(yù)檢手續(xù)方可進(jìn)行開挖。

3.2 成孔方法

3.2.1 成孔

以樁位點(diǎn)為圓心，內(nèi)半徑為0.7 m做一個(gè)圓護(hù)圈，護(hù)圈采用C20鋼筋混凝土澆筑，高度為400 mm，寬度為300 mm。將第一節(jié)擋草袋Φ14的鋼筋打入碎矸石層中，間距150 mm，水平段長(zhǎng)為300 mm，錨入護(hù)孔圈內(nèi)，豎直段長(zhǎng)為1.2 m。然后挖第一節(jié)樁孔，要從上到下逐段進(jìn)行，先挖中間部分的碎矸石，然后向周邊擴(kuò)展，有效地控制開挖樁孔的截面尺寸;不小于設(shè)計(jì)孔徑。棄石裝入吊桶內(nèi)，人工用吊桶提升至地面，用手推車運(yùn)至集中地點(diǎn)，裝自卸車運(yùn)至指定堆土地點(diǎn)。成孔后，綁護(hù)壁鋼筋，支模板，澆筑混凝土，第一板護(hù)壁高度為800 mm。

然后挖第二節(jié)樁孔，沿圓周，每間隔120°挖一點(diǎn)，共三點(diǎn)，高度為400 mm，用磚墊在上節(jié)護(hù)壁下面、支設(shè)穩(wěn)固，以防護(hù)壁下沉，然后大面積開挖，先挖中心后挖四周，在護(hù)壁下方時(shí)，邊挖邊擋草袋，以防止側(cè)壁碎矸石塌入坑內(nèi)，每節(jié)挖孔深度為400 mm，成孔后綁護(hù)壁鋼筋(護(hù)壁鋼筋為Ф8@200，搭接長(zhǎng)度為150);支模;澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)。以第二節(jié)成孔方法循環(huán)進(jìn)行直至設(shè)計(jì)深度。挖孔時(shí)，當(dāng)擋土鋼筋進(jìn)埋深還有400 mm時(shí)，應(yīng)繼續(xù)打擋土鋼筋，保證混凝土內(nèi)鋼筋搭接長(zhǎng)度為400 mm。

3.2.2 護(hù)壁模板

護(hù)壁模板采用一板定型組合鋼模板，拼裝成圓臺(tái)型，模板上口內(nèi)徑小，下口內(nèi)徑大，以利于混凝土的澆筑。模板之間的連接采用U形卡，模板的上口和下口各設(shè)一道圓弧形的內(nèi)鋼圈作支撐，內(nèi)鋼圈選用∠40×4加工制作，并用鋼管對(duì)頂，以防止模板變形、跑模。拆上一板支下一板，重復(fù)周轉(zhuǎn)使用。第一板護(hù)壁高出地面400 mm，上下兩板護(hù)壁搭接50 mm。樁孔的十字軸線和標(biāo)高均要標(biāo)在護(hù)孔圈上。

3.2.3 護(hù)壁混凝土的澆筑

第一板樁孔護(hù)壁混凝土和護(hù)孔圈混凝土一起澆筑，以保證護(hù)孔圈和護(hù)壁的整體穩(wěn)定性。人工澆筑，機(jī)械振搗?；炷恋膹?qiáng)度為C30。為確保孔壁的穩(wěn)定性，每板護(hù)壁須在當(dāng)日內(nèi)連續(xù)澆筑施工。拆模后發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時(shí)應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施防止造成事故?；炷劣么策\(yùn)送，人工澆筑，人工插搗密實(shí)。為加快施工進(jìn)度，護(hù)壁混凝土可摻加由實(shí)驗(yàn)室確定的速凝早強(qiáng)劑的配比，以縮短混凝土的硬化時(shí)間。

3.2.4 檢查樁位(中心)軸線及標(biāo)高

檢查樁孔的軸線，用十字線對(duì)中，線錘吊線到樁孔底，復(fù)核樁孔底圓心。檢查樁孔底的半徑偏差，孔壁的垂直平整度，并及時(shí)糾偏。測(cè)量樁孔的深度，做好施工記錄，用紅色油漆標(biāo)識(shí)于護(hù)孔圈上。樁孔須以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，逐根進(jìn)行放線。保證樁孔的軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

3.2.5 搭設(shè)電動(dòng)提升機(jī)

當(dāng)樁孔深度達(dá)到2 m時(shí)，開始安裝電動(dòng)提升機(jī)，安裝前要檢查電動(dòng)機(jī)、鋼絲繩、繩卡及繩卡的數(shù)量，以保證提升機(jī)的正常、安全運(yùn)轉(zhuǎn)。提升機(jī)安裝完成后，要檢查其穩(wěn)定性，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，正常后方可投入使用。

3.2.6 安裝吊桶、鼓風(fēng)機(jī)、照明、活動(dòng)蓋板

1)安裝吊桶時(shí)，應(yīng)當(dāng)使吊桶和樁孔的中心位置重合，以便控制樁孔的中心位置，并作為護(hù)壁施工的控制點(diǎn)。固定吊桶的鋼絲繩卡不少于3個(gè)。

2)當(dāng)樁孔深度達(dá)到5 m時(shí)，安裝鼓風(fēng)機(jī)，開始向樁孔內(nèi)送風(fēng)。每天作業(yè)前，首先向樁孔內(nèi)通風(fēng)10 min，加強(qiáng)空氣對(duì)流，操作工人才能下樁孔下作業(yè)。作業(yè)時(shí)，上下人員每4 h輪換一次，樁孔上人員密切注視觀察樁孔下人員的情況，互相呼應(yīng)，切實(shí)預(yù)防安全事故的發(fā)生。

3)樁孔內(nèi)照明電源須用36 V、防水、防爆帶罩的安全燈具。

4)每日收工時(shí)，樁孔口要安裝活動(dòng)的安全蓋板，當(dāng)樁孔內(nèi)有人施工時(shí)，樁孔口的1/3要掩好蓋板，吊運(yùn)碎石時(shí)，吊桶內(nèi)不得裝的過滿，防止雜物掉下砸人，無關(guān)人員不得靠近樁孔口邊，樁口上設(shè)防護(hù)欄桿。

5)因西沙臺(tái)工地地下有煤層，有瓦斯存在的可能，因此操作工人均佩帶有瓦斯檢測(cè)儀器。

3.2.7 檢查護(hù)壁混凝土質(zhì)量

每段樁孔護(hù)壁模板拆除后，要檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，上下要垂直平順，否則要修整孔壁。模板上口留出寬度為100 mm的混凝土澆筑口，接口處要搗固密實(shí)，強(qiáng)度達(dá)到1 MPa時(shí)拆模。

3.2.8 復(fù)驗(yàn)樁位中心線及標(biāo)高

以樁孔口的定位線為依據(jù)，逐段校測(cè)，做好施工記錄，并標(biāo)識(shí)于護(hù)孔圈上。

3.2.9 檢查驗(yàn)收

向下逐層循環(huán)作業(yè)，直到樁孔挖至設(shè)計(jì)要求的巖石層、擴(kuò)底，保證入巖深度為2.5 m，清除虛土、碎石，檢查巖石情況。請(qǐng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、勘察、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督等相關(guān)單位做樁基復(fù)驗(yàn)，對(duì)樁深直徑、孔底標(biāo)高、樁位中心線、井壁垂直度、基底土質(zhì)承載力進(jìn)行全面測(cè)定，做好驗(yàn)槽手續(xù)，方可隱蔽樁孔。

因基底巖石層情況復(fù)雜，兩樁之間基底高差有大于其水平間凈距的情況，此時(shí)須經(jīng)設(shè)計(jì)部門出具處理意見。

3.3 鋼筋工程

3.3.1 鋼筋籠制作

灌注樁鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)制作，根據(jù)樁孔深度確定其長(zhǎng)度。鋼筋籠的主筋為通長(zhǎng)鋼筋，接頭采用焊接，保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求50 mm。每隔2 m設(shè)一道加強(qiáng)箍圈，并和鋼筋籠主筋焊接。

3.3.2 吊裝鋼筋籠

現(xiàn)場(chǎng)利用塔吊吊裝鋼筋籠，人工將鋼筋籠水平運(yùn)到樁孔附近，鋼筋籠的吊點(diǎn)位置采用焊接，焊接長(zhǎng)度為10d(主筋直徑)，由塔吊將鋼筋籠從水平位置緩慢變?yōu)橹绷顟B(tài)，起吊、緩慢放入樁孔，扶穩(wěn)、慢慢下放，避免碰撞孔壁。當(dāng)鋼筋籠到達(dá)設(shè)計(jì)位置時(shí)，用槽鋼在樁孔固定鋼筋籠。若有兩段鋼筋籠連接時(shí)，采用綁條焊接，接頭數(shù)按50%錯(cuò)開。

3.4 混凝土工程

1)澆筑樁身混凝土?，F(xiàn)場(chǎng)不設(shè)攪拌站，樁身混凝土采用泵送商品混凝土。澆筑樁身混凝土:混凝土采用粒徑為20 mm～40 mm的石子，坍落度為180 mm～220 mm。用漏斗加串筒向樁孔內(nèi)澆筑混凝土。當(dāng)樁孔深度超過12 m，混凝土的落差大于2 m時(shí)，選用混凝土導(dǎo)管澆筑。樁身混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，一次澆筑到頂，中間不應(yīng)停頓。

2)樁頂混凝土在澆筑完畢12 h后，灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7晝夜。

4 質(zhì)量要求

樁孔位中心線允許偏差:±10 mm;樁孔徑允許偏差:±10 mm;樁的垂直度允許偏差3‰L(L為樁孔長(zhǎng));孔底部不允許有虛土。

5 安全防護(hù)措施

1)設(shè)專職瓦檢員(聘用三礦)。每間隔10 min，檢測(cè)坑下瓦斯?jié)舛取?)上、下作業(yè)人員均必須佩戴安全帽、安全帶、安全繩。3)作業(yè)前1 h，開始不停的向井下送風(fēng)，風(fēng)管直徑為100 mm。4)坑下設(shè)36 V安全電壓照明，燈泡為防爆型。5)井下、井上作業(yè)人員嚴(yán)禁吸煙。6)井口護(hù)圈必須高出地面300 mm。7)提土鋼絲繩卡不少于3個(gè)。8)每班前，樁內(nèi)使用的工具須提前綁扎牢固送入孔內(nèi)。9)每日收工后，樁孔必須及時(shí)覆蓋。10)每班前，須檢查提升機(jī)的完好情況。

6 推廣應(yīng)用前景

碎矸石地質(zhì)條件下人工挖孔樁施工工藝的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)周圍環(huán)境污染小，總的施工成本低，且成孔費(fèi)用消耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比其他方法成孔費(fèi)用低，縮短了工期，大大降低了施工人數(shù)及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了施工作業(yè)環(huán)境，是一種理想的施工工藝。