人工挖孔灌注樁施工技術(shù)

王 興 亮

(山西省宏圖建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000)

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人工挖孔灌注樁施工技術(shù)

王 興 亮

(山西省宏圖建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了人工挖孔灌注樁的工藝原理，從定樁、混凝土護(hù)壁、探孔、成孔驗(yàn)收、灌注混凝土等方面，闡述了人工挖孔灌注樁的施工技術(shù)，并提出了施工質(zhì)量與安全控制措施，達(dá)到了設(shè)計(jì)與相關(guān)規(guī)范的要求。

灌注樁，樁孔，混凝土，護(hù)壁

1 工程概況

本工程為某市文華園小區(qū)3號(hào)住宅樓，位于文昌街以北，黃華街以西。3號(hào)樓建筑高度為76.9 m，地下3層，地上24層，地下3層層高為4.2 m，地下2層層高為4.5 m，地下1層層高為3.0 m，地上1層～24層層高為3.0 m。主樓為剪力墻結(jié)構(gòu)，裙樓為框架結(jié)構(gòu)。地下3層北側(cè)平時(shí)為雙層機(jī)械機(jī)動(dòng)車庫(kù)，戰(zhàn)時(shí)為核6級(jí)常6級(jí)甲類二等人員隱蔽所，南側(cè)為戊類儲(chǔ)藏，地下1層為自行車庫(kù)，地上1層～24層均為單元式住宅。建筑耐火等級(jí)為一級(jí)，屋面防水等級(jí)為Ⅰ級(jí)，地下室防水等級(jí)為二級(jí)，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為四級(jí)，建筑設(shè)計(jì)使用年限為50年。

2 灌注樁基礎(chǔ)說(shuō)明

本工程以太原市興華巖土工程勘察質(zhì)量檢測(cè)有限公司提供的勘察報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)，基底持力層為第②層粉質(zhì)粘土層，承載力特征值fak=135 kPa，天然地基不能滿足地基承載力要求，故作地基處理。地基處理采用大直徑混凝土樁復(fù)合地基，處理后復(fù)合地基承載力特征值為495 kPa。樁直徑為800，人工挖孔樁共215根。人工挖孔樁樁端持力層為地質(zhì)報(bào)告第⑧層石灰?guī)r層，樁端應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)定持力層500 mm，有效樁長(zhǎng)不少于7 m。樁孔挖至孔底設(shè)計(jì)標(biāo)高經(jīng)相關(guān)單位確定持力層后，擴(kuò)底前在樁底鉆探一孔，探深5.0 m，以查明樁底有無(wú)軟夾層和巖洞，做好記錄，如遇特殊情況，相應(yīng)增加探深，無(wú)異常方可擴(kuò)底。樁混凝土等級(jí)為C25，單樁豎向承載力特征值不小于2 551 kN。成樁后按規(guī)定要求做靜載荷試驗(yàn)。

3 施工方法

3.1 人工挖孔灌注樁工藝原理

人工挖孔灌注樁是指在樁的定位處人工用短柄鐵鍬、鎬、錘、釬等工具挖掘成孔(或端部擴(kuò)大)，挖掘一段護(hù)壁一段直至設(shè)計(jì)標(biāo)高后安放鋼筋籠、澆筑混凝土而成樁；本工程設(shè)計(jì)為素混凝土人工挖孔灌注樁。

3.2 施工機(jī)具

人工挖孔樁的機(jī)具主要有：

1)吊架。用鋼架構(gòu)成。

2)電動(dòng)葫蘆(或手搖轆轤)和提土筒。用于材料和棄土的垂直運(yùn)輸及人員上下。使用的垂直運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)有可靠的安全保險(xiǎn)裝置，電動(dòng)葫蘆用按鈕式開(kāi)關(guān)。

3)短柄鐵鍬、鎬、錘、釬等挖土工具及定型組合式護(hù)壁鋼模板。

4)鼓風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)。用于向樁孔中強(qiáng)制送入新鮮空氣。

5)應(yīng)急軟爬梯。樁孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急軟爬梯供人員上下。

6)澆筑混凝土機(jī)具、振搗設(shè)備及串筒等。

3.3 人工挖孔灌注樁工藝流程

基礎(chǔ)挖土至樁工作面→確定樁位置和標(biāo)高→人工挖第一節(jié)樁孔土方(一節(jié)為1 m)→檢查成孔情況(土質(zhì)、尺寸偏差等)→第一節(jié)護(hù)壁施工→引測(cè)樁的標(biāo)高和位置控制線到護(hù)壁上→安裝垂直運(yùn)輸、通風(fēng)、照明及安全防護(hù)設(shè)施等→人工挖第二節(jié)樁孔土方→檢查成孔情況(土質(zhì)、尺寸偏差等)→第二節(jié)護(hù)壁施工→重復(fù)第二節(jié)工序施工直至設(shè)計(jì)深度→探孔→擴(kuò)底→檢查驗(yàn)收→合格后澆筑混凝土。

3.4 定樁位置和高程

根據(jù)甲方提供的坐標(biāo)點(diǎn)測(cè)量出擬建建筑物的位置和±0.000標(biāo)高點(diǎn)，建立坐標(biāo)及高程控制網(wǎng)和基準(zhǔn)點(diǎn)，放線開(kāi)挖基坑至樁基工作面，將軸線和標(biāo)高點(diǎn)引測(cè)至基坑，復(fù)核無(wú)誤后，測(cè)出樁的位置，引出控制樁，在控制樁上做好標(biāo)記；經(jīng)建設(shè)及監(jiān)理單位驗(yàn)收符合要求后進(jìn)行下道工序施工。

3.5 挖第一節(jié)樁孔土方

每3人為一組進(jìn)行人工挖孔灌注樁施工，每組每天以3根～4根樁進(jìn)行流水施工，由于樁間距小于4 m相鄰兩樁不得同時(shí)施工，應(yīng)隔樁交錯(cuò)跳挖施工；采用短柄鐵鍬、鎬、錘、釬等挖土工具進(jìn)行挖土，每挖土深度1 m為一節(jié)，挖土樁成孔直徑為1 100 mm；每節(jié)挖土成孔后，對(duì)樁孔直徑、位置、垂直度等進(jìn)行自檢合格的基礎(chǔ)上，經(jīng)建設(shè)及監(jiān)理單位驗(yàn)收符合要求后進(jìn)行下道工序作業(yè)。

3.6 混凝土護(hù)壁施工

混凝土護(hù)壁的施工是人工挖孔灌注樁成孔的關(guān)鍵，大量人工挖孔樁事故，大都是在灌注護(hù)壁混凝土?xí)r發(fā)生的，順利地將護(hù)壁混凝土灌注完成，人工挖孔樁的成孔也就完成了。本工程人工挖孔灌注樁混凝土護(hù)壁采用內(nèi)齒式形式，每節(jié)混凝土護(hù)壁上口厚度150 mm，下口厚度100 mm；護(hù)壁鋼筋為雙向φ8@150，豎向鋼筋上下搭接長(zhǎng)度為350 mm；護(hù)壁內(nèi)模采用組合定型式鋼制模板，高1 050 mm；護(hù)壁混凝土強(qiáng)度為C25?；炷磷o(hù)壁施工的基本要求如下：

1)第一節(jié)護(hù)壁頂面應(yīng)高出打樁工作面150 mm，護(hù)壁厚度應(yīng)比下面的厚100 mm；

2)護(hù)壁模板應(yīng)分四塊拼裝支設(shè)，便于安裝、拆卸和施工；

3)護(hù)壁每節(jié)上口厚度為150 mm，下口厚度為100 mm，上下節(jié)護(hù)壁的搭接長(zhǎng)度應(yīng)保證50 mm；

4)每節(jié)護(hù)壁均應(yīng)在當(dāng)日施工完成，且澆筑混凝土24 h后再拆模；

5)護(hù)壁混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械攪拌，澆筑時(shí)用人工配合機(jī)械進(jìn)行振搗密實(shí)；

6)拆模后檢查混凝土的外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)有蜂窩、麻面、漏水等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)用早強(qiáng)及補(bǔ)償收縮性混凝土修補(bǔ)。

3.7 探孔

對(duì)每根樁樁底進(jìn)行鉆孔，探深5 m，若鉆探深度內(nèi)無(wú)巖溶發(fā)育現(xiàn)象，則無(wú)需處理，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行擴(kuò)底施工。若單根樁鉆探深度內(nèi)有巖溶發(fā)育，則應(yīng)將樁穿透巖溶孔洞，樁端持力層選為無(wú)巖溶發(fā)育的第12層石灰?guī)r層后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行擴(kuò)底施工。

3.8 成孔驗(yàn)收

挖孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高施工單位自檢合格后，報(bào)監(jiān)理、建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)及有關(guān)政府質(zhì)量監(jiān)督部門進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，符合設(shè)計(jì)和國(guó)家有關(guān)規(guī)范規(guī)定要求進(jìn)行下道工序施工。

3.9 樁體混凝土灌注

成孔驗(yàn)收合格后應(yīng)清除孔內(nèi)泥土和積水等殘留物，樁體混凝土采用商品混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C25，混凝土坍落度應(yīng)控制在90 mm～120 mm；結(jié)合樁孔位置采用汽車泵澆筑樁身混凝土，當(dāng)混凝土落距大于2 m時(shí)應(yīng)增設(shè)溜槽和串筒；每澆筑500 mm厚為1層，混凝土振搗采用插入式振動(dòng)棒振搗，振搗時(shí)應(yīng)快插慢拔，表面出現(xiàn)浮漿、無(wú)氣泡及沉陷為宜，同時(shí)應(yīng)在下層混凝土初凝前澆筑上層混凝土；混凝土澆筑過(guò)程中，滲水量較大時(shí)，應(yīng)采取排水措施，確?；炷恋臐仓|(zhì)量。

3.10 孔樁地表及地下水排水

1)地表水：采用明溝將水引流至集水坑后，用抽水設(shè)備將水排走。

2)地下水：地下水較小時(shí)采用潛水泵邊抽水邊挖邊作混凝土護(hù)壁；當(dāng)?shù)叵滤^大時(shí)，為了減少水的壓力，采用局部群孔挖掘分流，并保證相鄰孔挖掘深度大致相等，以此來(lái)減少單樁的涌水量，從而減少水的壓力。

4 質(zhì)量防治措施

4.1 護(hù)壁混凝土開(kāi)裂或坍塌的防治措施

1)人工挖孔必須有詳細(xì)的水文地質(zhì)資料，為校核地質(zhì)、設(shè)計(jì)及工藝是否滿足要求可在施工前做試驗(yàn)挖樁，以便提前采取預(yù)防措施；2)當(dāng)出現(xiàn)土質(zhì)不良或滲水量較大地層時(shí)，應(yīng)減少護(hù)壁模板高度，一般為300 mm～500 mm高，鋼筋雙向φ8變?yōu)殚g距100 mm，采用早強(qiáng)摻速凝劑的混凝土隨挖隨驗(yàn)隨澆筑；3)遇到塌孔或塌孔較嚴(yán)重時(shí)，可采用預(yù)制管護(hù)壁或現(xiàn)澆不拆模永久留人孔的措施。

4.2 樁身混凝土松散、離析的防治措施

1)樁身混凝土澆筑前要保證孔底的水清理干凈，必要時(shí)提泵過(guò)程中不要關(guān)閉電源，以免抽水管中水流入孔內(nèi)，影響混凝土的配合比和密實(shí)度；

2)如果孔中水比較多，且無(wú)可行的抽水方法時(shí)，樁身混凝土澆筑采用水下施工工藝的方法。

5 安全措施

1)所有進(jìn)場(chǎng)施工人員應(yīng)簽訂安全責(zé)任狀，進(jìn)行安全教育、培訓(xùn)且考試合格后，由項(xiàng)目部施工員、技術(shù)負(fù)責(zé)人及專職安全員對(duì)全體人員進(jìn)行安全技術(shù)交底并簽字歸檔方可進(jìn)場(chǎng)作業(yè)；

2)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)人員一律戴安全帽，穿工作服和平底防滑鞋，孔下作業(yè)人員應(yīng)穿雨鞋，進(jìn)行孔下作業(yè)時(shí)樁孔上必須有人看護(hù)；

3)每天下孔作業(yè)前，應(yīng)檢測(cè)孔中氣體，并配專用設(shè)備向孔內(nèi)送風(fēng)，確定空氣質(zhì)量符合要求后再下孔施工，每工作3 h應(yīng)上孔休息1 h；

4)樁孔周圍必須設(shè)置防護(hù)欄桿，欄桿高1.0 m，中間增設(shè)一道水平桿，水平桿下采用硬質(zhì)木板封閉，以免物體落入孔內(nèi)；

5)孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急上下的軟梯，供工作人員特殊情況下使用，禁止人員腳踏井壁上下；

6)挖出的土方利用塔機(jī)運(yùn)至基坑邊2 m以外，用工程車運(yùn)出工地，嚴(yán)禁機(jī)動(dòng)車進(jìn)入坑內(nèi)運(yùn)土；

7)施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備必須有安全可靠的保險(xiǎn)設(shè)施，施工用電應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。

6 結(jié)語(yǔ)

該工程于2015年3月開(kāi)始基坑挖土施工，5月底人工挖孔灌注樁施工順利完成，施工過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)異常情況；樁基檢測(cè)符合設(shè)計(jì)和國(guó)家有關(guān)規(guī)范要求。到目前工程已進(jìn)入后期裝修裝飾階段，通過(guò)第三方檢測(cè)沉降均勻且符合設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求，為今后類似工程施工提供了參考。

[1] 《建筑施工手冊(cè)》編委會(huì).建筑施工手冊(cè)[M].第5版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2013:685-686.

Construction technology of artificial bored pile

Wang Xingliang

(ShanxiHongtuConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces the technological principles of artificial bored pile, describes construction technologies of artificial bored pile from aspects of pile staking, concrete dado, deep hole, hole-forming acceptance and bored concrete, and puts forward construction quality and safety control measures, so as to achieve design and relevant demands.

bored pile, pile hole, concrete, dado

1009-6825(2017)07-0071-02

2016-12-21

王興亮(1982- )，男，工程師

TU473.14

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