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        人工挖孔作業(yè)樁基施工應(yīng)用探討

        2010-08-15 00:49:27方俊豐
        關(guān)鍵詞:挖孔孔壁孔口

        方俊豐

        (廣東)

        1 工程實(shí)例

        某高速公路路基標(biāo),共有中橋4座,橋長(zhǎng)在20~60m之間水等,下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺(tái),基礎(chǔ)全部采用φ1.0~1.3m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該地地質(zhì)情況較好,地層組成較為簡(jiǎn)單,大部分地表僅有1~2m為土質(zhì)復(fù)蓋層,其下均為花崗巖及風(fēng)化巖;地下水類型上部為上覆第四系孔隙潛水,基底為花崗巖裂隙水,地下水量較少,對(duì)砼沒有腐蝕性,且土層密實(shí)。為確保工程質(zhì)量、加快樁基礎(chǔ)施工進(jìn)度和降低成本,經(jīng)多方分析論證,對(duì)中橋設(shè)計(jì)大部分較短的樁基礎(chǔ)采用了人工挖孔法予以施工,其巖層的開挖采用微差控制爆破方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工,從而達(dá)到了較為理想的效果。

        2 工藝特點(diǎn)

        2.1 挖孔施工的優(yōu)點(diǎn):具有機(jī)具簡(jiǎn)單、技術(shù)含量不高,易于適時(shí)的過程控制和造價(jià)低的特點(diǎn);易于進(jìn)行持力層地質(zhì)狀況鑒別和孔底沉渣控制,成孔直觀,砼灌注質(zhì)量易控制,有利于成樁質(zhì)量的保證。必要時(shí)樁底可做成擴(kuò)大頭以增加單樁承載力;可不受設(shè)備限制,而多個(gè)挖孔樁同時(shí)開始,作業(yè)點(diǎn)多,施工工期短;適用于山區(qū)場(chǎng)地狹隘,地勢(shì)崎嶇不平及軟基地段或地質(zhì)復(fù)雜等施工環(huán)境惡劣條件下進(jìn)行施工,且在施工中對(duì)水、電需求量較小,有利于條件落后地區(qū)施工;它還具有排土少,無泥漿污染、無噪音和無震動(dòng),對(duì)周圍建筑物無易造成影響等環(huán)保特點(diǎn)。

        2.2 挖孔施工的缺點(diǎn):不適于地下水豐富、樁長(zhǎng)超過25m或有流塑狀泥、砂及溶巖地區(qū)的施工;人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境差、危險(xiǎn)性高,容易出現(xiàn)安全事故;工作面廣,交叉作業(yè)多,管理者要合理組織,精心策劃方能充分發(fā)揮挖孔樁的優(yōu)勢(shì),對(duì)管理人員素質(zhì)要求高。

        3 準(zhǔn)備工作

        平整施工場(chǎng)地,清理地面亂石、雜草,測(cè)量放樣出樁位中心的準(zhǔn)確位置,施測(cè)十字線,放好穩(wěn)定牢固護(hù)樁;在孔口的四周挖排水溝,搭設(shè)好孔口活動(dòng)雨棚,做好防排水工作;安裝電動(dòng)或手動(dòng)卷揚(yáng)提升設(shè)備;布置好出渣道路;合理堆放材料和機(jī)具,使其不增加孔壁壓力,不影響施工;孔口周圍采用木料制成木質(zhì)架或用砼予以圍護(hù),其高度應(yīng)高出原地面20cm~30cm,防止土、石、雜物落入孔內(nèi)傷人。

        4 技術(shù)要點(diǎn)

        4.1 人工挖孔

        土質(zhì)、砂礫層由人工從上向下逐層開挖,每節(jié)開挖高度為1.0~1.2m,主要采用鎬、鍬,先挖中間后挖四周,每節(jié)上部直徑為1.4m,下部為1.6m,棄渣裝入吊籃或吊桶內(nèi),用卷揚(yáng)機(jī)提升至孔外。挖掘時(shí),不必將孔壁修成光面,孔壁凹凸不平有利于增加樁壁摩阻力,對(duì)于粒徑度較大的漂石可用鋼釬錘破碎,必要時(shí)用風(fēng)鉆在其中心打眼,予以爆破。

        對(duì)于巖層開挖,根據(jù)井巷掘進(jìn)原理及以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn),要采取爆破作業(yè),本工程炮眼設(shè)計(jì)采用中心掏槽眼、輔助眼、周邊眼相結(jié)合的布孔方法,利用多個(gè)段別毫秒雷管實(shí)現(xiàn)微差控制爆破。炮眼布置宜在樁中心布一孔,其余距樁壁40cm,孔距40cm,呈圓形布置。軟質(zhì)巖層孔深不超過90cm,硬質(zhì)巖石孔深不超過50cm,根據(jù)巖石軟硬度每個(gè)孔點(diǎn)內(nèi)裝1/3~1/2藥量,頂部裝粘土封嚴(yán),防止跑氣,嚴(yán)格控制裝藥量,以松動(dòng)爆破為主。一般中間炮眼裝銷銨炸藥1~2卷,邊眼裝藥不超過1卷,有水眼孔要用防水炸藥或用膠袋密封。

        橋樁凈徑加護(hù)壁1.3~1.8m,設(shè)計(jì)爆破斷面面積 S=1.57~2.07m2,中心眼:4個(gè),孔深 0.9米,藥量Q0=350g/孔周邊眼:孔數(shù)13個(gè),孔深0.9m,藥量 Q0=250g/孔,總藥量 Q=4.65kg/m3,設(shè)計(jì)爆破功效=π=0.8,活環(huán)進(jìn)尺0.72m,實(shí)際單耗=q實(shí)=3.66kg/m3為防止孔樁底部水導(dǎo)致炸藥失效,本設(shè)計(jì)炸藥采用防水性能好的乳膠炸藥。爆破網(wǎng)路采用單孔樁內(nèi)大串聯(lián)的方法施爆,起爆源使用MFB-200型起爆器。

        4.2 澆筑砼護(hù)壁

        為防止塌孔,在下挖1.2~1.5m后應(yīng)停止開挖,在孔中間架設(shè)圓形外模,上口內(nèi)直徑為1.0~1.5m,下口內(nèi)直徑為1.2~1.7m,每節(jié)長(zhǎng)1m,模板中心應(yīng)與樁中心準(zhǔn)確對(duì)正,并支設(shè)牢固。第一節(jié)砼護(hù)壁澆注應(yīng)高出井沿30cm,厚度同護(hù)壁,以保護(hù)井口和防止物體滑落井內(nèi)傷人。

        護(hù)壁砼的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于C15,并應(yīng)摻加適量的早強(qiáng)強(qiáng)劑,砼塌落度控制在7~9cm。砼通過模板上沿與護(hù)壁的10cm間隙填入,用鋼釬插搗配合手捶擊模板搗實(shí)。

        人工挖孔應(yīng)確保每節(jié)護(hù)壁砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度、厚度、同心度、直徑及垂直度符合要求。護(hù)壁澆灌24小時(shí)后方可拆除模板。石質(zhì)地段坑壁穩(wěn)定時(shí),可不進(jìn)行護(hù)壁。

        4.3 灌注砼

        樁孔挖成并報(bào)驗(yàn)后,即要安設(shè)鋼筋籠,澆灌砼。當(dāng)孔底及孔壁滲入的地下水上升速度較小時(shí)(參考值小于6mm/min)可采用在空氣中灌注砼樁的方法,砼塌落度7~9cm為宜。砼可在導(dǎo)管中自由墜落,導(dǎo)管應(yīng)對(duì)準(zhǔn)中心。管口與砼距離不得大于2m,開始灌注時(shí)孔底水深不宜大于5cm,灌注砼的速度應(yīng)盡可能快,使砼對(duì)孔壁的壓力大于滲水壓力,以防水滲入孔內(nèi)。距樁頂?shù)撞?m以下灌注的砼,可依靠自由跌搗實(shí),在此線以上灌注的砼應(yīng)用振搗搗實(shí)。砼塌落度控制在3~5cm。

        5 安全措施

        5.1 孔口圍護(hù)措施

        孔口四周必須澆筑砼護(hù)圈,并在護(hù)圈上設(shè)置圍欄圍護(hù),圍欄應(yīng)高出地面1.2米,圍欄應(yīng)采用鋼筋制作,焊接牢固,挖出的土方不得堆在孔口四周1米范圍內(nèi)。

        5.2 防護(hù)壁坍塌措施

        每節(jié)樁孔挖完后立即支護(hù)壁模板,澆筑護(hù)壁砼,一般情況下24H后方可拆除護(hù)壁砼,護(hù)壁可加配適量鋼筋,上下護(hù)壁要有鋼筋拉結(jié),避免某段護(hù)壁出現(xiàn)流砂、淤泥而造成護(hù)壁因自重而沉裂的現(xiàn)象,上下護(hù)壁間搭接長(zhǎng)度不小于50mm。樁底如果設(shè)計(jì)要求擴(kuò)底,若擴(kuò)底高度超過2米,擴(kuò)底部分應(yīng)分段做護(hù)壁,防止擴(kuò)底部分坍塌。

        5.3 孔中防毒措施

        地下特殊土層中往往含有CO2,SO2,H2S或其他有毒氣體,故每次下孔前,必須對(duì)樁孔內(nèi)氣體進(jìn)行抽樣檢測(cè)(可用快速檢測(cè)管),發(fā)現(xiàn)有毒氣體含量超過允許值時(shí),應(yīng)將有害氣體清除至化學(xué)毒物最低允許濃度衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),并采用足夠的安全衛(wèi)生防范措施,如設(shè)置專門設(shè)備向孔內(nèi)通風(fēng)換氣,通風(fēng)量不少于25L/S,以防止急性中毒事故發(fā)生。

        5.4 防觸電措施

        施工現(xiàn)場(chǎng)一切電源、電路的安裝、拆除必須由持證電工操作,施工現(xiàn)場(chǎng)電源、線路按“三相五線制”,TN-S系統(tǒng)要求布置,并按“三級(jí)配電”,“二級(jí)漏電”分級(jí)分段保護(hù),各孔井用電必須分閘,嚴(yán)禁一閘多孔和一閘多用,必須一機(jī)一閘一漏一箱進(jìn)行敷設(shè),孔上電線電纜必須架空20米以上,孔內(nèi)電線電纜必須采用護(hù)套等有防磨損,防潮,防斷等保護(hù)措施,空中操作工應(yīng)戴工作手套,腳穿絕緣膠鞋,配電箱應(yīng)有嚴(yán)密的防雨措施,安裝位置合適,安裝牢固。

        6 結(jié)束語

        綜上所述,對(duì)于氣候干旱,地下水位低,且地質(zhì)不太復(fù)雜的地質(zhì)條件,采用人工挖孔作業(yè)法進(jìn)行樁基施工顯然是再合適不過的優(yōu)選方案了,只要作好孔口和孔壁的支護(hù)、防滲工作,充分利用豐富的人力資源,使用簡(jiǎn)單的器重設(shè)備,并做好安全措施,用挖孔法施工是十分快速有效的。從實(shí)踐中可看出,許多施工單位在施工中根據(jù)地質(zhì)條件,用挖孔代替鉆孔施工,均取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,

        [1]嚴(yán)同運(yùn).人工挖孔樁有關(guān)問題的幾點(diǎn)看法[N].廣東建設(shè)報(bào);2000年.

        [2]柏傲冬.挖孔樁施工及設(shè)計(jì)中的一些問題[J].四川建筑科學(xué)研究;1995年02期.

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