人工挖孔桩施工技术与安全措施

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  摘 要:近年来,我国的科学技术发展迅速,施工工程行业的发展也日新月异。人工挖孔灌注桩是利用人力挖土成孔,现场浇筑混凝土所形成的灌注桩。人工挖孔桩桩径大,施工速度快、方便快捷,而且不需要大型施工机械,具有较强的抗震性能,而且造价低,节省成本。但随着科技的高速发展及机械化进程的逐步提高,人工挖孔桩由于施工环境差,耗费大量人力,产生的安全和质量问题较多,其方便快捷及造价低廉的优势与机械桩相比也越来越不明显,近年来很多地方逐渐限制人工挖孔桩的使用。
  关键词:人工挖孔桩;施工技术;安全措施
  引言
  根据工程建设要求及人工挖孔桩的施工状况,加强其质量控制要点分析,可使相应的控制工作开展更具针对性,高效地完成人工挖孔桩的施工作业,满足其科学应用要求。因此,在对人工挖孔桩施工方面进行研究时,应关注其质量控制,了解相应的控制要点,将切实有效的质量控制计划实施到位,促使人工挖孔桩在工程实践中的应用效果更加显著。在此基础上,有利于优化建筑结构性能,实现对人工挖孔桩施工质量问题的科学应对。
  1人工挖孔桩概述
  1.1施工方法特征
  施工用到的设备、工器具简单,可以形成固定的作业系统是人工挖孔桩施工方法的主要特征。施工人员的数量定量化;施工的操作过程较为简单,工艺不复杂;占地面积较小,土石方开挖量和弃土量比较少,对环境的影响低;地质条件要满足一定的要求,在施工的过程当中要及时勘查地质状况;工程造价比较低;不过安全风险比较大,应该制定较为规范的安全制度。
  1.2适用范围
  人工挖孔桩的应用范畴如下:其基础桩的直径或最小边宽度宜≥1.2m。挖孔的深度一般宜≤15m,不过地质条件良好时可适当放宽。适用于无水无地下水或地下水比较少的勤土,粉质勤土里含少量的砂、砂卵石、浆结石,特别适合在黄土层中使用,在岩石地质里也有着应用。
  2人工挖孔桩施工技术与安全措施
  2.1人工挖孔桩施工与轻型管井的配合施工
  人工挖孔桩通常限定在10m以内为宜,在这个深度内基本可以保证桩的质量,比较容易成桩,施工速度也快,功效较高,风险小。在此范围内,土的自稳性体现的比较稳定,周期长。人工挖孔桩常需要降水措施与之配合施工。与之相对应,降水施工也要小型化,以满足施工场地及施工影响波及范围小的要求,轻型井点与轻型管井与之相适应。轻型井点大家比较熟悉,降水深度一般控制在5m左右為宜。轻型管井使用长轴深井泵,降水深度可达10m以上。所谓的轻型管井是管井的缩小版,管井内径在10cm以内,滤管采用PE管打眼替代砂管,水泵采用小口径深井泵。钻机采用背包式微型钻机人工操作完成,井距一般在3m~5m。深井泵一般有380/220V型号可选,水泵直径在75mm~100mm都有,流量与扬程成反比,220V水泵标注流量都在2m3/h,一般都能满足施工降水需求,降水范围明确,对周围建,构筑物沉降的影响可忽略不计。施工简单可行,成本降低。
  2.2护壁施工
  (1)护壁模板为钢制,拼装紧密,支撑牢固不变形,可上下节重复周转使用。模板底要和每节段开挖底的土层顶靠紧。为保证护壁的支撑强度,上节护壁与下节护壁要搭接5cm~10cm。为防止内模因受涨力而变形,每节模板的上下端可各设置一道内钢圈作为内侧支撑。第一节护壁以高出地坪300mm。(2)护壁钢筋在钢筋加工场制作好后,小平板车运至现场人工安装。如地质情况不好,可在护壁混凝土中增加间距200mm环向光圆钢筋Φ8;间距300mm纵向钢筋Φ12;间距400mm上下护壁连接钢筋Φ8,均采用绑扎连接。(3)桩孔护壁每挖完一节,应立即立刚模浇筑混凝土,护壁厚度为20cm~10cm,混凝土强度为C25,坍落度80mm~100mm。用吊桶运混凝土至浇筑部位,人工入模,采用50mm插入式振动棒或插扦捣固,振捣过程中要避免碰触钢筋及模板。因本项目工期紧,所以在护壁混凝土中加入水泥用量1%~2%的早强剂。
  2.3施工过程质量控制要点
  (1)开挖桩孔。人工挖孔桩开孔作业计划实施前,应根据现场情况及其施工要求,完成好桩位中心确定工作,以此为圆心,桩身半径加护壁厚度为半径画出圆周,为桩孔开挖作业的顺利开展创造有利的条件,丰富人工挖孔桩施工计划推进中质量控制方面所需的参考信息。同时,开挖桩孔控制中应强化其桩心控制意识,并在专业测量设备的支持下,完成好孔口方面的控制工作,实现对其高程的科学控制,促使人工挖孔桩能够处于稳定的应用状态。(2)挖孔作业开展中,应控制好开挖深度,实施切实有效的控制计划,避免影响人工挖孔桩的挖孔效果。同时,应落实好施工中的护壁验收工作,按照先中间后两边的次序,完成好挖孔作业计划,处理好其中的细节问题,降低人工挖孔桩在施工阶段的质量问题发生率。同时,也需要从桩孔垂直度、成孔后的深度及终孔检验这些方面入手,实现对开挖钻孔质量的科学控制,为人工挖孔桩潜在应用价值的提升打下基础。(3)桩身混凝土浇筑。在对人工挖孔桩施工的质量控制进行探讨时,也需要了解其桩身状况,强化混凝土浇筑中的质量控制意识,清理好杂物,控制好混凝土自由下落高度,促使桩身混凝土浇筑质量更加可靠,满足人工挖孔桩质量控制方面的实际要求。同时,需要在桩身混凝土浇筑前用防水材料临时堵塞渗漏部位,实现对孔壁渗水问题的科学处理,避免对桩身混凝土浇筑质量产生潜在威胁。除此之外,应通过对导管法使用、混凝土垂直灌入桩孔内、养护工作及时开展等方面的综合考虑,高效地完成桩身混凝土浇筑方面的质量控制计划,进而提高人工挖孔桩的应用质量。
  2.4人工挖孔桩施工与混凝土挡墙逆作法配合使用支护
  市政工程涉及许多城区改造项目,地下设施翻修过程中,总要遇到场地狭小,工作面有限,沟槽放坡系数不够,但又必须采取开挖沟槽进行施工的情况。通常情况采用地下连续墙进行支护,但费用较高。在降水满足要求的情况下,可采用挖孔桩与钢筋混凝土挡墙组合使用,共同形成支护体系,最终形成类似于扶壁式挡墙效果。首先施工挖孔桩,可选用钢管桩或钢筋混凝土桩,然后利用土体暂时自稳性,随之进行逆作法施工钢筋混凝土挡墙,挡墙自上而下施工,每层搭接10cm左右,每层高度不超过1.2m,视地质情况可适当缩减,挡墙坡线与桩轴线成一定交角,挡土墙在土压力作用下,交点以上挡土墙与柱体形成挤压的受力关系,交点以下受力变为背离的拉扯关系,这种组合优点在于挖孔桩首先对土地起到了一定的加固作用,同时挖孔桩深入地下对挡土墙是一种支撑。施工下层挡墙时,防止挡土墙下坠,同时抵挡挡土墙传来的土压力,这样依次施工,最终完成整个挡土墙浇筑,沟槽也分层开挖成型。
  结语
  在建设发展初期,由于挖桩机械设备有限,可供选择面小,且价格昂贵,而人工挖孔桩工艺简单、适用范围广、不受地形限制、作业占地面积小、设备简单,可大面积展开,因此在土质情况较好的广大北方及西部地区广泛应用;同时由于其机动灵活性强,在偏远地区及场地受限的路基及桥墩的施工中也得到了普遍应用。但不可否认的是,人工挖孔桩由于全部由人工在恶劣环境中施工,诸多地下未知因素及不可控环境因素导致人工挖孔桩在安全质量方面存在很多问题,且有些安全状况一直未得到根本解决,整体处于一种高危状态。因此,未来在提升人工挖孔桩施工水平、增强其质量控制效果的过程中,应对相应的控制要点深入思考,确保这类桩基础施工中的质量控制有效性,为建筑领域的长效发展打下基础。
  参考文献
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