人工挖孔灌注樁施工工藝研究的論文

時間：2021-04-13 17:52:38 論文我要投稿

人工挖孔灌注樁施工工藝研究的論文

　　【摘要】人工挖孔灌注樁是橋梁施工中常用的一種施工工藝，文章結(jié)合工程實(shí)例，對該工藝進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。

人工挖孔灌注樁施工工藝研究的論文

　　【關(guān)鍵詞】挖孔；鋼筋籠制作；灌注混凝土

　　一、概述

　　人工挖孔灌注樁是一種通過人工開挖而形成井筒的灌注樁成孔工藝，適用于旱地或少水且較密實(shí)的土質(zhì)或巖石地層，因其占施工用場地少、成本較低、工藝簡單、易于控制質(zhì)量且施工時不易產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于橋梁樁基工程的施工中。

　　河南省道S226翟陽線馬家莊至東巖段改建工程為河南省2004年路網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)項目，全長54.445公里。項目位于河南省北部林州境內(nèi)，西倚太行山，地形多呈丘陵、盆地和河谷地形，起伏較大，基巖裸露，有稀疏植被，土質(zhì)多為黃褐色、棕褐色亞粘土和灰黃色黃土，地下水主要靠大氣降水供給，水位較低。沿線橋梁設(shè)計均為灌注樁基礎(chǔ)，樁徑有120cm和140cm兩種。在灌注樁的施工中全部采用了人工挖孔灌注樁的施工工藝，取得了理想的效果，現(xiàn)筆者結(jié)合本工程對人工挖孔灌注樁施工工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，希望能對其他類似工程的施工提供借鑒。

　　二、挖孔及護(hù)壁

　　人工挖孔灌注樁需要進(jìn)行人工開挖、擴(kuò)壁、土石方外運(yùn)和護(hù)壁，是與其他灌注樁類型最大的區(qū)別之處。

　　（一）挖孔

　　挖孔前應(yīng)按施工圖紙準(zhǔn)確放線，確定樁位中心位置，并向樁心位置四周引出四個控制點(diǎn)，以控制樁心。開挖應(yīng)自上而下分層進(jìn)行，每一層土方開挖區(qū)的形狀呈上小下大圓臺體形狀，厚度為100cm，上底和下底的口徑分別大于設(shè)計樁徑20cm和40cm。自上而下分步進(jìn)行開挖，開挖區(qū)的側(cè)壁要求做到光滑平整，底面要水平，挖出的土方要及時運(yùn)送到地面并外運(yùn)，不得堆放在孔邊。

　　在挖孔過程中施工人員必須熟悉所挖孔的地質(zhì)情況，井上和井下之間應(yīng)保持良好的聯(lián)絡(luò)信號。要勤檢查，注意土層的變化，當(dāng)遇到流沙、大量地下水等影響挖土安全時，要立即采取有效防護(hù)措施后，才能繼續(xù)施工。

　　人工挖孔比較容易組織，一般以三到四名工人為一組，井下工人使用短把鐵鍬、羊鎬等工具開挖，井上工人使用轆轤將井下工人裝到料斗中的土方絞上來，并用手推車推到指定的地方。如果井下沒有巖層，人工開挖一個12m深的井筒大約需要6～8天。就單個井筒而言，人工挖孔的速度不如鉆孔，但人工挖孔可以幾個甚至十幾個工作面同時開展施工作業(yè)，從而大大加快了施工進(jìn)度。

　　（二）護(hù)壁

　　為防止塌孔，每一層土方開挖后應(yīng)進(jìn)行護(hù)壁。

　　１．護(hù)壁鋼筋籠。護(hù)壁鋼筋籠的形狀為一個圓臺體的側(cè)表面，由6道φ8環(huán)形鋼筋及8道φ8母線鋼筋焊接而成，環(huán)形鋼筋間距為20cm，自上而下排列，其頂部和底部環(huán)向鋼筋的直徑分別大于設(shè)計樁徑10cm和30cm，其余環(huán)向鋼筋的直徑按線性變化的規(guī)律自上而下遞增。

　　第一層開挖位于地表，可將其開口適當(dāng)加大，以使護(hù)壁鋼筋籠在場地上制作好后直接放入其中，對于第二層及以下各層而言由于護(hù)壁鋼筋籠底部直徑大于頂部鋼筋直徑，所以護(hù)壁鋼筋籠不能直接放入，只能在井下制作完成。

　　２．護(hù)壁模板。澆鑄護(hù)壁的模板相應(yīng)也呈圓臺體形狀，其上口的直徑等于設(shè)計樁徑，下口的直徑大于設(shè)計樁徑20cm，高100cm，由3塊呈曲面扇形的薄鋼板制作而成，背后焊接三角鐵作為骨架起支撐作用，相鄰兩塊模板拼縫要預(yù)留2cm間隙。拼接時用螺栓將相鄰模板從拼縫處固定，并用木條填塞預(yù)留縫隙，以方便拆卸。拆模的`方法是：卸掉拼縫處固定的螺栓，向內(nèi)側(cè)敲打填塞的木條，使各塊模板松動、分離后逐一取下。

　　３．澆鑄護(hù)壁混凝土。護(hù)壁混凝土按C20設(shè)計，在混凝土內(nèi)應(yīng)摻一定數(shù)量速凝劑，以盡快達(dá)到強(qiáng)度要求。澆鑄護(hù)壁時，為了防止模板產(chǎn)生偏移，應(yīng)對稱下料，用敲擊模板或木棒插實(shí)的方法振搗，由于護(hù)壁混凝土在地面以下，濕度、溫度對護(hù)壁混凝土強(qiáng)度的形成和增長非常有利，一般1天強(qiáng)度就能達(dá)到10Mpa左右，半天就可以拆模。如拆模后發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象，要及時加以堵塞和導(dǎo)流，保證護(hù)壁混凝土強(qiáng)度及安全。

　　４．巖體中的開挖。當(dāng)開挖的時候遇到巖體時，應(yīng)采用爆破的方法進(jìn)行。

　　本項目馬家莊中橋共有18根挖孔灌注樁，這些挖孔灌注樁的直徑為120cm，長度為12m，在挖至9～10m深度時遇到了石灰?guī)r層，采取了爆破的方法進(jìn)行施工。每一次爆破的厚度大約為60～80cm，以井筒的中軸線為圓心，分別以20cm和60cm為半徑，各以相等的間距打兩圈80cm深的垂直炮孔。其中里圈炮孔為4個，外圈炮孔為8個，每個炮孔裝藥約300g，里圈的裝藥先爆炸，300毫秒后，外圈的裝藥再爆炸。這樣，里圈的四個藥包將爆碎的巖體向上拋起，外圈的8個藥包對爆破部位的殘存巖體實(shí)施光面爆破，以形成垂直的井壁，效果十分理想。經(jīng)過清孔后，再進(jìn)行相同程序的爆破，直至樁底標(biāo)高。爆破后形成的井壁不需要進(jìn)行混凝土護(hù)壁，但爆破時的飛石有可能會使上面土體中護(hù)壁遭到破壞，所以每次爆破后，應(yīng)逐一進(jìn)行檢查，將受到破壞的護(hù)壁進(jìn)行加固處理，以免發(fā)生安全事故。（下轉(zhuǎn)第40頁）

　　三、鋼筋籠的制作與安裝

　　鋼筋籠骨架在加工場地分段制作，分段長度視起吊設(shè)備的高度和鋼筋主筋規(guī)格而定，一般為6m左右，如12m長的鋼筋籠可分為兩段。為使鋼筋籠骨架有足夠的剛度，每隔2.5m應(yīng)在主筋外側(cè)設(shè)置一道18加強(qiáng)箍筋，以保證在運(yùn)輸和吊放過程中不產(chǎn)生變形。將鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場后，用吊車起吊，第一段放入孔內(nèi)后用鋼管或型鋼臨時擱支在護(hù)壁上，再起吊第二節(jié)鋼筋籠，對正位置焊接，焊接應(yīng)采用搭接焊法，要注意搭接應(yīng)滿足規(guī)范的要求，焊接后逐段放入孔內(nèi)至設(shè)計標(biāo)高。安放前需再檢查孔內(nèi)的情況，以確定孔內(nèi)無塌方和沉渣，安放要對準(zhǔn)孔位，扶穩(wěn)、緩慢、順直，避免碰撞孔壁，嚴(yán)禁墩籠、扭籠。放入后應(yīng)反復(fù)校正設(shè)計標(biāo)高并用工藝筋固定，防止鋼筋籠下沉或上浮。

　　四、灌注混凝土

　　當(dāng)鋼筋籠在井筒中就位以后，便可灌注混凝土，混凝土坍落度宜控制在7～9cm，拌和時間不得少于90秒。在井口的上方搭起支架，將溜槽和串筒接上，串筒宜距混凝土面2m以內(nèi)為宜，隨著混凝土表面不斷上升逐步減少串筒數(shù)量。嚴(yán)禁在井口向井下拋鏟或傾倒混凝土料，以免產(chǎn)生離析現(xiàn)象，影響混凝土整體強(qiáng)度。每次灌注高度不得大于60cm，由井下工人用插入式振動器搗振，插入形式為垂直式，插點(diǎn)間距約40～50cm，應(yīng)做到“快插滿拔”，以保證混凝土的密實(shí)度。孔內(nèi)的混凝土必須一次連續(xù)灌注完成，不留施工縫。挖孔灌注樁的混凝土質(zhì)量容易保證，在制作承臺時，無需打掉樁頭，只需將其頂面鑿毛即可。

　　通過對本工程完成的挖孔灌注樁進(jìn)行試塊強(qiáng)度試驗和樁身動檢證明，I類樁達(dá)到95％以上，取得了預(yù)期的效果。

　　五、注意事項

　　第一，挖孔達(dá)到設(shè)計深度后，應(yīng)及時進(jìn)行孔底處理，必須做到無松渣、淤泥等擾動軟土層，使孔底情況滿足設(shè)計要求；

　　第二，嵌入承臺的錨固鋼筋長度不得低于規(guī)范規(guī)定的最小錨固長度要求；

　　第三，混凝土的原材料和混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計要求和施工規(guī)范的規(guī)定，且樁芯灌注混凝土量不得小于計算體積；

　　第四，鉆孔灌注樁人工勞動強(qiáng)度大，風(fēng)險也較大，應(yīng)嚴(yán)格按照《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行各項安全措施，施工中應(yīng)由專人負(fù)責(zé)安全問題，防止塌孔、有毒氣體侵害等危及人員安全的事故發(fā)生。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)JTJ071-2003，[S]北京：人民交通出版社，2003.

　　[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000[S]．北京：人民交通出版社，2000.

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