礦區(qū)人工挖碎矸石成孔施工技術的應用

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

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

1 工程概況

陽泉三礦西沙臺E6號住宅樓工程位于三礦西沙臺，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)改造項目中的一幢樓，關系到解決一批特困戶的問題。曾經(jīng)因為地基處理成本高，甲方曾一度放棄這幢住宅樓的建設。

2 施工工藝

測量放線定樁位及高程→做護圈→打擋草袋鋼筋→挖第一節(jié)樁孔碎石成孔→綁護壁鋼筋→支模板→澆筑護壁混凝土、養(yǎng)護→校核樁中心線、直徑→安裝井架、電動轆轤→挖第二節(jié)樁孔碎石成孔→放草袋→綁護壁鋼筋→支模板→澆混凝土、養(yǎng)護→校核樁中心線、直徑→拆上節(jié)模板→逐層往下循環(huán)作業(yè)至設計深度→檢查驗收→吊放鋼筋籠→放混凝土溜桶(導管)→澆筑樁身混凝土(隨澆隨振)。

3 主要施工方法

3.1 測量放線確定樁位和高程

根據(jù)三礦西沙臺的永久坐標控制點引出E6號樓的控制點?軸和①軸的相交點X:101 650.816，Y:94 884.769。依據(jù)樁基的施工布置圖，確定每個樁孔的中心位置，并以此點為圓心，以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出樁孔開挖圓圈，并撒白灰線做標記。依據(jù)總平面布置圖和樁基施工圖確定樁孔的標高，并做好記錄，請現(xiàn)場監(jiān)理工程師檢查，辦好預檢手續(xù)方可進行開挖。

3.2 成孔方法

3.2.1 成孔

以樁位點為圓心，內(nèi)半徑為0.7 m做一個圓護圈，護圈采用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，水平段長為300 mm，錨入護孔圈內(nèi)，豎直段長為1.2 m。然后挖第一節(jié)樁孔，要從上到下逐段進行，先挖中間部分的碎矸石，然后向周邊擴展，有效地控制開挖樁孔的截面尺寸;不小于設計孔徑。棄石裝入吊桶內(nèi)，人工用吊桶提升至地面，用手推車運至集中地點，裝自卸車運至指定堆土地點。成孔后，綁護壁鋼筋，支模板，澆筑混凝土，第一板護壁高度為800 mm。

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

3.2.2 護壁模板

護壁模板采用一板定型組合鋼模板，拼裝成圓臺型，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，并用鋼管對頂，以防止模板變形、跑模。拆上一板支下一板，重復周轉使用。第一板護壁高出地面400 mm，上下兩板護壁搭接50 mm。樁孔的十字軸線和標高均要標在護孔圈上。

3.2.3 護壁混凝土的澆筑

第一板樁孔護壁混凝土和護孔圈混凝土一起澆筑，以保證護孔圈和護壁的整體穩(wěn)定性。人工澆筑，機械振搗。混凝土的強度為C30。為確保孔壁的穩(wěn)定性，每板護壁須在當日內(nèi)連續(xù)澆筑施工。拆模后發(fā)現(xiàn)護壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時應采取補強措施防止造成事故。混凝土用串筒運送，人工澆筑，人工插搗密實。為加快施工進度，護壁混凝土可摻加由實驗室確定的速凝早強劑的配比，以縮短混凝土的硬化時間。

3.2.4 檢查樁位(中心)軸線及標高

檢查樁孔的軸線，用十字線對中，線錘吊線到樁孔底，復核樁孔底圓心。檢查樁孔底的半徑偏差，孔壁的垂直平整度，并及時糾偏。測量樁孔的深度，做好施工記錄，用紅色油漆標識于護孔圈上。樁孔須以基準點為依據(jù)，逐根進行放線。保證樁孔的軸線位置、標高、截面尺寸符合設計要求。

3.2.5 搭設電動提升機

當樁孔深度達到2 m時，開始安裝電動提升機，安裝前要檢查電動機、鋼絲繩、繩卡及繩卡的數(shù)量，以保證提升機的正常、安全運轉。提升機安裝完成后，要檢查其穩(wěn)定性，并進行試運轉，正常后方可投入使用。

3.2.6 安裝吊桶、鼓風機、照明、活動蓋板

1)安裝吊桶時，應當使吊桶和樁孔的中心位置重合，以便控制樁孔的中心位置，并作為護壁施工的控制點。固定吊桶的鋼絲繩卡不少于3個。

2)當樁孔深度達到5 m時，安裝鼓風機，開始向樁孔內(nèi)送風。每天作業(yè)前，首先向樁孔內(nèi)通風10 min，加強空氣對流，操作工人才能下樁孔下作業(yè)。作業(yè)時，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，切實預防安全事故的發(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，樁孔口要安裝活動的安全蓋板，當樁孔內(nèi)有人施工時，樁孔口的1/3要掩好蓋板，吊運碎石時，吊桶內(nèi)不得裝的過滿，防止雜物掉下砸人，無關人員不得靠近樁孔口邊，樁口上設防護欄桿。

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

3.2.7 檢查護壁混凝土質(zhì)量

每段樁孔護壁模板拆除后，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，強度達到1 MPa時拆模。

3.2.8 復驗樁位中心線及標高

以樁孔口的定位線為依據(jù)，逐段校測，做好施工記錄，并標識于護孔圈上。

3.2.9 檢查驗收

向下逐層循環(huán)作業(yè)，直到樁孔挖至設計要求的巖石層、擴底，保證入巖深度為2.5 m，清除虛土、碎石，檢查巖石情況。請建設、設計、勘察、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督等相關單位做樁基復驗，對樁深直徑、孔底標高、樁位中心線、井壁垂直度、基底土質(zhì)承載力進行全面測定，做好驗槽手續(xù)，方可隱蔽樁孔。

因基底巖石層情況復雜，兩樁之間基底高差有大于其水平間凈距的情況，此時須經(jīng)設計部門出具處理意見。

3.3 鋼筋工程

3.3.1 鋼筋籠制作

灌注樁鋼筋籠在現(xiàn)場制作，根據(jù)樁孔深度確定其長度。鋼筋籠的主筋為通長鋼筋，接頭采用焊接，保護層厚度滿足設計要求50 mm。每隔2 m設一道加強箍圈，并和鋼筋籠主筋焊接。

3.3.2 吊裝鋼筋籠

現(xiàn)場利用塔吊吊裝鋼筋籠，人工將鋼筋籠水平運到樁孔附近，鋼筋籠的吊點位置采用焊接，焊接長度為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。當鋼筋籠到達設計位置時，用槽鋼在樁孔固定鋼筋籠。若有兩段鋼筋籠連接時，采用綁條焊接，接頭數(shù)按50%錯開。

3.4 混凝土工程

1)澆筑樁身混凝土。現(xiàn)場不設攪拌站，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。當樁孔深度超過12 m，混凝土的落差大于2 m時，選用混凝土導管澆筑。樁身混凝土應連續(xù)澆筑，一次澆筑到頂，中間不應停頓。

2)樁頂混凝土在澆筑完畢12 h后，灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于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);孔底部不允許有虛土。

5 安全防護措施

1)設專職瓦檢員(聘用三礦)。每間隔10 min，檢測坑下瓦斯?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，風管直徑為100 mm。4)坑下設36 V安全電壓照明，燈泡為防爆型。5)井下、井上作業(yè)人員嚴禁吸煙。6)井口護圈必須高出地面300 mm。7)提土鋼絲繩卡不少于3個。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，樁孔必須及時覆蓋。10)每班前，須檢查提升機的完好情況。

6 推廣應用前景

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