小議工民建施工中的人工挖孔樁技術(shù)

劉九洋 趙晶

【摘要】近年來，人工挖孔灌注樁以成孔工藝簡單、單樁承載力高、設(shè)備投入少、易于控制質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)深得廣大設(shè)計(jì)人員的偏愛，廣泛用于工業(yè)民用建筑工程中，在施工時的各項(xiàng)準(zhǔn)備、技術(shù)要求和旖工安全措施尤為重要。本文簡要闡述了人工挖孔樁施工技術(shù)的適用范圍及其優(yōu)點(diǎn)、施工質(zhì)量通病，安全施工，并結(jié)合工程實(shí)例，介紹人工挖孔樁施工技術(shù)在工民建中的施工控制要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】工民建；人工挖孔樁；施工技術(shù)；優(yōu)點(diǎn)；質(zhì)量安全

0.引言

隨著社會的發(fā)展，各類民用與工業(yè)建筑日益走向高層化，而這些高層建筑在功能和結(jié)構(gòu)安全上的都是要求非常嚴(yán)格的，因此對其基礎(chǔ)也提出了較高的要求。而人工挖孔樁施工技術(shù)以其施工方便、速度較快、不需要大型機(jī)械設(shè)備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強(qiáng)，造價比沖錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機(jī)沖孔、回旋鉆機(jī)鉆孔、沉井基礎(chǔ)節(jié)省等優(yōu)勢，在工民建中得到廣泛應(yīng)用。

1.適用范圍

人工挖孔樁適用于樁直徑0.8m 以上，無地下水或地下水較少的黏土、粉質(zhì)黏土，含少量砂、砂卵石、姜結(jié)石的黏土，特別適于黃土層，深度一般在20m 左右，可用于高層建筑、公共建筑，不宜使用于有流沙、地下水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層。

2.人工挖孔樁技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）采用人工挖孔樁，不僅能夠極大地降低工程造價，為施工企業(yè)減少施工成本，而且還能夠使土地空間得到有效的利用，從而使建筑物的占地面積縮小，節(jié)省了大量城市空間，有利于城市的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)與發(fā)展。（2）作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的人工挖空樁，使用簡單的機(jī)械和器具即可進(jìn)行開挖，對設(shè)備和工作面的要求較少，并且可以同時開挖若干個孔，大大提高了工作效率。（3）人工挖孔樁施工過程中不會產(chǎn)生噪聲，也不會出現(xiàn)泥漿，這樣會對周圍環(huán)境產(chǎn)生保護(hù)作用，屬于“綠色施工”。因此，對于建筑空間狹小的地區(qū)，人工挖孔樁是非常適用的。

3.人工挖孔樁施工中的質(zhì)量通病

3.1 坍塌

在地下水位高的砂性土和淤泥質(zhì)土中施工時（尤其有承壓水的地區(qū)），易造成管涌、坍孔事故。挖孔卸荷量大時，常引起孔壁土的松散，降低了樁周土的強(qiáng)度，如果缺乏有效的護(hù)壁極易引起孔壁坍塌。

3.2 工藝不合要求

樁孔底清底不徹底；測量定位失誤、成孔時沒有控制垂直度、成孔后未及時澆灌混凝土，導(dǎo)致護(hù)壁受側(cè)壓力變形，樁位發(fā)生偏移。

3.3 樁混凝土質(zhì)量不合格

樁孔大量積水，只采用一般串筒施工，而不采用水中澆混凝土導(dǎo)管施工，混凝土產(chǎn)生離析，樁孔內(nèi)振搗不好。

3.4 其他安全事故

地下水豐富的地區(qū)，易引起周圍地下水降低和地面沉降，使周圍的房屋、管道和設(shè)備儀器受損；有機(jī)質(zhì)含量高的土層排放有害氣體，樁孔內(nèi)缺氧，帶來人身安全隱患。

4.實(shí)例分析

4.1 工程概況

某建筑工程，建筑層次為7層，建筑面積3250m2，結(jié)構(gòu)形式部分為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，部分為磚混結(jié)構(gòu)。本工程大量采用人工挖孔樁基礎(chǔ)。

4.2 地質(zhì)條件

地層巖性自上而下依次為：素填土→耕土→淤泥質(zhì)土→硬可塑粉質(zhì)黏土→軟可塑狀粉質(zhì)黏土→粉土→含礫粉質(zhì)黏土→粉細(xì)砂→中粗砂→淤泥質(zhì)土→圓礫→殘積粉質(zhì)黏土→全風(fēng)化灰?guī)r→全風(fēng)化泥灰?guī)r→全風(fēng)化砂巖→強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r→強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖→強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r→強(qiáng)風(fēng)化砂巖→中風(fēng)化泥灰?guī)r→中風(fēng)化灰?guī)r→中風(fēng)化石英砂巖→中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r。

4.3 施工程序

場地整平→放線、樁位→挖第一節(jié)樁孔土方→第一節(jié)砼護(hù)壁→在護(hù)壁上二次投測標(biāo)高及樁位十字軸線→安裝活動井蓋、垂直運(yùn)輸架、活底吊土桶、排水、通風(fēng)、照明設(shè)施等→第二節(jié)樁身挖土→清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑→第二節(jié)砼護(hù)壁→重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆筑砼護(hù)壁，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計(jì)深度→檢查持力層后進(jìn)行擴(kuò)底→清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層→吊放鋼筋籠就位→澆筑樁身砼。

4.4 人工挖孔施工

（1）開挖孔前要平整布置場地，清除地表松軟土層和雜物，布置好控制線網(wǎng)，根據(jù)監(jiān)理復(fù)核查過的位置采用十字交叉法確定樁孔位置。（2）在每一樁位開挖土方，一般挖1m 左右，澆注混凝土井圈第一節(jié)護(hù)壁，使井圈高出地面20cm，且應(yīng)加厚10cm，而后將樁位縱橫中心線測放置井圈上，并測出井孔控制高程，以利于下部掘進(jìn)的高程控制。（3）修筑鋼筋混凝土井圈應(yīng)保證護(hù)壁的配筋和混凝土澆注強(qiáng)度，上下節(jié)護(hù)壁的塔接長度不小于5cm，每節(jié)護(hù)壁在當(dāng)日施工完畢后24h 后拆除，發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩漏水現(xiàn)象時，應(yīng)及時補(bǔ)強(qiáng)以防止造成事故。該工程護(hù)壁混凝土強(qiáng)度為C20，厚度為0.15m。（4）進(jìn)行第二階段開挖時，先從井口用垂球吊線找出中心點(diǎn)，并在井孔底部打一短木樁，將樁中心投影到木樁頂上，以此為據(jù)進(jìn)行第二節(jié)護(hù)壁的土方開挖。在此過程中應(yīng)該密切注意地質(zhì)情況變化。

4.5 地下水、流沙處理措施

在護(hù)壁施工中，由于地下水以及流沙等因素的制約，樁孔的護(hù)壁有時候不能按照常規(guī)設(shè)計(jì)來施工，本工程采用以下方法來消除地下水以及流沙的制約。（1）沉管法施工。預(yù)制砼沉管，放入礫砂底部，圓礫層上部，同時用水泵排水，使孔底出露，沉管下沉。（2）模板護(hù)壁法。在地下水水位下降速度較慢地段，為了避免成孔時間過長，引起孔壁土體塌落，采用0.3m～0.6m 的短模板，有較好效果。

（3）鋼套筒護(hù)壁法。在厚砂層地段，地下水量較大，采用鋼套筒做護(hù)壁，邊抽水邊下壓鋼套筒，穿過流砂層使樁孔成型較為理想。

4.6 砼灌注

砼集中攪拌，坍落度控制在4cm～8cm，砼下料采用串桶下料，并保證砼自由落下高度不大于2m，邊澆灌邊插實(shí)，樁頂下3m 處開始用插入式振搗器振搗。砼同一樁內(nèi)砼一次澆筑完成不留施工縫，若因特殊原因必須留設(shè)施工縫時，須在砼周圍插下短鋼筋，以加強(qiáng)新老砼之間的結(jié)合力。砼澆筑過程中，注意防止地下水進(jìn)入，不能有超過50mm 的積水層，超過50mm 需要采用導(dǎo)管吸干，如滲水量過大，按水下砼操作規(guī)則施工，水下澆灌砼時，砼標(biāo)號提高到C35 級。

4.7 安全技術(shù)措施

（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1.2m，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1m 范圍內(nèi)。

（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)壁間搭接長度不小于50mm。樁底如果設(shè)計(jì)要求擴(kuò)底，擴(kuò)底高度須超過2m，擴(kuò)底部分應(yīng)分段做護(hù)壁，防止擴(kuò)底部分坍塌。

4.8 成樁質(zhì)量檢驗(yàn)

在施工中我們要求做到每根成樁應(yīng)該具有鋼筋加工檢驗(yàn)記錄、混凝土拌和物質(zhì)量記錄、混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。經(jīng)過對人工挖孔樁實(shí)施上述的技術(shù)控制，該工程人工挖孔樁滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)良等級。

5.結(jié)語

隨著人工挖孔樁技術(shù)在基礎(chǔ)工程施工中的推廣應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)、快捷、無污染的優(yōu)點(diǎn)得到了許多施工單位的認(rèn)可。毋庸置疑，人工挖孔樁確實(shí)是一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的基礎(chǔ)形式。在施工過程中我們應(yīng)注意其施工程程序、施工技術(shù)以及其他安全措施，這樣才能保證施工質(zhì)量和安全。

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