水利工程人工挖孔樁施工技術探討

郭建濤 劉滿

摘要：人工挖孔樁在各建筑領域的應用都十分廣泛，在水利水電建設中主要用于水工建筑的基礎工程中。本文針對人工挖孔樁的相關施工技術進行介紹，希望能為水利工程施工提供參考。

關鍵詞：水利工程;人工挖孔樁;施工技術

引言：隨著我國水利工程建設規模的不斷擴大，人工挖孔樁施工技術在水利工程施工中應用越來越多。只有對每個施工環節進行有效把控，才能提高水利工程人工挖孔樁的施工質量。

1人工挖孔樁施工工序

施工準備→放線定樁位及高程→第一節樁孔開挖→安裝第一節護壁模板→澆灌第一節護壁混凝土→檢查第一節樁位軸線和截面尺寸→架設垂直運輸井架→安裝卷揚機（電動葫蘆）→安裝吊桶、照明燈、活動蓋板、潛水泵、鼓風機等→第二節樁孔開挖→先拆第一節護壁模板、再安裝第二節護壁模板→澆灌第二節護壁混凝土→檢查第二節樁位軸線和截面尺寸→依次循環作業→成孔檢查驗收→吊放鋼筋籠→灌注樁身混凝土→聲測管或小應變檢樁。

1.1施工準備

施工現場完成“三通一平”，施工作業隊伍到位，機械設備和工程材料等已進場并能正常使用。（1）施工用水可連接就近水源，沒現有水源可采用水車運水，并能滿足樁基施工需要。（2）施工用電可連接就近變壓器，若沒有可利用變壓器，可采用發電機供電，保證樁基施工順利進行。（3）施工臨時道路以確保施工機械設備、施工材料運至樁基作業面為準。（4）施工場地已安規范要求完成清表、整平、壓實。（5）施工作業隊伍已經接受樁基施工的安全技術交底，并履行簽字手續。（6）施工機械設備經檢驗合格，特種作業人員須持證上崗。（7）施工所需材料均安要求堆放，并設置標識標牌。（8）做好施工區地表截、排水及防滲工作。

1.2施工工序

（1）放線定樁位及標高。1）采用全站儀配合水準儀將控制點引到樁位附近，其精度達到規范要求，并報監理人批準;2）依據設計圖紙計算出各樁位坐標，經驗算無誤后采用全站儀放樣，樁位經監理工程師復核并簽字同意后進行下一步工序施工。（2）第一節樁孔開挖。1）采用人工配合挖機的方式埋設護筒作鎖口處理，其頂端高出地面至少30cm。護筒外緣澆筑與護筒等高的混凝土平臺。以防止地面水流入孔內或地面雜物掉入孔內。2）開挖樁孔應先挖中間部分的土方，然后擴及周邊，有效地控制開挖孔的截面尺寸。孔內普通土、硬土、碎石土人工用鍬、鎬挖掘;軟石、次堅石采用水鉆鉆孔開挖;條件允許時可采用風動鑿巖機鉆孔，淺孔爆破開挖。每節的高度應根據圍巖好壞而定，一般1.0m為宜。3）相鄰樁間凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時應間隔開挖，同一排樁基高差大于1m時，嚴禁同時開挖，開挖過程應注意邊坡穩定，待先開挖樁澆筑砼且強度達到要求后，再施工相鄰樁。（3）安裝第一節護壁模板。為方便澆筑護壁混凝土，每節護壁混凝土上、下采用不同厚度：高度1.0m，頂厚20cm底厚10cm，上下節搭接長度為7cm。（4）澆灌第一節護壁混凝土。護壁混凝土分層澆灌，每層高度不超過50cm即振搗一次。振搗時采用Φ25振搗棒，既保證混凝土振搗密實又要避免護壁側模承受混凝土單邊側壓力過大而變形。（5）檢查第一節樁位軸線及截面尺寸。每節樁孔護壁做好后，用全站儀、十字線、吊墜、半徑尺桿和測繩檢查樁孔軸線位置、標高、垂直度、截面尺寸并滿足規范要求。（6）架設垂直運輸架。第一節成孔后，在樁孔上口架設垂直運輸支架。支架采用鋼管吊架，要求搭設穩定、牢固。（7）安裝卷揚機（電動葫蘆）。在垂直運輸架上安裝滑輪組，選擇適當位置安裝卷揚機。（8）安裝吊桶、照明燈、活動蓋板、潛水泵、鼓風機等。（9）第二節樁孔開挖。1）棄渣用卷揚機吊出后立即運走，不得堆放在樁孔周圍。一般規定基坑邊緣堆置棄渣應距基坑上部邊緣不少于2m，堆置高度不應超過1.5m;在垂直的坑壁邊，此安全距離還應適當加大;土質良好時距基坑上部邊緣不少于1m，堆置高度不應超過1.5m;軟土地區不易在基坑邊堆置棄土。2）樁孔挖至規定的深度后，先校正樁位軸線再用半徑尺桿檢查樁孔的直徑和垂直度。3）樁孔開挖過程中應及時排除孔內積水，當水量較小時，可采用孔內直接排水;當水量較大時，易采用樁孔外井點降排水。（10）先拆第一節護壁模板、再安裝第二節護壁模板。護壁模板采用拆上節，安裝下節依次周轉使用。安裝下節護壁模板時模板上口留出高度為5cm的混凝土澆筑口，接口處應搗固密實。拆模后水泥砂漿抹平。（11）澆灌第二節護壁混凝土。混凝土澆筑采用溜槽、溜筒，人工澆筑振搗密實。（12）檢查第二節樁位軸線和截面尺寸。（13）依次循環作業。1）按要求逐層循環作業，將樁孔挖至設計深度;2）清除虛渣，檢查圍巖情況及樁底承載力是否滿足設計要求。（14）成孔檢查驗收。成孔以后必須對樁身斷面尺寸、孔底標高、樁位軸線、垂直度、虛渣厚度進行全面測定，并及時通知建設單位、勘察單位、設計單位、監理單位和質監單位驗收。（15）吊裝鋼筋籠。1）吊裝前對鋼筋籠的分節長度、直徑、主筋和箍筋的型號、根數、位置，以及焊接、綁扎等情況全面檢查。2）鋼筋采用雙面搭接焊連接，連接長度不小于5倍鋼筋直徑，也可考慮套筒連接。相鄰焊接接頭錯開至少1米，同斷面接頭數量不得超過主筋根數的50%。3）鋼筋籠吊裝完成后，固定在鎖扣護筒上，防止混凝土灌注時，鋼筋籠移動、上浮。4）根據樁徑大小等距埋設數根無縫聲測鋼管。聲測管用套管連接，管的下端應封閉，上端加蓋，鋼管焊接在鋼筋籠的內側，并固定牢固。（16）灌注樁身混凝土。1）灌注水下混凝土采用提升導管法，漏斗根據首批混凝土的方量制作。首批混凝土的方量??????? （V）應能滿足導管首次埋置深度（H1≥1.0米）和填充底部（H2=0.4～0.6米）的要求：V≥πD2（H1+H2）/4。2）導管安裝深度和實際孔深必須計算準確，使導管底口與孔底的距離能保持在0.4～0.6米左右，以能順利放出混凝土為度。當距離太大時，第一斗混凝土方量就不足以使導管下口埋設1米以上，后續灌注的混凝土存在水洗風險，降低樁身質量。3）為避免導管提升過程中碰掛鋼筋籠，導管易采用絲扣連接。4）水下混凝土的灌注須連續進行，中途不得中斷。導管在保證管底口埋設深度后，可緩緩平穩提升。每次提升的高度須保證導管底部埋入混凝土中不少于2m，最大埋深不超過6m。5）在灌注過程中，混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入，以免在導管內形成氣囊，擠出管節間的橡皮墊，使導管漏水。6）為防止鋼筋籠上浮，當砼面接近鋼筋籠時，應保持較大的導管埋深，放慢灌注進度;當孔口混凝土面進入鋼筋籠2～3米后，應適當提升導管，減小導管埋置深度，增加混凝土對鋼筋籠的握裹力。8）樁身混凝土比樁頂設計標高超灌50～80cm，確保截除樁頭后樁身混凝土質量。（17）聲測管或小應變檢樁。根據施工實施細則及規范要求，對樁進行超聲波或小應變檢測。

2安全保證措施

（1）孔口圍護措施。孔口四周必須設置高出地面0.8m的圍欄防護。（2）孔中防毒措施。作業人員下孔之前，應用氣體檢測儀對孔內空氣進行檢測，發現有害氣體含量超過允許值，應用鼓風機向孔底通風，然后才能下井作業。作業人員孔內作業不能超過4小時。（3）防觸電措施。施工現場的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作。用電設備必須嚴格接地或接零保護且安裝漏電保護器，各樁孔用電必須分閘，嚴禁一閘多用。孔內照明應采用安全礦燈或12V以下的安全燈。孔中操作人員應手戴工作手套，腳穿絕緣膠鞋。

綜上，通過對人工挖孔樁施工技術的有效應用，進一步提高了水利工程整體結構的穩定性。從而取得良好的社會效益和經濟效益。

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