【導(dǎo)讀】人工挖孔樁的施工工藝、技。術(shù)處理、質(zhì)量控制探討及實(shí)。例應(yīng)用等相關(guān)研究

　　

【正文】 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(gè) 12m深的井筒大約需要 6～ 8 天。就單個(gè)井筒而言，人工挖孔的速度不如鉆孔，但人工挖孔可以幾個(gè)甚至十幾個(gè)工作面同時(shí)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(gè)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(jì)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 28 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(jì)樁徑，下口的直徑大于設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)，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(shí)，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(shí)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(shí)候遇到巖體時(shí) ，應(yīng)采用爆破的方法進(jìn)行。 本項(xiàng)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(shí)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(gè)，外圈炮孔為 8 個(gè)，每個(gè)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(gè)藥包將爆碎的巖體向上拋起，外圈的 8個(gè)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(shí)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。 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 Φ18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 29 鋼管或型鋼臨時(shí)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(jì)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(jì)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(shí)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?？變?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(shí)，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(yàn)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(xiàng) 第一，挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)及時(shí)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(jì)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(jì)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(jì)算體積； 第四，鉆孔灌注樁人工勞動強(qiáng)度大，風(fēng)險(xiǎn)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(xiàng)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。 山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份 有限公司五陽煤礦主斜井項(xiàng)目井口房工程 1 工程概況 山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司五陽煤礦主斜井工程項(xiàng)目井口房工程 30 為改擴(kuò)建項(xiàng)目，位于山西省襄垣縣境內(nèi)五陽煤礦礦區(qū)，地質(zhì)情況為：第一層為雜填土（素）；第二層為粉土、碎石土（全風(fēng)化）；第三層為泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖（強(qiáng)風(fēng)化）；第四層為砂巖、泥質(zhì)砂巖（中風(fēng)化），探明地下水位較低，在第一層雜填土中含有一部分地表水。設(shè)計(jì)樁徑分別為￠ 900mm、￠ 1000mm、￠1200mm，樁長在 ~，共計(jì) 40 根。主筋分別為 15Φ2 15Φ220Φ22；螺旋箍筋￠ 12＠ 100/200。護(hù)壁、樁身均為Ｃ 30 砼。該工程建設(shè)有礦建隊(duì)伍、安裝隊(duì)伍、土建隊(duì)伍等幾家同時(shí)在交叉進(jìn)行作業(yè)，施工條件比較復(fù)雜，施工難度很大。 2 工藝流程：成孔 —吊裝鋼筋籠 —灌注砼 成孔：以二名工人為一組進(jìn)行一個(gè)樁孔的施工，考慮到大部分為巖層，故井下工人使用風(fēng)鎬、短把鐵鍬等工具開挖，井上工人使用電動轆轤將井下工人裝到料斗中的土方絞上來，直接拋棄在距井口 2m遠(yuǎn)的地方，然后用 W50 鏟車、自卸汽車運(yùn)出場外。 挖孔 ① 挖孔前按施工圖依據(jù)建設(shè)單位給定的控制樁準(zhǔn)確放線，確定樁孔中 心點(diǎn)位置，然后以中心點(diǎn)為圓心，以樁身半徑加護(hù)壁厚度為半徑畫圓，撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線，同時(shí)用 ф8鋼筋在石灰線四周外邊埋設(shè)四個(gè)樁心控制點(diǎn)，以控制樁心。樁位線定好后，經(jīng)監(jiān)理復(fù)查合格后進(jìn)行開挖。 ② 開挖樁孔時(shí)按順序從上到下逐層進(jìn)行，先開挖中間部分的土方，然后向周邊擴(kuò)挖，這樣可有效控制樁孔的截面尺寸。開挖區(qū)的側(cè)壁要做到光滑平整，底面要水平。每節(jié)的開挖高度控制在 米左右。 ③ 第一節(jié)樁孔成孔后，著手在樁孔口上架設(shè)垂直運(yùn)輸架，要求搭設(shè)穩(wěn)定、牢固。安裝提升設(shè)備、吊桶、活動蓋板、水泵、通風(fēng)機(jī)等：安裝提升設(shè)備時(shí)，盡量使吊 桶鋼絲繩中心與樁孔中心重合，以便挖土?xí)r能直觀控制樁位中心和支模中心，同時(shí)施工護(hù)壁模板。 ④ 待第一節(jié)護(hù)壁砼施工完拆模后即可開挖下節(jié)土方。開挖第二節(jié)樁孔土方時(shí)，樁孔內(nèi)人員要配戴好安全帽，往上吊運(yùn)土方時(shí)，當(dāng)?shù)跬半x開孔上方 米時(shí)，推動活動安全蓋板，掩蔽孔口，防止卸的土塊、石塊等雜物墜落孔內(nèi)傷人。吊桶卸土后，再打開活動蓋板，下放吊桶裝土，樁孔每開挖一節(jié)，均需用尺竿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，要及時(shí)修整每節(jié)孔壁，使上下垂直平順。 ⑤ 當(dāng)樁孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理單位、地質(zhì)勘探部門進(jìn)行樁底土質(zhì)驗(yàn)收，符合設(shè)計(jì)要求后再 進(jìn)行孔底處理，孔底必須做到無松渣、浮土及浮石，保證孔底基層滿足設(shè)計(jì)要求及施工要求。 31 護(hù)壁 護(hù)壁模板采用定型模板，呈圓臺體形狀，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，相鄰兩塊模板拼縫預(yù)留20mm間隙。拼接時(shí)用螺栓將相鄰模板從拼縫處固定，兩塊模板間用木方填塞，以方便拆卸。拆模時(shí)，卸掉拼縫處固定的螺栓，向內(nèi)側(cè)敲打填塞的木方，使各塊模板松動、分離后逐一取下即可。 ① 第一節(jié)護(hù)壁支模時(shí)要高出自然地坪 200mm，且高出部分的壁厚要比設(shè)計(jì)的護(hù)壁厚度增加 100mm，以防止地面積水流入孔 內(nèi)。模板支好后立即澆筑第一節(jié)護(hù)壁砼，采用人工澆筑、人工搗實(shí)的方式進(jìn)行施工，澆灌完畢后第二天即可拆模。同時(shí)檢測樁位（中心）軸線、標(biāo)高，并將樁位的控制軸線、高程標(biāo)注在第一節(jié)護(hù)壁的上口，以后每節(jié)以十字線對中，吊線錘作中心控制，用尺桿找圓周，以基準(zhǔn)點(diǎn)測量孔深。 ② 采用拆上節(jié)支下節(jié)依次周轉(zhuǎn)的方式，循環(huán)施工直至到底。支第二節(jié)護(hù)壁模板時(shí)，模板上口要留出高度為 100mm的砼澆筑口，以便于砼的澆筑。澆筑第二節(jié)護(hù)壁砼時(shí)，砼用吊桶運(yùn)下，為了防止?jié)仓r(shí)模板產(chǎn)生偏移，應(yīng)對稱下料，用木棒敲擊模板或插實(shí)的方法振搗。 ③ 因?yàn)樽o(hù)壁混凝土在地面以 下。濕度、溫度對其強(qiáng)度的增長非常有利，一般 1 天強(qiáng)度就能達(dá)到 10Mpa 左右，半天就可以拆模。拆模后若發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象，要及時(shí)加以堵塞和導(dǎo)流，保證護(hù)壁混凝土強(qiáng)度及安全。 吊裝鋼筋籠 鋼筋籠骨架在現(xiàn)場制作加工，為使鋼筋籠骨架有足夠的剛度，按設(shè)計(jì)要求每隔 Φ16的加強(qiáng)箍筋，以保證在倒運(yùn)和吊放過程中不產(chǎn)生變形。 吊裝前首先要檢查孔內(nèi)的情況，當(dāng)確定孔內(nèi)無塌方和沉渣后方能起吊。用 25t 吊車將鋼筋籠吊運(yùn)至樁孔旁，吊放鋼筋籠時(shí)，要對準(zhǔn)孔位，直吊扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁， 鋼筋籠放到設(shè)計(jì)位置后立即用鋼管或型鋼臨時(shí)擱支在護(hù)壁上加以固定。防止鋼筋籠下沉或上浮。經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理人員驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行下一道工序的施工。 為了保證鋼筋籠的位置準(zhǔn)確和鋼筋砼的保護(hù)層，在鋼筋籠長度范圍內(nèi)每隔 ，每處的定位鋼筋用 Φ16沿鋼筋籠周邊對稱布置 4個(gè)，定位鋼筋呈元寶狀直接點(diǎn)焊在主筋上。鋼筋籠吊裝入孔時(shí)要避免墩籠、扭籠現(xiàn)象的發(fā)生。 灌注砼 本工程采用商品砼，用汽車泵進(jìn)行澆筑施工。當(dāng)鋼筋籠在井筒中就位后且驗(yàn)收合格，便可向孔內(nèi)灌注Ｃ 30 砼，砼坍落度控制在 160180mm內(nèi)。 32 澆筑前要仔細(xì)檢查核對隨砼泵車遞送的砼配比單、材料試驗(yàn)單、出廠合格證、外加劑以及施工部位是否正確，無誤后方可施工。砼澆筑要連續(xù)進(jìn)行，中間不得留設(shè)施工縫。下部靠砼自身重量進(jìn)行混合密實(shí)，澆筑到距頂部 34m時(shí)采用插入式振動器垂直插入進(jìn)行振搗，振搗點(diǎn)間距控制在 40～ 50cm，應(yīng)做到 “快插慢拔 ”，以保證混凝土的密實(shí)度，同時(shí)要按規(guī)定留置砼抗壓試塊。砼樁頭頂面在澆筑 12H后進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)。砼澆筑到樁頂時(shí)，頂面高度要超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高 50100mm，以保證在剔除浮漿、浮石后，樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。挖孔灌注樁的混凝土質(zhì)量比 較容易保證，而且在制作承臺時(shí)，無需打掉樁頭，只需將其頂面鑿毛即可。 3 施工要點(diǎn) 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、地下水等影響挖土安全時(shí)，要立即采取有效防護(hù)措施后，才能繼續(xù)施工。 混凝土的原材料和混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)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(jì)算體積。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。 每節(jié)樁孔挖好后，必須用十字線對中，用吊線錘向井底投設(shè)，以半徑尺竿檢 查檢查孔壁的垂直平整度，隨之進(jìn)行修整。井深必須以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，逐根進(jìn)行引測。以保證樁孔軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。 要嚴(yán)格按照逐層往下循環(huán)的方式進(jìn)行作業(yè)。樁終孔要保證設(shè)計(jì)樁長和入巖深度，樁孔挖至設(shè)計(jì)深度后，必須檢查土質(zhì)情況，樁底必須支承在設(shè)計(jì)規(guī)定的持力層上。開挖擴(kuò)底部分時(shí)，應(yīng)先將擴(kuò)底部分圓柱體挖好，再按設(shè)計(jì)擴(kuò)底部位的尺寸、形狀自上而下削土。 對進(jìn)場的鋼材必須進(jìn)行復(fù)檢試驗(yàn)。人工成孔后必須對樁身直徑、孔底標(biāo)高、樁位中心線、井壁垂直度等報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，合格后做好施工記錄。 4 安全措施 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 米，圍欄采用鋼筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周 1 米范圍內(nèi)。 每節(jié)樁孔挖完后立即支護(hù)壁模板，澆筑護(hù)壁砼，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)壁間搭接長度不得小于 50mm。樁底設(shè)計(jì)要求擴(kuò)底的，若擴(kuò)底高度超過 2 米，擴(kuò)底部分應(yīng)分段做護(hù)壁，防止擴(kuò)底部 33 分坍塌。 為防止土層中含有有毒氣體，每次下孔前，必須先對樁孔內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)換氣工作。要設(shè)置專門的通風(fēng)設(shè)備，樁孔上人員要密切觀察樁孔下人員情況并經(jīng)?；ハ?呼應(yīng)。當(dāng)孔深大于 5 米時(shí)，要及時(shí)向井下通風(fēng)，加強(qiáng)空氣對流，必要時(shí)輸送氧氣，防止有毒氣體的侵害。 施工現(xiàn)場一切電源、電路的安裝、拆除必須由持證電工操作，施工現(xiàn)場電源、線路按 “三相五線制 ”， TN—S 系統(tǒng)要求布置，并按 “三級配電 ”， “二級漏電 ”分級分段保護(hù)，各孔井用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多孔和一閘多用，必須一機(jī)一閘一漏一箱進(jìn)行敷設(shè)，孔內(nèi)電線電纜必須采用護(hù)套等有防磨損，防潮，防斷等保護(hù)措施，操作工應(yīng)戴工作手套，腳穿絕緣膠鞋，配電箱應(yīng)有嚴(yán)密的防雨措施，安裝位置合適，安裝要牢固。 通過對本工程的實(shí)施，我們發(fā)現(xiàn)就單個(gè) 井筒而言，人工開挖一個(gè) 12m深的井筒大約需要 6～ 8 天，人工挖孔的速度不如鉆孔快，但在復(fù)雜的條件下，比如不能按順序開挖，和其它幾個(gè)工作面混合交叉在一起進(jìn)行施工時(shí)，人工挖孔的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來。人工挖孔可以幾個(gè)甚至十幾個(gè)工作面同時(shí)開展施工作業(yè)，機(jī)動靈活，從而也就大大地加快了