人工挖孔灌注桩在某高速公路工程的应用实践

姜东利

摘要:结合工程实践,从人工挖孔灌注桩的特点,分析人工挖孔灌注桩的适用条件,阐述人工挖孔灌注桩施工工艺、质量安全控制要点、常见问题的预防与处理等。

Abstract: The thesis combines the practical cases with the characteristics of the digging-hole piles by hand, illustrating the applicable conditions of the method. The technology, safety control, the prevention and solution of the frequent questions are also illustrated.

关键词:人工挖孔;高速公路;应用

Key words: digging-hole piles by hand; highway; application

中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0237-01

人工挖孔是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺,具有机具设备简单,施工操作方便,占用场地小,施工质量可靠,可全面展开施工,缩短工期,造价低等优点,适用于少水且较密实的土质或岩石地层,因此,在桥梁工程中得到广泛运用。笔者就某高速公路工程的桥梁桩基施工谈谈挖人工挖孔桩基在工程实践中的应用。

1工程概况

大连地区某高速公路路基工程二合同段全长13.65公里,共有桥涵构造物45座,开工时间2009年9月份,工期12个月。根据大连地区的气候特点11月份至次年3月份为冬期施工,加之受征地动迁等因素的影响,工期特别紧张,要按期完成施工任务必须保证在2009年12月底前完成桩基工程。

全标段共有桩基623根,桩径1.1-1.7m,桩长12-20m。地质钻探资料显示,地质条件为粉质粘土、角砺、粉砂岩,桩位设计深度内大部分无水,大部分为次坚岩、坚岩。

2对人工挖孔成孔方式的选择

(1)本项目桩基础桩径为1.1-1.7m,桩长12-20m,地质条件大部分为次坚岩、坚岩,不适合旋挖钻、回旋钻施工。且无地下水,从桩径、桩长、地质条件角度考虑适合采用人工挖孔方式。(2)本项目工期特别紧张,若采用冲击钻成孔,需要同时投入钻机太多,人工挖孔可多桩同时进行的特点能够保证既节省设备投资又加快施工进度,保证工期。(3)本项目桥涵构造物多为中小桥、通道,施工地点比较分散,无就近接入电源,只能采用自发电。水源、黄土缺乏,岩层多为次坚岩、坚岩,导致采用冲击钻成孔成本较人工挖孔更高。(4)人工挖孔可以控制扩孔率在6%以内,而冲击钻成孔只能保证扩孔率在15%以内。从而节省混凝土,降低工程造价。

以上从工程本身特点、施工条件,工程造价方面考虑,选择人工挖孔可以更好的保证工期、确保工程质量、创造更大的利润。

3施工工艺

(1)测量控制。桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。用十字线将中心桩点引出护壁外80cm,用水泥砂浆打水泥钉固定,并做好保护工作。(2)锁孔口。开挖第一节桩孔土方后,为防止桩孔壁坍方,确保安全施工,成孔应设置锁口井圈,并放附加钢筋,锁口应高出地面20cm以上,便于挡水。(3)检查桩位(中心)轴线。每节桩孔护壁做好后,必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口,然后用十字线对中,吊线坠向井底投设,以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度,随之进行修整,保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。(4)安装施工机具。第一节桩孔成孔以后,即着手在桩孔上口架设垂直运输支架。支架本工程采到钢管吊架形式,要求搭设稳定、牢固。(5)逐层往下循环作业。①采取分段开挖,每段高度决定于孔壁自稳状态的能力,以1.0-1.5m为一施工段,特殊地段0.6-0.8m,遇极硬岩时,进行针对性爆破设计。开挖面积的范围为设计桩径加护壁厚度。在地下水位以下施工时,要及时用吊桶将泥水吊出。桩孔挖至规定的深度后,检查桩孔的直径及井壁垂直平整度,并修整孔壁。②护壁模板采用两块半圆形5mm厚钢板通过螺栓连接而成,为一上大下小的楔形圆环模板。模板高度取决于开挖时施工段的高度,一般为1m。对于模板加固,可以采用ф25的螺纹钢筋焊成的钢支撑架进行加固。③护壁砼要振捣密实,可加早强剂早强,严禁用插入振动器振捣,以免影响模外的土体稳定。护壁砼强度等级为C20,厚度为20cm,钢筋插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结。④逐层往下循环作业,将桩孔挖至设计深度,清除虚土或虚碴,桩底应支承在设计所规定的持力层上。(6)检查验收:成孔以后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定。做好施工记录,进行隐蔽工程报验程序。(7)吊放钢筋笼:钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块,吊放钢筋笼时,要对准孔位,直吊扶稳、缓慢下沉,避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时,应立即固定。(8)浇筑桩身混凝土:桩身混凝土用溜槽加串筒向桩孔内浇筑混凝土。混凝土的落差大于2m,桩孔深度超过12m时,宜采用混凝土导管浇筑。

4挖孔安全保证措施

(1)挖出的土方必须及时运走,井孔口周边1m范围内,禁止堆放土石方,未浇注的桩3m范围内严禁过重车。(2)井孔周边必须设置安全防护围栏,高度不低于1.2m,正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔,必须设置牢固的安全活动盖板。(3)当孔深大于10m以上时,应向孔下通风,加强空气对流,必要时输送氧气,防止有毒气体危害。(4)孔内实施爆破时,严格按照设计布眼及控制药量。划定安全距离,设置警戒哨,闪电雷鸣时禁止装药、接线,施工操作时严格按安全操作规程办事,爆破后向孔内强制输送清洁空气排除有害气体,待有害气体排完后方可下井。(5)当相邻孔桩在浇灌桩芯砼时,原则上要停止掘进,以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌。

5挖孔施工常见问题的预防与处理

(1)垂直偏差过大。由于开挖过程未按要求每节核验垂直度,致使挖完以后垂直超偏。每挖完一节,必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。(2)孔壁坍塌及流砂事故。在开挖过程中,如遇到特别松软的土层,流动性淤泥或流砂时,为防止土壁坍落及流砂,可减少每节护壁的高度(可取300-500mm)、加强配筋、增加护壁厚度等措施。待穿过松软土层和流砂层后,再按一般的方法边挖边灌注砼护壁,继续开挖桩孔。当采用上述方法仍无法施工时,讯速用土回填桩孔到能控制坍孔为止,并用高150-200mm孔径略小于砼护壁内径的钢护筒,用小型千斤顶将钢护筒压入土中阻挡流砂或淤泥,压入一段开挖一段,直至穿过流砂层50-100cm。

6结束语

人工挖孔桩虽然存在井下作业条件差,环境恶劣,劳动强度大等缺点,但操作简单、施工速度快、工程成本低的优点使这种工艺在工程建设领域得到了广泛的应用。本项目因采用人工挖孔灌注桩的施工工艺,在工期特别紧张的情况下,既按期完成了施工任务又降低了工程成本、保证了工程质量,取得了理想的效果。

参考文献:

[1]JTG F80/1-2004 公路工程质量检验评定标准[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]JTJ041-2000 公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.