| （摘要）本文結(jié)合我公司承建的哈爾濱繞城高速公路西段k37+441.5公鐵立交橋工程，從理論上對(duì)挖孔樁的施工工藝進(jìn)行了全面客觀的論述。對(duì)施工過(guò)程中的施工方法及程序，施工準(zhǔn)備、樁孔開挖、孔壁支護(hù)、注意事項(xiàng)、灌筑樁身等做了較詳細(xì)的說(shuō)明，并對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行了分析，可供從事橋梁、房建工程施工的有關(guān)人員參考。 主題詞：挖孔樁施工應(yīng)用 挖孔樁技術(shù)在特殊施工條件下的應(yīng)用 前言：隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，許多現(xiàn)代化機(jī)械給施工生產(chǎn)帶來(lái)了極大的便利，使人們?cè)絹?lái)越多感覺到科學(xué)技術(shù)作為生產(chǎn)力給人類的生存和發(fā)展創(chuàng)造了原動(dòng)力，在現(xiàn)代的施工生產(chǎn)中，人們特別注重新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的采用，那么，“古老”的技術(shù)是否可以摒棄不用呢？回答是否定的。我公司在哈爾濱繞城高速公路西段k37+441.5公鐵立交橋建設(shè)中，因地制宜，在施工環(huán)境及施工工期對(duì)生產(chǎn)極為不利的條件下，采用挖孔樁施工技術(shù)，創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為公司贏得了信譽(yù)。 k37+441.5公鐵立交橋采用樁基礎(chǔ)，樁徑分別為1.2米，(樁長(zhǎng)35米)和樁徑2.0米(樁長(zhǎng)38米)兩種，地質(zhì)條件為亞粘土。由于跨越的哈長(zhǎng)鐵路此段為路塹，且處于相鄰標(biāo)段施工便道及鄉(xiāng)間公路之間，故采用鉆孔樁施工較為困難，諸如泥漿池的設(shè)置地點(diǎn)無(wú)從考慮，就近挖設(shè)的話對(duì)鐵路及農(nóng)田有一定危害性，就遠(yuǎn)則對(duì)施工生產(chǎn)極為不利，而且業(yè)主要求承包一個(gè)月內(nèi)完成30根鉆孔樁的施工任務(wù)。若采用鉆孔施工工藝施工肯定完不成任務(wù)（作業(yè)場(chǎng)地限制多臺(tái)鉆機(jī)，同時(shí)開鉆施工）。經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究、檢算，我們提出了鉆孔改挖孔的方案，經(jīng)業(yè)主及監(jiān)理部門批準(zhǔn)后，我們采用了挖孔樁施工的方案，化不利為有利，經(jīng)過(guò)21天的緊張施工完成了全部樁基基礎(chǔ)，提前完成了任務(wù)，經(jīng)黑龍江省工程質(zhì)量監(jiān)督站檢測(cè)，樁基質(zhì)量全部達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 一、施工方法及程序 1.1、特點(diǎn)及適用范圍 挖孔灌注樁基礎(chǔ)，是用人工挖豎井的方法，挖出樁孔放入鋼筋籠，灌注混凝土而成樁，然后在樁頂上灌注承臺(tái)混凝土或墩柱混凝土作成樁基礎(chǔ)。 挖孔樁的優(yōu)點(diǎn)在于易于施工，不受地形與機(jī)具設(shè)備的限制，土法上馬也能快速形成生產(chǎn)施工能力，特別是大孔徑樁基礎(chǔ)，其施工方法更顯優(yōu)越。樁基底處理較為容易，質(zhì)量能得到保證，另外在挖孔過(guò)程中，能夠清楚的了解地抽變化情況，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，做到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。特別適用于粘土或砂粘土地層施工。 挖孔樁存在的缺點(diǎn)和局限性為：當(dāng)?shù)叵滤S富或水位高的地層，流砂層很厚及淤泥質(zhì)粘土層等，不宜采用挖孔樁施工。當(dāng)樁孔徑小于1.2米時(shí)，孔內(nèi)作業(yè)條件差，挖孔過(guò)深（超過(guò)15米）時(shí)，孔內(nèi)通風(fēng)及防護(hù)安全極為重要。 1.2、主要施工程序 定位→挖孔→護(hù)壁（或視地質(zhì)情況隨挖孔進(jìn)度設(shè)置樁孔護(hù)壁）→孔內(nèi)出土（出碴）→孔底清理→安設(shè)鋼筋籠→灌注樁身混凝土 二、施工準(zhǔn)備 2.1、施工測(cè)量，根據(jù)橋位測(cè)量定出樁位，平整場(chǎng)地。開挖前，樁基周圍的一切不安全因素必須清除，平整場(chǎng)地要因地制宜，要在樁孔四周做好臨時(shí)防護(hù)措施及警示標(biāo)志。 2.2、為防止雨水侵入樁孔，應(yīng)在孔口上搭設(shè)防雨棚，防雨棚的高度大約2m左右，以利于人員作業(yè)，在孔口四周挖好排水溝，以利于排水，并注意出土道路的走向，棄土地點(diǎn)應(yīng)離孔邊至少5m以外，出土達(dá)到一定數(shù)量或影響施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)組織人力機(jī)械進(jìn)行及時(shí)清運(yùn)。 2.3、根據(jù)需要和可能，采用人力絞車或電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升設(shè)備，安裝提升設(shè)備時(shí)，首先要考慮到作業(yè)情況，即對(duì)施工作業(yè)是否方便靈活，機(jī)具是否拆裝容易，還應(yīng)注意到吊斗容量與起重能力的適應(yīng)，起重安全系數(shù)應(yīng)大于3。掛鉤要求牢固，摘掛容易又有保護(hù)措施，人員上下應(yīng)系安全繩。 三、樁孔開挖 3.1、挖孔的順序視土質(zhì)及樁孔布置形式而定，由于粘土及砂粘土土質(zhì)緊密，不易產(chǎn)生坍孔，同墩臺(tái)位的樁孔可同時(shí)開挖，相鄰兩間隔不得小于1.5米，否則易由于支承力不足而產(chǎn)生坍孔。有承臺(tái)的挖孔樁，灌注樁身混凝土后，再進(jìn)行承臺(tái)施工。 3.2、在挖孔過(guò)程中隨時(shí)觀察土質(zhì)變化情況每進(jìn)尺1.0米，采用“孔規(guī)”測(cè)量樁壁，以保證樁徑，采用垂球垂中，測(cè)量中心，保證樁孔垂直，挖孔的中線誤差不得大于孔深的0.5%。截面尺寸必須滿足設(shè)計(jì)要求，孔口平面與設(shè)計(jì)樁位偏差不得大于5cm，孔壁不必修成光面，以增加樁壁磨擦力。如孔內(nèi)或孔底地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)資料有較大出入時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)方面，挖孔至設(shè)計(jì)高程后，應(yīng)進(jìn)行孔底處理，做到平整，無(wú)松渣、污泥等軟層。 3.3、挖孔時(shí)組織分兩班人員白天作業(yè)，1.2m樁徑4人一班，2.0m樁徑8人一班。孔內(nèi)挖裝2—4人，起吊出碴2-4人，以平均數(shù)計(jì)兩班計(jì)，12小時(shí)工作計(jì)，1.2米樁徑每天進(jìn)尺5米，2m樁徑進(jìn)尺2.6m，挖孔進(jìn)度與孔徑大小，地質(zhì)情況，吊裝設(shè)備等有很大關(guān)系，但一般來(lái)說(shuō)孔徑1.2米—1.5米，亞粘土質(zhì)的孔較為便于作業(yè)。 四、孔壁支護(hù) 4.1、為防止塌方，保證人員操作安全，大直徑人工挖孔樁大多采取分段挖土，分段護(hù)壁的方法施工。挖孔施工中應(yīng)選擇合適的孔壁支護(hù)類型，一般可安裝木框架、竹籬、柳條、荊笆，預(yù)制混凝土井圈或鋼井圈支護(hù)，也可采用現(xiàn)澆或噴射混凝土護(hù)壁。磨擦樁的非永久性支護(hù)，也可采用現(xiàn)澆或噴射混凝土護(hù)壁。磨擦樁的非永久性支護(hù)，不得用于磨擦樁。 4.2、實(shí)際上若是土質(zhì)密實(shí)無(wú)灌、滲水，開挖后短期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)坍孔（10天）的樁孔不需支護(hù)，具有強(qiáng)度高，安全性好的特點(diǎn)。但以混凝土壁作為樁身的一部分時(shí)，只能用于樁身截面不出現(xiàn)拉力的樁（磨擦樁和柱樁），其混凝土強(qiáng)度不得低于樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 4.3、孔壁支護(hù)的護(hù)壁厚度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。分段現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁厚度，一般取受力最大處，即地下是深段護(hù)壁所承受的土壓力及地下水的側(cè)壓力。 4.4、由計(jì)算確定護(hù)壁厚度，設(shè)護(hù)壁混凝土厚度為t，則可按下式計(jì)算： t≤KN/fc或t≥KPD/2fc 其中當(dāng)挖孔無(wú)地下水時(shí) P=γHtg2（45°－φ/2） 當(dāng)挖孔有地下水時(shí)， P=γhtg2（45°－φ/2）+（γ+γw）（H－h(huán)） tg2（45°－φ/2）+（H－h(huán)）γW 其符合含義：P—土和地下水對(duì)護(hù)壁的最大側(cè)壓力（N/m2） N—作用在護(hù)壁截面上的壓力（N/m），N=PD/2 γ—土的重度（KN/m3） γW—水的容重（KN/m3） H—挖孔護(hù)壁深度（m） h—地面至地下水位深度（m） D—挖孔樁直徑（m） Fc—混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） K—安全系數(shù)，取1.65。 五、注意事項(xiàng) 5.1、挖孔時(shí)，應(yīng)注意施工安全，挖孔工人必須配有安全帽、安全繩，必要時(shí)應(yīng)搭設(shè)掩體。提取土碴的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)具，必須經(jīng)常檢查。井口周圍應(yīng)高出地面20—30cm，以防止土、石、雜物滾入孔內(nèi)傷人。挖孔工作暫停時(shí)，孔口必須罩蓋。挖孔時(shí)，還應(yīng)經(jīng)常檢查孔內(nèi)的二氧化碳含量，如超過(guò)0.3%或孔深超過(guò)10米時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)。 5.2、孔內(nèi)應(yīng)采取照明措施。孔內(nèi)照明應(yīng)用36V以下的低電壓，在潮濕和滲水地區(qū)，使用防水燈頭和防護(hù)燈罩。 5.3、建立和健全規(guī)章制度，建立交接班制，上下班之間交清施工中存在的問(wèn)題及注意事項(xiàng)；建立呼應(yīng)制，挖孔過(guò)程中井孔上隨時(shí)響應(yīng)，以防下面發(fā)生意外，上面不知道。建立通風(fēng)后方可下孔內(nèi)作業(yè)制，通風(fēng)后用蠟燭或小動(dòng)物（小狗或兔等）放至孔底，數(shù)分種后取出，觀察有無(wú)異常現(xiàn)象。 5.4、人在井下勞動(dòng)時(shí)，每分鐘需吸入氧和呼出二氧化碳約為1.2dm3。挖孔深度達(dá)10米時(shí)，孔底空氣自然流動(dòng)的條件變壞，此時(shí)主要靠裝土容器上下時(shí)，帶動(dòng)孔內(nèi)空氣流動(dòng)，這樣孔底的二氧化碳的含量逐漸積累，當(dāng)達(dá)到3%時(shí)，就會(huì)引起人的呼吸紊亂、頭痛、嘔吐等癥，所以在挖孔過(guò)程中必須加強(qiáng)通風(fēng)。 六、灌注樁身 6.1、開挖樁孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，要進(jìn)行終孔檢查，合格后放鋼筋籠，經(jīng)檢查無(wú)誤，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，即可灌注混凝土。 6.2、挖孔灌注樁應(yīng)盡量爭(zhēng)取在空氣中灌注混凝土，這樣灌注情況可目視檢查，混凝土質(zhì)量易于保證，孔壁支護(hù)易于逐層拆除。 6.3、灌注樁身混凝土，在干燥無(wú)水或少量滲水時(shí)，可用一般灌注方法施工，灌注混凝土使用串筒導(dǎo)管，避免分散落下發(fā)生離析，影響樁身強(qiáng)度。混凝土坍落度宜為7cm左右，其自由墜落搗實(shí)，當(dāng)?shù)撞烤鄻?biāo)高3m左右時(shí)應(yīng)開始用振搗器振搗，直至達(dá)到標(biāo)高，達(dá)到后，應(yīng)即時(shí)將表面已離析的混合物和水泥漿清除干凈。 6.4、若樁孔內(nèi)地層滲水量大，可在孔內(nèi)灌水，至少與地下水位相平，然后采用水中混凝土灌注法施工。 七、工程實(shí)例分析 7.1、哈爾濱城高速公路西段k37+441.5公鐵立交橋施工由于受場(chǎng)地限制，采用挖孔施工可減少土地費(fèi)用并避免不必要的施工程序，同鉆孔樁施工相比，可節(jié)約15%左右的費(fèi)用。 7.2、k37+441.5公鐵立交橋的施工工期，得到了有效控制，同鉆孔樁相比提前工期10天，由于挖孔樁受地質(zhì)條件的限制很少采用，而哈爾濱繞城高速公路西段k37+441.5公鐵立交橋的亞粘土質(zhì)為挖孔樁施工提供了有利條件，通過(guò)工程實(shí)踐，我們可這樣認(rèn)定，一切施工方法都不是一成不變的，只要工藝可行，方法可靠，效益可觀，安全可保，我們就可以運(yùn)用到工程實(shí)踐中來(lái)。 |
