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人工挖孔桩施工方法及施工工艺

2021-11-10 来源:钮旅网
2、人工挖孔桩施工方法及施工工艺

2.1、人工挖孔桩工程概况

交通层围护结构为人工挖孔桩排桩,共有挖孔桩484根,直径为Φ1200mm, 桩间距有1300mm和1000mm两种。交通层南端靠罗湖口岸联检大楼前2#出入口及西侧火车站前均为φ1200@1300挖孔桩,深度10.8~12.2m,嵌固深度5m,共304根,桩间用φ1000@800旋喷桩止水;交通层东侧罗湖商业城前为φ1200@1000咬合桩,深度17.2m,嵌固深度10m,共180根。排桩完成后将桩头凿除干净,用0.6×1.2m压顶的冠梁将各桩顶连成一体。从罗湖站起伏较大的地质情况分析,有部分挖孔桩进入中风化岩层。

2.2、人工挖孔桩施工工艺流程

人工挖孔桩施工工艺流程见图4-2-1。

安装垂直运输设备 挖第一节孔桩土 测量定位 平整场地

浇注桩身混凝土 吊放钢筋笼 到桩底设 计标高否 是 桩底清理及检查持力层 否 浇第二(下)节砼护壁 拆第一(上)节模板 安第二(下)节模板 清理桩孔四壁、校核 桩孔垂直度和直径 安装排水通风照明设施 第二(下)节桩身挖土 安装活动吊桶 安模浇第一节砼护壁 在护壁上二次投测标高及桩位十字线轴线 图4-2-1人工挖孔桩施工工艺流程图

2.3、人工挖孔桩施工方法

2.3.1、人工挖孔桩施工顺序

为保证两施工孔桩净距大于4.5米,非咬合桩段采用跳4孔开挖,咬合桩段采用跳5孔开挖。如下图4-2-2所示:

1 2 35.3m 4 4.8m 1 4 2图5 3 6 1 4 25 3 6 1 5 1 2 3 4 5

图4-2-2挖孔桩施工顺序示意图

2.3.2、人工挖孔桩施工机具

1)挖掘工具:以铁锹、铁镐、铁锤、钢钎、风镐等简易轻便工具为主。 2)出土工具:由机架、电动葫芦及活底吊桶组成。

机架采用型钢焊成的简易门式机架,其上安置单轨电动葫芦。

起重工具采用链式电动葫芦,起吊能力为10kN,吊放深度根据桩长选择,铰链处设有自动限位防坠装置,承重吊链的破坏拉力不小于60kN。

3)降水工具:孔内设集水坑,采用大扬程的潜水泵抽水。 4)照明工具:孔内照明采用低压防水照明灯具。

5)通风工具:采用1.5kw的鼓风机,配以直径为10cm的塑料送风管,向孔内送风不小于25L/s。

6)混凝土护壁模板:采用钢模板。 7)人员上下:采用吊挂式软爬梯。

8)水平运输:手推车运至临时堆土场,然后用自卸汽车弃运。

2.3.3、平整场地,测量定位

施工前,平整场地,铲除松软土层并夯实,施测孔桩十字线,桩孔位置定位,

设置护桩并经常检查校核。孔口四周挖排水沟,作好排水系统,及时排除地表水,搭好孔口雨棚,安装提升设备,布置好出碴道路,合理堆放材料和机具,孔口四周2m范围内不得堆放水泥杂物。孔口四周设护栏,高度80~100cm,防止土、石、杂物及人员落入孔内。

2.3.4、井孔开挖

1)井孔开挖由人工自上而下逐层用镐、锹进行,挖土次序为先挖中间部分后挖周边。挖至地下水位时,在孔内挖集水井,设小型潜水泵将水排至场地排水沟内,集水井随挖土加深而加深。随着挖孔加深,及时安装通风、照明、通讯等设备。

2)挖孔达到设计标高后,进行孔底处理,使孔底平整、无松碴淤泥及沉碴,嵌入岩层符合设计要求,经监理工程师检查合格后应马上封底,安放钢筋笼,灌注桩身混凝土。

3)当遇到流动性淤泥或流砂时,可采取以下措施: (1)减少每节护壁的高度(可取0.3-0.5m),即挖即护。

定型组合钢模板 活动安全盖板 单轨电动葫芦 活底吊桶 混凝土护壁 图4-2-3挖孔桩垂直运输示意图

(2)采用钢护筒施工,在井孔内设高1~2m高,厚4mm钢套护筒,直径略小于混凝土护壁内径,利用混凝土护壁作支点,用小型油压千斤顶将钢护筒逐渐压入土中,阻挡流砂,钢套筒可一个接一个下沉,压入一段即开挖一段桩孔,直至穿过流砂层,再转入正常挖土和设混凝土支护。

(3)采用注浆加固措施,在桩四周预先注入水泥、水玻璃双液浆止水加固土体后再进行开挖和支护施工。

(4)采用上述方法仍无法施工时,即迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止,防止周围地面下沉及坍孔,并速报有关部门及设计单位处理。

4)挖孔桩内强风化及部分中风化软石采用风镐凿除,中~微风化岩石则采用微差控制爆破开挖。

(1)挖孔桩爆破施工参数如下: 炮孔直径:Ф32

炮眼深度:0.5~0.7m以内 起 爆:非电毫秒雷管 炸 药:2#RJ乳胶炸药 装药集中度:0.12~0.15kg/m 爆破震速控制:2cm/s

(2)挖孔桩内爆破炮孔布置及起爆顺序如下图4-2-4所示。

12 11

14 13 3 10 4 9 40 50 40 2 6 140 7 8 140 图4-2-4挖孔桩爆破方案

60~70 5

(3)挖孔桩爆破施工注意事项

爆破时井口覆盖钢筋网和砂袋,以杜绝飞石外逸。

爆破作业时须加强爆破振动监测,并用监测结果及时修正爆破参数。 爆破后须采用高压风和鼓风机进行足够的通风排烟处理,经小动物试验检测确认后方可进入孔内作业。

2.3.5、护壁施工

为防止坍孔和保证施工的安全,根据设计要求,孔桩采用砼护壁支护,人工填土层中每节高0.6m,其它土层中每节护壁高0.8m。护壁厚100mm,C20砼内配φ6@300钢筋。为了便于混凝土的浇注,护壁做成锥形,上口宽150~200mm,下口宽100mm(如图4-2-5)。护壁施工采取一节组合钢模板拼装而成,拆上节支下节循环周转使用,模板用U形卡连接,上下设两半圆组成的钢圈顶紧不另设支撑,混凝土用吊桶运输人工浇筑,从第二节护壁模板开始上部留100mm高作浇筑口,拆模后用砼堵塞。正常温度下24h后即可拆模。

灌注护壁混凝土时,可用敲击模板或用木棒反复插捣。不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土。发现护壁有蜂窝、漏水现象应及时加以堵塞或导流,防止孔外水通过护壁流入桩孔内。同一水平面上的孔圈二正交直径不宜大于50mm。

在第一节砼护壁上设十字控制点,每一节设横杆吊大线坠作中心线,用水平尺杆找圆周。控制桩径偏差在+50mm~-50mm内。

模板 混凝土浇注口 护壁间连接钢筋 护壁 图4-2-5挖孔桩护壁施工示意图

2.3.6、钢筋笼制作安装

人工挖孔桩钢筋笼采用在孔外绑扎,然后用1台50t履带吊和1台20T汽车吊起吊安装。钢筋笼制作与安装遵守以下规定:

(1)钢筋笼制作外径比设计孔径小140mm左右;

(2)钢筋笼在制作、运输和安装过程中,为防止变形,在钢筋笼内布置一定数量的内撑及加强箍筋;

(3)钢筋笼的主筋净保护层不小于70mm,其允许偏差±20mm; (4)钢筋笼吊装采用1台50t履带吊和1台20T汽车吊同时起吊,先使钢筋笼离开地面一定距离,然后履带吊机升高,汽车吊机配合使钢筋笼底端不接触或冲撞地面,直至履带吊将整个钢筋笼垂直吊起并安装就位。吊放钢筋笼入孔时,不得碰撞孔壁,灌注混凝土时应采取安设砼垫块及固定箍筋等措施固定钢筋笼位置。

(5)钢筋笼需分段连接时,其连接焊缝及接头数量要符合技术规范要求; (6)钢筋笼的制作偏差应符合下表4-2-1的规定:

钢筋笼的制作偏差表 表4-2-1

序号 1 2 3 4 5

项目 主筋间距 箍筋间距 加强筋间距 钢筋笼直径 钢筋笼长度 允许偏差(mm) ±10 ±20 ±50 ±10 ±100

桩孔 节钢筋下节钢筋笼 图4-2-6挖孔桩钢筋笼吊装示意图 2.3.7、桩身混凝土灌注

桩身混凝土采用C25商品砼。混凝土由搅拌运输车运输,混凝土输送泵泵送入模。当孔内地下水不大,浇筑前清理孔底浮土和积水,采用串筒下料。砼要垂直灌入桩孔内,并连续分层浇筑,每层厚度控制在1.5m以内,由于人工下井振捣有困难,在混凝土中掺水泥用量0.25%木钙减水剂,提高混凝土坍落度,利用砼大坍落度下沉力使之密实。在桩上部钢筋加密部位,仍用振动棒振捣密实。为了保证桩端的砼强度,施工时要超灌一定高度的砼,在砼达到规定的强度以后进行桩头处理。

当桩孔内渗水量过大(>1m3/h)时,要采用水下混凝土灌注方法,按挖孔桩水下混凝土灌注有关规定进行。

由于南方气温较高,故砼浇筑12h后,采取覆盖草袋,并洒水的方法进行养护,养护时间不少于14d。

2.3.8、人工挖孔咬合桩施工方法

人工挖孔桩桩间距1000mm地段为咬合桩,咬合200mm,护壁厚100mm,护壁为网格钢筋砼。挖孔桩采用跳桩开挖施工,后施工孔桩在挖孔过程中,必须

将与先施工孔桩相割的护壁拆除确保桩芯有充分的接触面,并尽可能扩大桩芯砼接触面;在开挖交通层基坑时,必须将孔桩与交通层侧墙面的护壁全部拆除。

精心施工,防止泥土和泥浆污染先施工桩桩间接触面。对先施工桩桩间接触面按施工缝方法处理,先凿毛后冲洗,在最后浇筑桩芯砼前应对先施工桩桩间接触面再冲洗一次。

后施工孔桩 100 600 1000 1000 先施工 孔桩

先施工 孔桩 需凿除护壁 图4-2-7挖孔桩咬合示意图 2.4、人工挖孔桩施工组织

2.4.1、机械配备

挖孔桩施工配备以下机械:

单轨电动葫芦20台;1t机动翻斗车4台;

50t履带吊机1台、NK200E型20t汽车起重机1台; 36v低压变压器1台;钢筋加工设备1套;

QY25型潜水泵3台、QB40-25型潜水泵3台;凿岩机4台。

2.4.2、机构及人员配备

针对罗湖站具体情况,成立挖孔桩专业施工队,机构管理框图如下:

副队长 机械技术主管 挖孔桩施工队队长 挖孔钢筋混凝

挖孔桩施工队设队长1名,副队长1名,技术主管1名,技术员2名,施工工班3个,工人90人。每3人一组施工一根孔桩,同时施工20根桩。

2.5、人工挖孔桩技术标准

(1)人工挖孔桩基底直径应符合设计要求,基底应平整无虚土,无积水,无淤泥,基底标高在允许误差范围内。

(2)人工挖孔桩允许偏差必须符合下表4-2-2规定:

人工挖孔桩允许偏差表 表4-2-2

序号 主筋间距 钢1 筋笼 箍筋间距 直径 长度 主筋保护层厚度 2 护壁 桩的3 位置偏移 4 5 6 7 垂直度 桩柱垂直度 桩身直径 桩底标高 厚度≥100 每循环护壁长度≤900 护壁模板直径(长度) 垂直于桩基中心线 沿桩基中心线 单桩 单排桩 群桩基础的边桩 条形基础桩 群桩基础的中间桩 50 3‰ H/1000 ±50 ±10 吊线尺量 吊线 尺量 尺量、测量 50 项目 允许偏差mm ±10 ±20 ±10 ±50 ±10 ±20 —50 符合设计 拉线尺量 尺量 检验方法 尺量 2.6、人工挖孔桩施工技术措施

(1)开孔前,桩位应定位准确,在桩外设置定位龙门桩,安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置,并由专人负责。

(2)人工挖孔桩的护壁厚度不小于100mm,混凝土等级不低于桩身混凝土强度等级,上下节护壁间应用钢筋拉结。

(3)护壁中心线应和桩的轴线重合,其与轴线偏差不大于20mm。第一节护壁比下面的护壁厚150mm,并高出地面150~200mm。

(4)上下节护壁相互搭接不小于50mm。 (5)每节护壁均应在当日连续施工完毕。

(6)护壁混凝土必须密实,根据土层渗水情况可使用速凝剂。

(7)遇有局部或厚度大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时,每节护壁的高度可减小到300~500mm,并随挖、随验、随浇注混凝土;或采用钢护筒或有效的降水措施。

2.7、人工挖孔桩施工安全措施

人工挖桩施工时,人员要下到井底,桩深孔小,必须特别注意施工安全。 1)开挖过程中加强地面及孔内开挖人员的上下呼应,防止井下发生意外。 2)随时检查孔内有毒物质,特别是采用爆破作业的桩孔,人员进入之前必须采用高压风管或鼓风机进行足够的通风排烟处理,经动物实验检测确认安全后方可入孔作业。

3)作业人员必须配戴安全帽,每班上下孔内均须认真检查爬梯及吊篮等上、下工具的安全可靠性,孔内采用36伏以下的低压照明灯具。

4)孔口设第一道钢筋盖板,并在下班后加盖严实。井下作业人员头顶1.0m设第二道钢筋护盖,在土石方起吊过程中,人员站在盖板之下,防止高处坠物伤人。

5)孔口高出地面10cm,附近不允许堆放材料工具,及时清除孔口周边的松

散泥块和杂物。

6)钢筋笼吊放须由专人指挥,确保周围建筑物和行人的安全。

7)采用相邻孔同时施工的挖孔桩,其相邻施工工作开挖面之间最小距离不得小于4.5m。

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