人工挖孔桩施工方法
人工挖孔桩的艰苦在于劳动者的劳动强度很大,而危险则在于施工环境的恶劣,这两个方面原因的构成,使得在很多地区已经限制使用人工挖孔的施工方法。为了保护劳动者的安全,我们注意到直径较大钻孔设备正在不断涌现。
但是人工挖孔毕竟是一种施工方法,在建筑工程中遇有局部的机械无法接近的桩体时,人们总是想起人工挖孔桩。目前国内挖孔直径为4.2m,国外已达8m。
(1)人工挖孔桩的孔径(不含护壁)通常在0.8m以上,只有满足这样的孔径挖掘人员才能够在孔内进行正常的生产活动。在人工挖孔桩开挖前,如果在平面上桩位的净距离小于2倍的桩径且小于2.5m时,为了保证桩间的土壁不至于坍塌,应采用间隔开挖的施工手段,排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m,孔深不宜大于40m。
(2)开挖土方时应采用分段开挖方法,每段开挖的深度取决于土壁能够保持直立状态的能力,一般情况下以0.8~1.0m为一个施工段,挖土由施工人员从上到下逐段进行,同一段内挖土次序为先中间后四周。扩底部分采取先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。挖土完成后需要仔细清理遗留在孔底的虚土,并且测量孔深和孔底标高。
(3)人工挖孔桩最大的质量问题是孔身不易垂直,为了保证孔身能够垂直下挖,在孔口地面上应设置十字控制网,可是由于控制网的存在会影响开挖工作的进行,可以将提升设备的钢丝绳设置在十字控制网的下垂线位置,以便作为挖土根据,粗略控制柱身中心线。
(4)为了防止孔壁坍塌,人工挖孔桩在施工时,应设置护壁,护壁大多使用素混凝土,只有桩径较大、桩长较长、或者土质较差、有渗水时,才应在护壁中配制6~10钢筋,上下护壁相交的主筋应相互搭接。
护壁的设置涉及使用护壁模板,而模板的高度取决于开挖土方施工段的高度,从人工挖孔的实际情况来看,模板的高度确定在为1.0m左右为合适,为了拆装和上下运输方便,模板可以由4块或8块活动钢模板组合而成。
(5)护壁由支模中心线控制,可以将桩控制轴线、高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中,吊大线坠控制中心点位置,用尺杆找圆周,然后由基准点测量孔深。
(6)为了保证桩体的垂直度,对于第一节护壁的偏差应从严控制,第一节孔圈护壁的中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm。出于挡水、挡土、安全和定位的目的,孔圈的顶面应比施工场地的自然标高高出150~200mm,壁厚比下面孔壁厚度增加100~150mm。
混凝土护壁有两种形式,分别为外齿式和内齿式;外齿式的优点在于作为施工用的衬体,抗塌孔的作用更好,便于人工用钢钎等捣实混凝土;增大桩侧摩阻力。内齿式的优点,主要体现在挖土修整及支模较为简便。
(7)人工挖孔桩混凝土护壁的厚度不宜小于100mm,混凝土强度等级不得低于桩身混凝土的强度等级。采用多节护壁时,上下节护壁间宜用钢筋拉结,同时护壁搭接长度不得小于50mm,每节护壁均应在当日连续施工完毕。
(8)护壁混凝土必须保证密实,根据土层渗水情况使用速凝剂,同一水平面上的井圈任意直径的极差不得大于50mm,同时护壁模板的拆除时机,在一般常温情况下宜在24h之后进行。如果发现护壁有蜂窝、漏水现象时,应及时补强以防止造成事故。模板拆除后,再开挖下一段土方,然后继续支模灌注混凝土,如此循环,直到将孔挖到设计要求的深度。
(9)如果在挖孔过程中,遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌砂涌土时,可以将每节护壁的高度减少到300~500mm,并随挖、随验、随浇筑混凝土。也可以采用钢护筒或其他有效的降水措施。
(10)挖至孔底标高时,孔底不应有积水,终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、积水,然后进行隐蔽工程验收,验收合格后,应立即封底和浇筑桩身混凝土。
(11)对于质量在1000kg以内的钢筋笼,可用带有小卷扬机和活动三木搭的小型吊运机具,或汽车吊吊放入孔内就位。对直径、长度、重量大的钢筋笼,可使用吊车吊放。
(12)浇筑桩身混凝土时,混凝土应连续分层浇筑,每层浇筑的高度不得大于1.5m。对于直径较大的挖孔桩应分层捣实,第一次浇筑到扩底部位的顶面,随即振捣密实,再分层灌注桩身,分层捣实,直至桩顶。为了防止混凝土的离析,浇筑时应当使用溜槽;当混凝土下溜高度超过3m时,应用串筒,串筒末端离孔底高度不宜大于2m。对于混凝土的振捣,应当采用插入式振捣器振实。
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