超深人工挖孔樁施工技術(shù)

超深人工挖孔樁施工技術(shù)人工挖孔樁具有施工工藝簡單、施工過程直觀、工程造價相對較低、工程質(zhì)量容易控制等特點，因而在公路、鐵路、房屋建筑等深基礎(chǔ)中為首選施工工藝，但在目前工程實踐中，主要受地下水位、樁孔直徑、地質(zhì)條件等的影響，人工挖孔樁適用范圍還是比較受限制。在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94－94中規(guī)定了挖孔樁孔深不宜大于40m，但是通過在xx水電站進(jìn)場道路某大橋3、4＃橋墩樁基工程施工中，我們進(jìn)行了50～55m的超深人工挖孔樁的施工，現(xiàn)將該橋樁基施工工程及采用的技術(shù)措施整理如下。1工程概況1.1設(shè)計概況該工程場區(qū)位于西南重丘陵地區(qū)，橋兩端為陡峭山坡，3號、4號橋墩位于山谷間，跨一季節(jié)性小河。場區(qū)內(nèi)地下水埋藏較深，地質(zhì)鉆探未見地下水。3號、4號橋墩下設(shè)計φ2200mm大直徑嵌巖樁各5根，設(shè)計有效樁長50～55m不等，并要求樁端嵌于同一風(fēng)化巖4.4m，樁頂標(biāo)高位于地面一下-3.5m。實際成孔深度49～54m不等，共有7根樁深度超過50。1.2場地地質(zhì)條件場地內(nèi)地層大致分為以下幾層：①坡積層：層底深度1.5～2.0m。②粘性土：層厚8～15m。③碎石土：為砂巖、粘土、粗砂碎石混雜，碎石粒徑為5-10cm，含量約40%，層厚7～13m。③強(qiáng)風(fēng)化砂巖夾泥巖：褐黃色、強(qiáng)風(fēng)化，層厚13～18m。④砂巖褐黃色，堅硬、中風(fēng)化，層厚10～15m。第④層為樁基設(shè)計持力層。2施工技術(shù)2.1挖孔順序根據(jù)相關(guān)要求凡遇相鄰樁間距小于2倍樁身直徑，采用界隔樁施工，且后施工樁開挖前，先施工的樁應(yīng)已澆筑混凝土且滿足強(qiáng)度要求。根據(jù)此要求，該橋的3號、4號墩樁基采用對角線開挖。2.2挖孔樁施工工藝施工工藝流程：見圖2-1、圖2-2。制定報批施工方案樁位測量放樣人工挖孔1～1.5m后設(shè)置護(hù)壁清孔成孔檢查驗收安放鋼筋籠制定報批施工方案樁位測量放樣人工挖孔1～1.5m后設(shè)置護(hù)壁清孔成孔檢查驗收安放鋼筋籠安設(shè)漏斗灌注砼拆拔導(dǎo)管或串筒鑿除樁頭人工挖孔樁無損檢測搭設(shè)施工平臺平整場地測量孔深、孔徑、垂直度鋼筋籠制作砼生產(chǎn)、砼試塊制作測量砼面高度循環(huán)開挖至設(shè)計深度設(shè)立導(dǎo)管或串筒圖2-1挖孔樁施工工藝圖2-2挖孔樁施工示意圖1、圍欄2、限位器3、提升井架4、電動卷揚(yáng)機(jī)5、提升吊桶6、護(hù)圈2.3掘進(jìn)(1)每個樁孔由一個固定的小組負(fù)責(zé)施工，每個小組5個人，其中負(fù)責(zé)開挖的二個、負(fù)責(zé)提升設(shè)備的一個，負(fù)責(zé)出碴的二個。每個小組配備對講機(jī)隨時保持井上和井下的聯(lián)系。(2)孔內(nèi)碴土和小型機(jī)具材料的運(yùn)輸采用提升架提升，護(hù)壁采用內(nèi)八字搭接，搭接長度不小于50mm，護(hù)壁分節(jié)長度視地質(zhì)情況變化，一般地段分節(jié)長度為1m。護(hù)壁模板采用工具式鋼模板，模板間用插銷連接。(3)當(dāng)孔內(nèi)遇有堅石須爆破時，采用淺眼爆破，嚴(yán)格控制炸藥量，并在炮眼附近加強(qiáng)支撐和護(hù)壁，防止振塌護(hù)壁，開挖至設(shè)計標(biāo)高0.5m范圍嚴(yán)禁爆破；炸藥采用防水炸藥，雷管為電雷管。(4)在孔樁開挖時根據(jù)需要在孔壁處安設(shè)抽水管道、通風(fēng)管道和照明線路等管線，管線安裝見圖2-3所示。圖2-3管線布置圖圖2-4開挖成孔圖(5)挖孔達(dá)到設(shè)計深度后，進(jìn)行孔底處理，做到平整，無松渣、污泥及沉淀等軟層。并上報監(jiān)理工程師復(fù)查認(rèn)可后方進(jìn)行下道工序。開挖成孔見圖2-4。(6)當(dāng)孔深超過10m后，在孔內(nèi)設(shè)置應(yīng)急軟爬梯，供突發(fā)事件時人員上下使用。2.4鋼筋籠加工鋼筋籠制作采用孔外分段制作，采用QY25Z汽車吊分段吊裝入孔，在孔口焊接成整體；鋼筋籠安放要控制好其垂直度和平面位置，垂直度偏差不大于1％，平面位移小于5cm。鋼筋籠加工詳見左圖。2.5混凝土施工當(dāng)挖孔樁至設(shè)計要求后，將井底殘渣清除干凈，由設(shè)計、勘察、質(zhì)檢和建設(shè)單位聯(lián)合組織樁孔驗收，達(dá)到設(shè)計要求，鋼筋籠制安完成后，澆灌樁蕊砼。澆灌樁蕊砼前的準(zhǔn)備工作⑴堵漏和積水的排除，澆砼前及時將砼護(hù)壁上出現(xiàn)滲漏處堵塞，然后將井內(nèi)積水抽干，保證樁蕊砼質(zhì)量；堵漏的原則，大面積堵成小面積的、小面積堵成點漏而最后全部堵塞。⑵溜斗、溜槽和串筒的準(zhǔn)備：當(dāng)井內(nèi)無水或水量小時，采用串筒法灌注砼，砼經(jīng)過串筒而達(dá)到澆筑面，其自由落下的高度不宜大于2m，見左圖。樁蕊砼的施工(1)樁蕊砼振搗，由井下操作人員用插入式振動器分層搗密實砼，前層厚度不超過50CM，插入形式為垂直式。插點間距約40-50CM，并且做到“快插慢拔”，不得漏振。(2)每個樁的樁蕊砼必須一次連續(xù)澆搗完畢，不留設(shè)施工縫，交接班間隙不超過2小時，以防止出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象；成樁見下圖。(3)注意控制樁蕊砼的樁頂高程，以免造成樁蕊砼澆過高（但必須高出設(shè)計樁頂標(biāo)高3cm左右、在上部結(jié)構(gòu)砼施工前把樁頂浮漿鑿掉）。如樁頂浮漿等過多時，先將樁頂浮漿鑿去，再用坍落度小的砼澆筑。(4)每根樁蕊砼做試件一組，并確定每工作臺班不少于一組。3安全施工技術(shù)措施作為超深人工挖孔樁，安全是工程施工中的重點，在該橋的樁基工程施工中，我們采取了以下安全防護(hù)措施。3.1孔口圍護(hù)措施在孔口四周澆筑砼護(hù)圈，并設(shè)置圍欄圍護(hù)；砼護(hù)圈高出地面0.3m，圍欄高出地面0.8m。挖出的碴土及時運(yùn)至臨時堆土場，不得堆放在孔口四周1m范圍內(nèi)，砼護(hù)圈上不得放置工具和站人?？變?nèi)作業(yè)人員必須頭戴安全帽；孔樁不施工時用鋼筋網(wǎng)片將孔口封閉，孔樁開挖時在距開挖面2.5m以上設(shè)置鋼筋網(wǎng)片以防止落物傷人；見右圖。3.2孔中防毒及通風(fēng)措施根據(jù)設(shè)計資料本工程的地層中含有少量的CO、SO2、H2S等有毒氣體，故每次下孔前，必須對樁孔內(nèi)氣體進(jìn)行抽樣檢測（可用快速檢測管），發(fā)現(xiàn)有害氣體含量超過允許值時，采用通風(fēng)機(jī)向孔內(nèi)通風(fēng)換氣（通風(fēng)量不少于15L/S），以防止急性中毒事故的發(fā)生。當(dāng)樁孔開挖深度大于5米時，給樁孔內(nèi)送風(fēng)，開工前送風(fēng)時間不得少于10min，孔深超過10m時，恒定送風(fēng)量不宜少于25L/S。在巖層段采用爆破作業(yè)，每次爆破后通風(fēng)時間不少于25min，炮煙散盡并探測安全后，才可下井作業(yè)。樁孔內(nèi)的抽水及通風(fēng)設(shè)備均采用雙回路電源，以保證不斷電。通風(fēng)管線布置見圖2-3?？拙畠?nèi)作業(yè)人員應(yīng)勤輪換，連續(xù)作業(yè)時間不宜超過2小時，以防止疲勞或缺氧引發(fā)安全事故。3.3防觸電措施本工程孔井內(nèi)照明采用12V以下安全電壓，照明燈具采用100W以上的防爆帶罩燈泡。用電設(shè)備嚴(yán)格接地或接零保護(hù)且安裝漏電保護(hù)器，各樁孔用電分閘設(shè)置，保證一閘一用。孔井地表的電纜架空保證1.5m以上，避免拖地相埋壓土中，樁孔內(nèi)電纜、電線均采用護(hù)套等有防磨損、防潮、防斷等保護(hù)措施。孔井內(nèi)的施工作業(yè)人工均配戴工作手套，腳穿絕緣膠鞋。3.4防止孔壁涌水措施因本工程樁基間距小于10m，按照相關(guān)要求，當(dāng)相鄰樁正在澆灌混凝土或樁孔積水很深時，要考慮對正在挖孔樁的危險影響，一般應(yīng)暫停施工，人不準(zhǔn)下孔。隨時加強(qiáng)對土壁涌水情況的觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時采取以下處理措施：①采用潛水泵抽水時，基本上抽干孔中積水后，作業(yè)人員才能下至孔中進(jìn)行挖土；②地下水豐富時，可將中間部位樁孔提前開挖，匯集附近的地下水，用潛水泵將水抽出，起到深井降水作用；③孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急軟爬梯，供人員上下孔洞使用的電動葫蘆、吊籠等應(yīng)安全可靠并配有自動制動裝置。4取得的效果本工程采用人工挖孔樁具有以下優(yōu)點：①工期短。因受工作面限制，如采用鉆孔樁只能上二臺沖擊反循環(huán)鉆機(jī)，工期需六個月，人工挖孔樁工期為四個月。②質(zhì)量控制好。因本工程地址條件比較復(fù)雜，鉆機(jī)成孔過程中可能發(fā)生卡鉆、埋鉆等事