基于山地复杂地质条件下的人工挖孔桩施工技术探讨

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　　 摘要：本文结合作者多年来的工程实践，就人工挖孔桩在山地复杂地质条件下的施工工艺进行探讨，并提出施工中的注意事项，为同类工程施工提供借鉴。
　　 关键词：山地；人工挖孔桩；施工
　　
　　 当前，随着城市化进程的加快，住房需求日益增大，而与之相对应的是日益紧张的土地资源限制了建筑面积的扩展，因此，对于山地资源丰富的广大南方地区来说，住宅建筑往城郊山地发展，能大大缓解土地紧缺的局面。广西地处西南地区，全区海拔在400米以上的中低山山地面积为932.5万公顷，占广西土地面积的39.4%，山区较多，地形起伏大，坡陡，在此复杂的地质条件下，建筑施工难度进一步加大，而人工挖孔受场地条件和岩层变化的影响最小，同时造价低、施工质量保证、施工机械简易、速度快，因此，在复杂的山区地基使用人工挖孔桩基础，能很好地适应山区地形变化，经济性指标好。
　　 1人工挖孔桩概述
　　 人工挖孔(灌注)桩亦称扩底墩基础，是指采用人工自上而下挖掘桩身土方(岩石)，随着孔洞向下，分段浇灌混凝土护壁，直至挖至所要求的深度为止。最后，在护壁内一次浇灌完成混凝士桩芯，使其成为桩体，这种桩称为人工挖孔桩。人工挖孔桩具有如下优点,一是施工操作工艺简单，施工方便，不需要大型机械设备,二是单桩承载力高，可直接检查桩外形尺寸和持力层情况，受力性能可靠，抗震能力强，三是可多桩同时进行，施工速度相对较快，节省设备投资，降低工程造价。但同时，存在劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是施工安全性较差，伤亡事故屡有发生等缺点。因此，为保障建筑施工安全，建设部于2004年将人工挖孔桩列入限制技术。但在山区丘陵地带，还没有更好的施工工艺取代人工挖孔桩，对于存在大孤石等较为复杂的地质条件，在确保施工安全的前提下，人工挖孔桩还是比较经济实惠的技术方案。
　　 2人工挖孔桩施工技术
　　 2.1 施工工艺原理
　　 采用人工挖掘和适当爆破在桩位进行开挖，每挖深1m左右(视土质而定)即放入一个小于挖孔径的截锥形模板，在模板与孔之间烧筑混凝土护壁，发此挖一段护一段，形成一个“梯套”护壁，直至到达要求深度，然后按常规方法安设钢筋笼，浇注桩身混凝土。
　　 2.2 施工技术要点
　　 2.2.1 放线定位
　　 用全站仪按设计图纸放出桥梁中线，定出每条桩的中心位置，用石灰在地面标出开挖线。
　　 2.2.2 开挖土方
　　 为安全和施工方便起见，取lm为一施工段，即每挖lm就设置内模浇注护墙混凝土。挖七由人工从上到下逐段用镐、锹进行，遇坚硬土层则用锤、钎破碎。同一段内挖七次序为先中间后佶J边，弃七装入粪箕内。垂直运输则在孔口安支架采用木辘轳借麻绳提升，调至地面后用人工挑运或用手推车运出场外。在地下水位施工中，应注意及时排水。如孔内渗水不大，则在桩挖一集水坑，然后用吊桶将泥水吊出。如遇大量渗水则在孔底一侧挖集水坑，用小抽水机抽水，如护壁渗水，则用木椿楔入护壁堵水。
　　 2.2.3 测量控制
　　 桩位轴线采取在地面设十字控制基准点进行准确定位。为保证桩基不偏位，在安装提升设备时，使吊桶的麻绳中心基本与桩孔中心一致，以作挖土时粗略控制中心线用。挖好桩孔后，利用地表上十字控制点定出桩中心线，然后用吊绳锤于壮孔中，测量桩孔挖掘是否符要求。
　　 2.2.4 支设护壁模板
　　 模板高度取决于开挖土方段的高度，一般取1m，由阴块活动铡模板组合而成。为了控制好护壁支模中心线，将桩位轴线、高程引到第一节混凝十护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤控制中心点位置，用尺找圆周，然后由基准点测量孔深。
　　 2.2.5 灌注护壁混凝土
　　 由于护壁起着保护孔擘和防水的双重作用，因此护壁混凝土要捣实，护壁厚度一般下口7～8cm，上口14～15cm。由于场地地质条件比较好，故选用素混凝土，强度用C25～C35。第一节混凝土护壁高出地面20cm左右，以便于挡水和定位。由于地质情况较好，当护肇混凝土达到一定强度后便可拆除模板(一般在常温下24小时便可拆除)，然后再挖一段，继续支模灌注护壁混凝土。如此逐段挖孔、护壁，直至桩底。
　　 2.2.6 钢筋笼的制作与沉放
　　 对开挖后的孔底进行检查合格后，才可放下钢筋笼。在制作铡筋笼时，要严格把关，使加强箍筋和主筋必须相互垂直，主筋间距不超过±20mm的范围，螺旋筋间距不超过+O～-20mm的范围。每节钢筋笼制作好后，根据钢筋笼的质量和规格，选取合适的卷扬机和活动三角架将焊接好的钢筋笼逐渐放入孔内。在钢筋笼的四周按规定焊上定位钢筋，使钢筋笼的中心位置与图纸设计位置相吻合。当铡筋笼放到设计位置后，将钢筋笼悬挂于孔内，并在孔口用钢管将钢筋笼固定于孔内，防止浇筑桩基混凝土时的冲击力造成钢筋笼上浮。
　　 2.2.7 灌柱桩身混凝土
　　 采用手推车或手扶拖拉机运输向桩孔内灌注桩身混凝土。混凝土下料用串桶或导管，使混凝土垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁。混凝土应连续分层灌注，在混凝土初凝前抹平整，以避免出现塑性收缩或环向干缩裂痕。表面浮浆应凿除，使之与上部承台或系梁连接良好。
　　 3人工挖孔桩施工中注意事项
　　 3.1抓好施工前期的检查工作
　　 1）开工前调查周围状况如何，砂土层涌水程度如何，有否卵石、漂石、岩层，氧气是否缺乏，有毒害气体是否发生，地下水状况如何，排水处理如何进行。2）施工计划施工组织设计是否完善施工方法是否可行；机具器材是否齐备；桩中心位置是否正确。3）辘轳的架设辘轳位置是否合适、稳定作业平台的高度、宽度否合适盛土容器、滑轮、绳索等安装是否妥当。4）挖土、排土和支模板挖掘方法是否合适，是否有涌砂、隆起现象，在卵石、漂石、岩层中施工是否合适，大孤石、岩层破碎方法是否合适，排水方法是否妥当，水泵是否正常，抽水对周围地层影响如何，土压力对策是否妥当，孔内送风是否良好，入孔者升降是否安全。
　　 3.2 抓好施工中的质量要求
　　 人工挖孔灌注桩施工质量要求见表1：
　　表1 挖孔桩施工容许偏差表
　　项次 项目 允许偏差（mm） 检查方案
　　1 钢筋笼主筋间距 ±10 尺量检查
　　2 钢筋笼鼓劲间距 ±20 尺量检查
　　3 钢筋笼直径 ±10 尺量检查
　　4 钢筋笼长度 ±100 尺量检查
　　5 桩径 -50 拉线和尺量检查
　　6 桩位 ±50 拉线和尺量检查
　　7 桩垂直度 H/100～H/200
　　注：①桩径允许偏差和负值指个别截面；②H为桩长；③检查次数：按桩数抽查10%，但总数不少于3根。
　　 3.3 抓好施工安全应对措施
　　 1)为防止坍塌和淹溺，施工中应严格保证护壁的配筋和混凝土强度，如果遇到细砂、粉砂层地质时，在流砂情况较轻时，可缩短挖孔层深，并随挖随检随护壁；在流砂情况较严重时，常用下钢护筒的方法。2)为防止高处坠落，孔口要设有1 m高的护栏，留有合理的作业口，孔口作业人员要系安全带，停工后孔口要加盖封闭；为防止作业人员上下孔时坠落，应配置适用和可靠的升降设备，同时作业人员上下孔要用专用吊笼。3)为防止物体打击，孔内作业人员必须戴好安全帽，孔口设置高出地面30锄的井圈，弃土和工具等放置在井圈外，且在孔口内设置距孔底2.5 m高的防护罩。4)为防止中毒窒息，须对孔内空气随时用仪器监测，配备通风机和足够到井底的通风管，保持井内有足够的新鲜空气。遇到有毒有害气体，应设法将孔内人员尽快送上地面，待清除不清洁源后再进行作业。
　　
　　参考文献：
　　【1】肖宗恩.人工挖孔桩在山区施工中的应用分析【J】.山西建筑，2010，（9）：94-95.
　　【2】李利华.某山地建筑桩基工程施工技术探讨【J】.重庆建筑，2008,(5):31-32.
　　【3】杨鹤翔.人工挖孔灌注桩在山地复杂地质基础施工中的应用【J】.中华民居，2010，（9）：227.
　　

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