人工挖孔灌注樁适用于工業及民用建築中樁直徑800㎜以上無地下水或地下水較少的粘土、粉質粘土、含水率低淤泥或淤泥質粘土及含少量砂、石粘土層,特别适于黃土層采用,深度一般20米左右。對有流砂、地下水位較高、湧水量大的沖積地及近代沉積含水量高的淤泥或淤泥質土層不宜使用。
二、工藝流程三、施工工藝
1、放線定樁位及高程
在場地三通一平的基礎上,依據建築物測量控制網的資料和基礎平面布置圖,測定樁位軸線方格控制網和高程基準點。确定好樁位中心,以中點為圓心,以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出上部的圓周。撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線,樁位線定好之後,必須經有關部門進行複查,辦好預驗手續後開挖。
2、開挖第一節樁孔土方
開挖樁孔應從上到下逐層進行,先挖中間部分的土方,然後擴及周邊,有效地控制開挖樁孔的截面尺寸。每節的高度應根據土質好壞、操作條件而定,一般以0.9-1.2m為宜。
3、支護壁鋼筋綁紮、模闆安裝
3.1為防止樁孔壁塌方,确保安全施工,成孔應設置護壁,其種類有長鋼套管和現澆混凝土兩種。現澆鋼筋混凝土護壁與土壁能緊密結合,穩定性和整體性能均佳,且受力均勻,可以優先選用。當樁孔直徑不大,深度較淺而土質又好,地下水位以上的土層,也可以采用噴射混凝土護壁。
3.2護壁模闆采用拆上節、支下節重複周轉使用。模闆之間用卡具、扣件連接固定,也可以在每節模闆的上下端各設一道圓弧形的、用槽鋼或角鋼做成的内鋼圈作為内側支撐,防止内模因受漲力而變形。不設水平支撐,以方便操作。
3.3第一節井圈護壁中心線與設計軸線的偏差不得大于20mm;井圈頂面應比場地高出100-150mm,便于擋土、擋水,壁厚應比下面井壁厚度增加100-150mm。
3.4樁位軸線和高程均應标定在第一節護壁上口。施工現場必須挖排水溝,下雨時派專人疏導排水,防止雨水漫過護壁進入孔内。
4、澆築護壁混凝土
4.1樁孔護壁混凝土每挖完一節以後應立即澆築混凝土。混凝土坍落度控制在100mm。
4.2每節護壁均應在當日連續施工完畢;護壁混凝土必須保證振搗密實,應根據土層滲水情況使用速凝劑。
4.3護壁模闆的拆除應在灌注混凝土24h之後;發現護壁有蜂窩、漏水現象時,應及時補強。
4.4同一水平面上的井圈任意直徑的極差不得大于50mm。
5、檢查樁位(中心)軸線及标高
每節樁孔護壁做好以後,必須将樁位十字軸線和标高測設在護壁的上口然後用十字線對中,吊線墜向孔底投設,以半徑尺杆檢查孔壁的垂直平整度。随之進行修整,孔深必須以基準點為依據,逐根進行引測。保證樁孔軸線位置、标高、截面尺寸滿足設計要求。
6、架設垂直運輸架
第一節樁孔成孔以後,即着手在樁孔上口架設垂直運輸支架。支架有:木搭、鋼管吊架、木吊架或工字鋼導軌支架幾種形式,要求搭設穩定、牢固。
7、安裝電動葫蘆或卷揚機
在垂直運輸架上安裝滑輪組和電動葫蘆或穿卷揚機的鋼絲繩,選擇适當位置安裝卷揚機。孔内必須設置應急軟爬梯供人員上下;使用的電葫蘆、吊籠等應安全可靠,并配有自動卡緊保險裝置,不得使用麻繩和尼龍繩吊挂或腳踏井壁凸緣上下。電葫蘆宜用按鈕式開關,使用前必須檢驗其安全起吊能力。
8、安裝吊桶、照明、活動蓋闆、水泵或通風機
8.1在安裝滑輪組及吊桶時,注意使吊桶與樁孔中心位置重合,作為挖土時直觀上控制樁位中心和護壁支模的中心線。
8.2孔底照明必須用符合安全施工規定的低壓電源、防水帶罩的安全燈具,孔口四周必須設置護欄,護欄高度宜為0.8m,無人作業井孔内,要加設井蓋,設置警示标志,防止人員掉入井孔内。
8.3每日開工前必須檢測井下的有毒、有害氣體,并應有足夠的安全防範措施。當樁孔開挖深度超過10m時,應有專門向井下送風的設備,風量不宜少于25L/s。
8.4當地下水量不大時,随挖随将泥水用吊桶運出。地下滲水量較大時,吊桶已滿足不了排水,先在樁孔底挖集水坑,用高程水泵沉入抽水,邊降水邊挖土,水泵的規格按抽水量确定。應日夜三班抽水,使水位保持穩定。地下水位較高時,應先采用統一降水的措施,再進行開挖。
9、開挖第二節樁孔土方(修邊)
從第二節開始,利用提升設備運土,樁孔内人員應戴好安全帽,地面人員應拴好安全帶。樁孔挖至規定的深度後,用支杆檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度,上下應垂直平順,修整孔壁。挖出的土石方應及時運離孔口,不得堆放在孔口周邊1m範圍内,機動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。
10、第二節護壁鋼筋綁紮、模闆安裝
先拆除第一節支第二節護壁模闆,放附加鋼筋,護壁模闆采用拆上節支下節依次周轉使用,護壁一般為上大下小的楔形圓環,上節護壁的下部應嵌在下節護壁的上部混凝土中,上下節護壁的搭接長度不得小于50mm。
11、澆築第二節護壁混凝土
混凝土用串桶送來,人工澆築,人工插搗密實。混凝土根據土層滲水情況使用速凝劑,以加速混凝土的硬化。當遇有局部厚度不大于1.5m的流動性淤泥和可能出現湧土湧砂的土層時,護壁施工按下列方法處理。
11.1每節護壁的高度可減少到300-500mm,并随挖随驗,随澆注混凝土。
11.2采用下沉鋼護筒混凝土小沉井作護壁以堵截淤泥或砂粒流動,鋼護筒一般為1-2m高左右,厚為4mm,直徑略小于混凝土護壁内徑。
11.3采用Φ16-Φ25長1.5m左右的鋼筋間距100-150mm沿護壁周邊打入土中,挖去孔内20-30cm沙土後,用Φ25水平環向鋼筋将豎面筋固定,将上部鋼筋頭彎到上節護壁外側,然後在鋼筋外側塞麻布袋、草包或纖維闆條,以阻擋沙礫流入樁孔,待挖至400-500mm深時立即澆注護壁混凝土。
12、檢查樁位中心軸線及标高:以樁孔口的定位線為依據,逐節校測。
13、逐層往下循環作業,将樁孔挖至設計深度,清除虛土,檢查土質情況,樁底應支承在設計所規定的持力層上。
14、開挖擴底部分
樁底可分為擴底和不擴底兩種情況。挖擴底樁應先将擴底部位樁身的圓柱體挖好,再按擴底部位的尺寸、形狀自上而下削土擴充成設計圖紙的要求。為防止擴底時擴大頭處的土方坍塌,采取間隔開挖措施,留4-6個土肋條作為支撐,待澆築混凝土前再挖除。
15、檢查驗收
挖至設計标高,終孔後應清除護壁上的泥土和孔底殘渣、積水并對樁身直徑、擴大頭尺寸、孔底标高、樁位中線、井壁垂直、虛土厚度進行全面測定,做好施工記錄,辦理隐蔽驗收手續。當挖至設計标高時,應及時通知相關部門對孔底土質進行鑒定,孔底不應有積水,終孔後應及時清理孔壁上的淤泥和孔底殘渣積水,進行隐蔽工程驗收合格後,應立即封底澆注混凝土。
16、吊放鋼筋籠
鋼筋籠放入前應先綁好砂漿墊塊,按設計要求一般為70mm(鋼筋籠四周在主筋上每隔3-4m左右設一個Φ20耳環作為定位墊塊);吊放鋼筋籠時,要對準孔位,直吊扶穩、緩慢下沉,避免碰撞孔壁。鋼筋籠放到設計位置時,應立即固定。遇有兩段鋼筋籠連接時,應采用焊接(搭接焊或幫條焊),雙面焊接,接頭數按50%錯開,以确保鋼筋位置正确,保護層厚度符合要求。
17、澆築樁身混凝土
樁身混凝土可使用粒徑不大于50mm的石子,坍落度80-100mm。混凝土必須通過溜槽,當落距超過3m時,應采用串筒,串筒末端距孔底高度不宜大于2m;也可采用導管泵送。澆築混凝土時應連續進行,分層振搗密實,一般第一步宜澆築到擴底部位的頂面,然後澆築上部混凝土,分層高度以振搗的工具而定,但不宜大于1.5m。
18、混凝土澆築到樁頂時,應适當超過樁頂設計标高,以保證在剔除浮漿後,樁頂标高符合設計要求。
四、質量控制要點1、人工挖孔樁的孔徑(不含護壁)不得小于0.8m,且不宜大于2.5m;孔深不宜大于30m。當樁淨距小于2.5m時,應采用間隔開挖。相鄰排樁跳挖的最小施工淨距不得小于4.5m。
2、開孔前,樁位應準确定位放樣,在樁位外設置定位基準樁,安裝護壁模闆必須用樁中心點校正模闆位置,并應由專人負責。
3、嚴格控制樁孔垂直度、中心位置,每節樁孔護壁做好後,必須将樁位軸線和标高測設在護壁上口然後用十字線對中,吊線錘向孔底投設,以半徑尺杆檢查孔壁垂直平整度,孔深以基準點為依據逐根引測,使孔壁圓弧保持上下順直。
4、護壁的厚度、拉接鋼筋、配筋、混凝土強度等級均應符合設計要求;一般護壁的厚度不應小于100mm,混凝土強度等級不應低于樁身混凝土強度等級,并應振搗密實;護壁應配置直徑不小于8mm的構造鋼筋,豎向筋應上下搭接或拉接。
5、當土質較差時,為防止塌孔,開挖前應掌握現場土質錯開樁位開挖,縮短每節高度随時觀察土體松動情況,必要時可在坍孔處用砌磚,鋼闆樁、木闆樁封堵;操作進程要緊湊,不留間隔空隙。
6、樁終孔要保證設計樁長、入岩深度及擴大頭尺寸,樁孔挖至設計深度後,必須檢查土質情況,樁底必須支承在設計規定的持力層上。
7、在放鋼筋籠前後均應認真檢查孔底,清除虛土雜物,必要時用水泥砂漿或混凝土封底。
8、開挖過程中孔底要挖集水坑,及時下泵抽水。如有少量積水,澆築混凝土時可對樁端及時采用低水混凝土封底;當滲水量過大時,應采取場地截水、降水或水下灌注混凝土等有效措施,嚴禁在樁孔中邊抽水邊開挖邊灌注。
9、在澆築混凝土前一定要做好操作技術交底,堅持分層澆築、分層振搗、連續作業。
10、鋼筋籠應在專用平台上加工,主筋與箍筋點焊牢固,支撐加固措施要可靠,吊運要豎直,使其平穩地放入樁孔中,保持骨架完好。鋼筋骨架在存放、起吊過程中應采取措施防止變形;在安放入孔時,位置要居中;安放至設計标高後,應采取措施固定,确保混凝土澆灌過程中不移動。
11、人工挖孔樁樁頂标高至少要比設計标高高出0.5m。直徑大于1m或單樁混凝土量超過25m3的樁,每根樁樁身混凝土應留有1組試件;直徑不大于1m的樁或單樁混凝土量不超過25m3的樁,每個灌注台班不得少于1組試件;每組試件應留3件。
五、質量标準表1、灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差
表2、混凝土灌注樁鋼筋籠質量檢驗标準(mm)
表3、 混凝土灌注樁質量檢驗标準
六、常見質量問題及處理
1.地下水
地下水是深基礎施工中最常見的問題,它給人工挖孔樁施工帶來許多困難。含水層中的水在開挖時破壞了其平衡狀态,使周圍的靜态水充入樁孔内,從而影響了人工挖孔樁的正常施工,如果遇到動态水壓土層施工,不僅開挖困難,連護壁混凝土也易被水壓沖刷穿透,發生樁身質量問題。如遇到了細砂、粉砂土層,在壓力水的作用下,也極易發生流砂和井漏現象。
1.1地下水量不大時
可選用潛水泵抽水,邊抽水邊開挖,成孔後及時澆築相應段的混凝土護壁,然後繼續下一段的施工。
1.2水量較大時
當用施工孔自身水泵抽水,也不易開挖時,應從施工順序考慮,采取對周圍樁孔同時抽水,以減少開挖孔内的湧水量,并采取交替循環施工的方法,組織安排合理,能達到很好的效果。
1.3對不太深的挖孔樁
可在場地四周合理布置統一的輕型管井降水分流,對基礎平面占地較大時,也可增加降水管井的排數,一般即可解決。
1.4抽水時環境影響
有時施工周圍環境特殊,一是抽出地下水進出時周圍環境、基礎設施等影響較多,不允許無限制抽水;二是周圍有江河、湖泊、沼澤等,不可能無限制達到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。處理這類問題最有效的方法是截斷水源,封閉水路。樁孔較淺時,可用闆樁封閉;樁孔較深時,用鑽孔壓力灌漿形成帷幕擋水,以保證在正常抽水時,達到正常開挖。
2、流砂
人工挖孔在開挖時,如遇細砂,粉砂層地質時,再加上地下水的作用,極易形成流砂,嚴重時會發生井漏,造成質量事故,因此要采取有效可靠的措施。
2.1流砂情況較輕時
有效的方法是縮短這一循環的開挖深度,将正常的1m左右一段,縮短為0.5m,以減少挖層孔壁的暴露時間,及時進行護壁混凝土灌注。當孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成樁孔時,可用紡織袋土逐漸堆堵,形成樁孔的外壁,并控制保證内壁滿足設計要求。
2.2流砂情況較嚴重時
常用的辦法是下鋼套筒,鋼套筒與護壁用的鋼模闆相似,以孔外徑為直徑,可分成4-6段圓弧,再加上适當的肋條,相互用螺栓或鋼筋環扣連接,在開挖0.5m左右,即可分片将套筒裝入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土護壁外側不小于0.5m,裝後即支模澆注護壁混凝土。若放入套筒後流砂仍上湧,可采取突擊挖出後即用混凝土封閉孔底的方法,待混凝土凝結後,将孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。也可将完成的混凝土護壁的最下段鑽大,使孔位傾斜至下層護壁以外,打入漿管,壓力澆注水泥漿,使下部土壤硬些,提高周圍及底部土壤的不透水性,以解決流砂現象。
3、淤泥質土層
在遇到淤泥質土層等軟弱土層時,一般可用木方、木闆模闆等支擋,并要縮短這一段的開挖深度,并及時澆注混凝土護壁,支擋的木方模闆要沿周邊打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已澆好的混凝土護壁後面,可斜向放置,雙排布置互相反向交叉,能達到很好的支擋效果。
4、護壁質量問題
當人工挖孔灌注樁設計采用摩擦樁或端承摩擦樁時,主要承載力依靠土體與樁身之間的摩擦力提供。如果護壁的強度不足,導緻護壁被樁身混凝土擠裂等質量問題,會引起樁身與護壁的咬合粘結力不足而降低樁基礎的承載能力。因此,護壁采用混凝土強度等級不得低于樁身混凝土強度等級,在澆築護壁時保證混凝土充分振搗均勻,施工時嚴格按照“上大下小”和上節護壁養護到達要求強度再施工下節護壁。
5、樁身混凝土的澆築
5.1孔底積水
澆築樁身混凝土主要應保證其符合設計強度,要保證混凝土的均勻性、密實性,應防止孔内積水影響混凝土的配合比和密實性。
(1)澆築前要抽幹孔内積水,抽水的潛水泵要裝設逆流閥,保證提出水泵時,不緻使抽水管中殘留水又流入樁孔内。如果孔内的水抽不幹,提出水泵後,可用部分低水混凝土封底,然後再澆注混凝土。
(2)如果孔底水量大,确實無法采取抽水的方法解決,樁身混凝土的施工就應當采取水下澆築施工工藝。
5.2孔壁滲水
對孔壁滲水,不容忽視,因樁身混凝土澆築時間較長,如果滲水過多,将會影響混凝土質量,降低樁身混凝土強度。可在樁身混凝土澆築前采用防水材料封閉滲漏部位。對于出水量較大的孔可用木楔打入,周圍再用防水材料封閉,或在集中漏水部分嵌入洩水管,以利于接管排水,并在澆注混凝土前予以堵塞,這樣也可解決其影響樁身混凝土質量的問題。
5.3保證樁身混凝土的密實性
樁身混凝土的密實性,是保證混凝土達到設計強度的必要條件。為保證樁身混凝土澆築的密實性,一般采用串流筒下料及分層振搗澆築的方法,其中的澆築速度是關鍵,即力求在最短的時間内完成一個樁身混凝土澆築,特别是在有地下壓力水情況時,要求集中足夠的混凝土短時間澆入,以便以混凝土自身重量壓住水流的滲入。
(來源:基礎工程)
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!