人工挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水, 且较密实的土层或风化岩层。因为地下水位太高, 流量太大, 挖孔时排水较困难, 进度也慢。但人工挖孔桩所用开挖机具简单, 适应性强, 不受地形、孔形、孔径限制;施工进度快, 成孔后可直观检查孔内土质情况, 易保证质量, 造价低, 所以即使地下水量稍大, 人们仍想尽办法采取措施选用人工挖孔方案。但岩孔内产生的空气污染物超过《环境空气质量标准》规定的任何一次检查的3 倍标准浓度限值时, 必须采取通风措施, 方可采用人工挖孔施工。
1、人工挖孔灌注桩施工概述
人工挖孔地基沉降怎么加固桩系用人力和适当爆破, 配合简单机具设备下井挖掘复合排水网施工成孔。施工前应根据地质和水文地质条件以及安全施工、提高挖掘速度和因地制宜的原则, 选择合适的孔壁支护类型, 但不能拆除的竹笆、柳条或木框架等支撑, 不得用于摩擦桩。如将混凝土护壁当作桩身截面的一部分, 仅限用于截面不出现拉应力的桩(摩擦桩和柱桩), 且护壁混凝土标号不得低于桩身混凝土标号。挖掘程序视土层性质及桩孔布置而定。土层紧密、地下水不大者, 一个墩台基础的所有桩孔可同时开挖, 便于缩短工期, 但渗水量大的一孔应超前开挖、集中抽水, 以降低其他孔水位。土层松软、地下水位较大者, 宜对角开挖, 避免孔间间隔层太薄造成坍塌。若为梅花式布置, 则先挖中心孔, 待混凝土灌注后再对角开挖其他孔。
2、人工挖孔桩常见的问题及处理方法
1)挖孔位置偏离桩基设计孔位。为防止孔口偏位, 开挖前应从桩中心位置向桩四周引出4 个桩心控制点“ +” , 用混凝土牢固木桩加针标定, 塑料隔根排水板当一节桩孔挖好安装护壁模板时, 必须用桩心点来校正模板位置, 并设专人严格校对中心位置和护壁厚度。
2)有害气体。应经常检查孔内CO2 等有害气体的含量, 若超过0.3%或挖孔深度超过10 m 时, 就应当采取机械通风。若采用化学分析法检测孔内有害气体有困难时, 可将小动物送入孔底数分钟后, 提出检查, 如无异状, 工人才可下井作业。
3)坍孔处理:挖孔至某些局部土层时, 因地质不良, 桩孔孔壁坍塌, 会使若干节护壁脱落下坠。对此处理办法是:用装土袋堆筑和木板桩支护, 然后自下而上的浇筑混凝土护壁。
4)井口防护或人员操作等原因造成安全事故:挖孔时, 应特别注意施工安全, 加强安全意识, 挖孔工人必须配有安全帽、安全绳, 必要时应搭设掩体, 提出土法的吊钢、钢丝绳、卷扬机等机具,应经常检查。井口围护应高于地面20 cm ～ 30 cm , 防止土、石等杂物落入孔内伤人。挖孔工作暂停时, 孔口必须罩盖。挖孔斜桩时容易塌孔, 宜采用预制混凝土护筒分节下沉护壁。孔内岩石需爆破时, 应采用钻眼爆破法, 在爆破时采用安全防范措施, 在护筒顶部加盖铁皮或其他搭板。严格控制炸药用量, 药量以震松周围岩体而不破坏孔壁为宜, 防止震塌孔壁, 孔内经爆破后, 应先通风排烟15 min, 经检查无毒气后, 施工人员方可下井。
5)在软土层和流沙层挖孔时, 可能出现流沙、涌水等情况, 一般可采取下述方法处理:
a .减少护壁高度, 或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作为护壁, 穿过软层或流沙层后, 再按一般方法边挖边护壁继续开挖桩孔;
b.当采用a 方法后仍无法施工时, 应迅速用爆破回填桩孔到能控制塌孔为止, 并根据实地情况采取相应措施;
c .开挖流沙严重的桩孔时, 应先将附近无流沙的桩孔挖深, 使其起集水井作用,集水井应选在地下水流的上方;
d .采用注浆方法充填、隔离或封堵的方法处理;
e .采取桩孔壁内打“腰包” 集中抽水以达到截水的效果。
6)挖孔桩周边土层软硬不均, 导致护筒偏斜。对于穿过软硬不均地层的桩孔, 可先通过密实、充填或注浆等方法处理后再挖孔, 对于已发生护筒偏斜的桩孔, 则需经回填等处理后重新挖孔。
7)遇到坚硬地层等造成挖孔困难时, 可采用风镐、振动锤或爆破等方法。
3、耒阳葵上线许家桥1 号墩桩基人工挖孔施工方案实例
3.1 工程概况
许家老桥为5 孔石拱桥, 已为危桥, 需先爆后改建为桩基础2 跨连续箱梁桥, 桥跨一小河, 河水面工程排水板报价宽40 m 。0 号, 2 号桩基础桥台靠近河岸, 施工较易, 1 号墩2 根桩基位居河中, 河水深2 m ,水流平缓, 水底有流沙厚1 m , 地质以页泥岩为主, 设计桩长18 m ,桩径1.5 m 。
3.2 1 号墩桩基施工出现的问题
桩基成孔方案选用人工挖孔, 因桩位处于河中, 河水深2 m , 下挖过程中孔内水量大, 在0 段～ 5 段, 桩内2 个泵可满足抽水,5 段～ 10 段需3 个大水泵, 10 段～ 18 段需4 个水泵, 因桩径只有1 .5 m , 孔底内不能容纳3 个水泵, 否则工人无法挖孔作业。
3.3 处理方案
为保证人工挖孔施工顺利进行, 采取了如下方案:
1)围堰。用麻袋装粘土围堰, 因桩位位于河中, 水量大, 用两墙再夹层粘土围护, 用3 个大扬程水泵放在围堰区内抽水, 以便人工挖孔施工。
2)在桩基上部流沙段, 每节混凝土护壁高度采用30 cm 。
3)打“ 腰包”截水(在拉壁处打的小洞, 称“ 腰包”)。因桩孔壁内大面积渗水且量大而桩底又不能放2 个以上水泵, 故只有想办法止住大量的桩壁渗水流入桩底。采用了Υ8 钢筋围成 1.6 m活动圆圈把彩条布紧贴于桩壁上, 利用彩条布把桩壁渗水“ 引流”入“ 腰包” , 再在每个“ 腰包” 放一水泵抽水。在10 m , 15 m 桩壁处设置了“ 腰包” , 采用风镐掘进(见图1 和图2)。
3.4 处理结果
根据现场情况, 采用大“腰包” 截水, 风镐掘进, 最终快速顺利完成桩基人工挖孔施工并通过验收, 取得了良好的技术经济效果。
4、结语
文中以耒阳葵上线许家桥1 号墩桩基人工挖孔施工方案为例, 论述了人工挖孔桩施工的特点和常见问题的处理方案, 可供人工挖孔桩基工程施工借鉴。
