浅析人工挖孔灌注桩的施工工艺

JournalofMianyangCollegeofEconomy&Technology

󰀁Mar.2000Vol.17No.1

浅析人工挖孔灌注桩的施工工艺

吕󰀁峻󰀁王󰀁蓉

(绵阳经济技术高等专科学校󰀁绵阳󰀁621000)

摘要!人工挖孔灌注桩是一种较为常用的桩基础形式,其施工工艺目前尚无统一的标准。以绵阳经济技术高等专科学校在建的教学实验楼为例,对人工挖孔灌注桩施工工艺作了简要介绍,着重叙述了桩孔开挖、护壁搭设、桩身混凝土浇筑等过程。

关键词󰀁人工挖孔灌注桩󰀁施工工艺󰀁混凝土󰀁护壁󰀁承载力

ConstructionTechnologyofConcretingStakesinHolesMadebyHands/LuJun,WangRong(MianyangCollegeofEconomyandTechnology,Mianyang,621000)

Abstract:Concretingstakesareakindofcommontypesoffoundation,anduptillnow,thereisnotauni󰀁tarystandardfortheirconstruction.TakingtheclassroomandlaboratorybuildinginMianyangCollegeofEconomyandTechnologyforexample,theauthorsintroducedbrieflytheconstructiontechnologyofcon󰀁cretingstakesinholesmadebyhands,narratedchieflytheprocessofmakingholes,setingupdefendingwall,concretingstakes,etc.

Keywords:concretingstakesinholesmadebyhands;constructiontechnology;concrete;defendingwall;󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁bearingcapacity.

󰀁󰀁人工挖孔灌注桩是指在桩位采用人工挖掘的方法成孔(或桩端扩大)然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而成的用以支承上部结构的一种桩基础形式。

人工挖孔灌注桩适用于地质较为复杂的基础,具有成孔机具简单,施工无噪音,对施工现场无严格要求,施工工期短,质量可靠,承载力强,抗滑移,成本低等优点。因而在无打桩设备的中、小城市中具有广泛的适用性,而且随着高层建筑的兴建,在沿海及内地部分地区,该工艺正得到越来越广泛的应用。绵阳经济技术高等专科学校修建的教学实验楼采用的就是这种桩基础形式。下面结合教学实验楼施工的实际情况,对人工挖孔灌注桩的施工工艺及方法作一简要的分析介绍。

阶地后沿、三级阶地前沿的斜坡地貌,场地原始地形已被人为改造,地面相对高程差约为1.5m。地层岩性自上而下主要有:杂填土、粘土、粘土质卵石、强风化粉砂质泥岩、中等风化粉砂质泥岩(其极限承载力2400kPa)。设计单位依地层现状,将强度较大、分布范围较广的中等风化粉砂质泥岩作为持力层。但由于基岩与上部岩层为角度不整合接触关系,基岩顶界面倾向与坡向一致,在后期加荷作用下,具有沿接触面向下滑移的可能性。故采用抗滑移的人工挖孔灌注桩,桩径0.8~1.0m,扩大头直径1.0~3.0m,并要求桩端进入持力层深度应超过一倍桩径;同时,为使桩与上部结构连接紧密,还在桩上部加设了立方体桩帽。

1󰀁工程概况

绵阳经济技术高等专科学校教学实验楼总体呈∀Z#形,其主体为五层框架结构,建筑面积4512.78m。教学实验楼位于绵阳经济技术高等专科学校校园内,地处绵阳市西山公园东侧,属涪江右岸二级

󰀁1999󰀂12󰀂26收稿󰀁󰀁

2

2󰀁人工挖孔灌注桩的施工

2.1󰀁施工机具

主要有锹、镐、土筐、铲等挖土工具;随着挖孔深度的增加,使用的工具还有提土桶、手摇辘轳、软绳梯、竹梯、风镐、护壁模板等;另外因挖孔过程中有地

38󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁绵阳经济技术高等专科学校学报󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁第17卷下水,故还使用了潜水泵等排水工具。2.2󰀁人工挖孔桩的施工顺序

测放轴线󰀂测放开挖池󰀂桩孔开挖、作护壁󰀂吊放钢筋笼󰀂浇筑桩身混凝土。2.3󰀁施工工艺

在施工过程中,由于地下水的出现以及软弱土层的存在,为确保工人挖孔过程中土体不致滑塌,必须采取防护措施。在该工程中,采取了目前较为常用的解决办法󰀂󰀂󰀂沿孔壁搭设护壁。

2.3.1󰀁建筑物的放线定位󰀁放线定位图见图1。施工单位按图纸要求,结合实地情况,首先从原有建筑引测一条平行线(即E轴)到待建的施工场地上,再依此平行线引测一垂线(即1轴)。根据这两条轴线定出M轴、17轴位置,从而建立起一个主控轴线网。由主控轴线网进一步确定出各桩的桩位。由于施工场地狭窄,取消主控轴线网上设立的控制柱而改为将控制线引至施工场地周边之围墙上,以便于主体上升时用外控法向上引测控制轴线。

土方开挖过程中,由于施工场地内地下水位较低,因而不必采取井点降水;但地表水顺山坡下流较多,孔挖至2m时即有地表水汇积,且土质较差,经水浸泡后极易发生坍塌现象。为方便施工,保证施工安全,采用潜水泵轮流抽去各基坑内积水,同时每挖1m作C20砼护壁一圈。每圈护壁需待强度达到设计强度的70%后,方可拆模进行下一阶段的土方开挖,护壁厚(按土的侧压力计算)100mm。对地表水易汇积的桩孔还需配置󰀁6.5@500双向钢筋,且上下节护壁钢筋搭接长度不小于250mm。开挖的过程中,每挖一定深度,均要进行桩芯位置的检测。一旦发现桩芯偏移,应及时进行调整。当挖孔至6~7m深时,个别桩孔出现浅棕红色的中等风化粉砂质泥岩层(即设计的持力层),经建设、施工、质检单位对孔内土质情况进行检查后,对符合要求的桩开始进行扩底施工。

2.3.4󰀁扩底施工󰀁扩底过程中,采取了先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸从上至下削土成型的原则进行(扩好的底内不能留有虚土)。对于桩扩大头较大的桩孔,如:WK924、WK1030等,因扩大头最大达到3000mm,且桩与桩最小间距为1500mm,易出现土方坍塌现象。为确保质量和安全,在施工中,应做扩大头护壁。

2.3.5󰀁钢筋笼的制作安放󰀁因施工场地有限,钢筋预先在钢筋房加工成型,并就地绑扎成钢筋笼。钢筋笼在制作时,为确保起吊时不变形,在笼中加两根2m长的󰀁20十字斜向构造钢筋。开挖完毕的桩孔经质检、建设、施工单位相关人员检验合格后,立即将钢筋笼用塔吊沉入,随后进行桩芯验正。(为防桩孔内积水,在孔开挖完工后,应立即沉入钢筋笼,浇

2.3.2󰀁测放土方开挖池󰀁在已知的各桩位上,分别向与轴线相平行或相垂直的四个方向上量出一定数值长度,组成一个封闭的四边形,四边形略大于桩帽的大小;在四边形周围用水泥砂浆做略高于地表的开挖池(防止开挖过程中土方滑入基坑),并在开挖池外围的边线上作出确定桩芯位置的三角形标记。2.3.3󰀁人工挖孔灌注桩的土方开挖󰀁土方开挖过程自上而下。同一段内先挖中间,再将周边修成圆形。挖孔过程分两阶段进行。主体建筑及其东北角上的阶梯教室先行开挖。而主体建筑大门左侧的阶梯教室,由于施工场地的限制,稍后开挖。为了防止施工中塌方,挖出的土不能堆放在孔口周围2m的范围内,应及时运走,并不断检查各孔土质状况。在筑混凝土)

2.3.6󰀁桩身混凝土的浇筑󰀁钢筋笼放置正确后,应检查孔内是否留有虚土和积水。若有,则应进行清除;若无,则立即开始灌注混凝土(混凝土强度等级为C20,要求坍落度为80~100mm,配合比为1∃1.72∃3.34∃8.2;每罐用料:水58kg,水泥100kg,粉煤灰15kg,中砂194kg,卵石476kg)。在该工程中,采用手推车运输和吊车吊混凝土吊斗这两种方法向孔内灌注混泥土。为使混凝土垂直落入桩孔内,避免混凝土斜向冲击孔壁,造成塌孔(因部分桩孔未全面搭设护壁),在孔口放置一木制漏斗,漏斗下连接一根竖直导筒,手推车或吊车运来的混凝土先倒入漏斗中,再经混凝土振捣棒的振动经导筒振第1期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁吕󰀁峻,等󰀁浅析人工挖孔灌注桩的施工工艺󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁39󰀁入孔内。混凝土灌注应分层进行(第一层浇到扩底的上口),每层均用软接长插入式振捣棒捣实(有时还可用铁管、竹杆、钢筋钎进行人工辅助插捣,以弥补机械振捣的不足),灌注高度不大于1.5m。混凝土桩灌注完毕,待初凝前抹压平整(避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝)。混凝土浇筑到桩顶时,应适当超过桩顶设计标高,以保证在剔除浮浆(为使桩与上部承台连接良好)后,桩顶标高符合设计要求。混凝土桩每浇一根均应作一组试块。另外,为严格配合比,施工中要求每罐用中砂和石子均需过称。2.4󰀁施工中的安全措施

2.4.1󰀁桩孔开挖过程中,要求工人下井作业前,必须先将孔内积水用潜水泵抽出。下井作业后,应先在孔中心处挖一小坑,以汇积孔壁渗水。

2.4.2󰀁要求工人下井必须戴安全帽,桶内装土不得等于或高于桶沿高度。

2.4.3󰀁随时检查吊绳强度,发现问题,及时更换。2.4.4󰀁对孔壁稳定性及渗水情况随时进行观察,若有异常情况,及时采取措施解决。

2.4.5󰀁当孔内开挖深度超过5m时,必须进行有毒

参考文献

1󰀁桩基工程编写委员会.桩基础工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1995.75~802󰀁方承训,郭立民主编.建筑施工.武汉:武汉工业大学出版社,1993.51~573󰀁孙彩玉.人工挖孔灌注桩施工工艺的应用.四川高校基建,1998,(1~2):125~1314󰀁杨盛华.人工挖孔灌注桩设计与施工.四川高校基建.1999,(1):44~45

气体的检测。

2.4.6󰀁挖出的土及时运走,并对暂停施工的孔用盖板盖住。

2.4.7󰀁井下使用风镐时须戴皮套,以防漏电伤人。2.5󰀁开挖过程中的质量控制

2.5.1󰀁建筑放线初定桩位后,应请质检、建设单位有关人员进行复核。

2.5.2󰀁桩孔开挖过程中,建设、施工单位相关人员随时检查桩孔开挖是否竖直,尺寸是否合符要求。2.5.3󰀁桩孔开挖过程中,应请地质勘探部门有关人员核实地质情况。

2.5.4󰀁桩孔扩底前,建设、施工单位应检验桩孔是否达到了应有的深度要求。

2.5.5󰀁扩底完毕后,质检、建设、施工单位的人员要进行验坑(包括扩底尺寸,孔内有无虚土等)。2.5.6󰀁应对灌注桩桩身混凝土质量及其承载力进行质量检验。我校教学实验楼工程中采用的是低应变法,经检测,各桩混凝土密实,桩身完整,混凝土强度均达到了设计(C20)要求。