浅谈人工挖孔桩的施工及质量控制措施106.pdf
1/12 浅谈人工挖孔桩的施工质量控制措施 杨 艳 刚（云南第二公路桥梁工程有限公司）摘 要：本文主要通过思茅至小勐养一级高速公路桥梁采用人工挖孔灌注桩的施工方法，结合人工挖孔灌注桩的施工实践，以及业主倡导修建“绿色思小”的指导思想，提出挖孔桩在施工前、中、后期的质量控制方法和措施，以及要符合“绿色思小”的要求而采取的环境保护和水土保持措施。关键词：人工挖孔灌注桩 施工 质量 安全 环境保护 水土保持 措施 一引言 人工挖孔灌注桩（以下简称人工挖孔桩）是指采用人工挖掘方法进行成孔，然后安装钢筋笼，浇筑混凝土成为支承上部构造的桩，具有设备简单、噪音小、震动少、施工速度快、施工质量可靠等优点。因此，在山区高等级公路的建设中得到较广泛的应用。它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。若孔中产生的空气污染物超过环境空气质量标准（GB309596）规定的三级标准浓度限值时，必须采取通风措施，方可采用人工开挖的方式成孔。在高等级公路建设中，桩基作为桥梁下部结构主要受力构件，是桥梁扎于大地的“根”，其施工质量直接关系到桥梁的内在质量及运营使用，因此，只有切实对挖孔灌注桩施工前、中、后期进行全面质量控制，才能很好地完成施工任务，从而在工程建设中取得良好的社会、经济效益。2/12 附件 1 人工挖孔桩施工工艺流程框图 二 制作钢筋笼 合 格 施工、测量、放样 挖孔(深 1 米)支设护壁模板 在护壁模板顶放置 操作平台 浇筑护壁混凝土 拆除护壁模板继续 下一段护壁施工 挖孔完毕，清孔 自检、报检 下桩基钢筋笼 排除孔底积水 浇筑桩基混凝土 转入下一棵 挖孔桩施工 原材料采备及混凝土配合比试验 制作混凝土试件 制作混凝土试件 3/12 二施工前期的质量控制 2.1 认真组织图纸会审，作好技术交底，在充分领会设计意图的同时，让施工人员明确挖孔灌注桩各项设计要求和使用规范，把握好桩基处的地质情况等，做到虽未开挖，心中有数，作好挖孔中出现各类情况并作相应处理的思想准备。若设计桩长大于 15 米时，应加强通风和安全措施。2.2 制定详细的施工技术方案。施工方案对工程的顺利进行具有指导性意义，例如同一墩台各孔开挖顺序，应视地质松紧、桩孔布置而定。地层紧密，底下水不大者可同时开挖，但渗水较大的孔，应超前开挖，集中抽水，降低其他孔的地下水位；地下水较大者可对角开挖；若桩孔为梅花式布置，宜先挖中孔等等。2.3 严格控制各类进场材料的质量，作好各类材料的质量检验。对不符合相关要求的次品、不合格品坚决清理出场。堆放砂、石料的场地应先作硬化处理，盖建水泥库房，并设置相应的防水、防潮措施。严禁露天堆放钢筋，须采取防潮及遮盖措施。2.4 定期检查和维护各类机械设备，配备相应的电工、修理工，及时排除设备出现的一般性故障，拌和机和卷扬机设专人操作，以免因操作不当而损坏设备，延误工程进度。三施工过程中质量控制 挖孔灌注桩的施工挖孔和浇灌混凝土是互相连接的，这个阶段是质量成功与否的关键，因此，现场施工人员在施工进行过程中应抓住关键实行全方位质量控制。3.1 挖孔的质量控制 4/12 孔壁支护：挖孔施工要根据地质和水文地质情况，因地制宜地选择合适的孔壁支护类型。以混凝土护壁作为桩身一部分时，只能用于桩身截面不出现拉应力的桩（摩擦桩或柱桩），其混凝土等级不得低于桩身混凝土强度等级。排水、降水：挖孔时如有水渗入应及时支护孔壁。根据渗水量大小可用水桶或水泵排走，保证工人安全施工。地质条件适宜时，可采用井点法降低孔中地下水位。对于局部地下渗水较大的区段，可采取在护壁上埋设排水孔的方法集中排除地下渗水，减少挖孔阶段地下渗水对护壁的压力，让挖孔得以顺利进行。在确定要进行混凝土浇筑前，对护壁接头渗水较大处用水泥浆和水玻璃按 1:0.5(体积比)混合进行局部补漏，减少孔壁渗水量，控制孔底出水量小于 6mm/min，实行直接在空气中浇筑混凝土，预先埋设的排水孔用桶悬吊于该处收集出水，达到一定数量后采取换桶或安放水泵于桶内抽水的方式，待混凝土浇筑至预留出水孔位时，用木塞将出水孔堵塞，迅速灌注混凝土至出水口以上。终孔处理：挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、淤泥、沉淀土软层，如地质复杂，应钎探了解孔底以下地质情况是否能满足设计要求，做一下承载力的验算是否满足设计要求，否则应与有关单位研究处理措施。承载力的验算一般情况下，挖孔桩的承载力由桩周上的摩阻力与端承力两部分组成。即：5/12 承载力计算 从国内外大量的资料和文献看，最准确的桩基竖向承载力是通过静载试验确定的。但，静载试验时间长、费用高，一般情况下不可能采用。因此，目前一般情况下均采用规范公式进行计算，并根据工程地质条件结合设计实践经验，对有些计算参数进行适当调整。现就规范对挖孔桩竖向承载力的几种计算方法进行介绍。（l）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ1024-85）6/12 经以上相关计算查找相关的查数对桩基的承载力进行验算分析，有关单位研究处理措施。3.2 挖孔桩灌注混凝土的质量控制 3.2.1 当从孔底及孔壁渗入的地下水上升速度较小（参考值：小于6mm/min），可采用在空气中灌注混凝土桩的方法，着重控制下列事项：混凝土坍落度，当孔内无钢筋骨架时，宜小于 6.5cm，当孔内设置7/12 钢筋骨架时，宜为 79cm。如用导管灌注混凝土，可在导管中自由坠落，导管应对准桩位中心。开始灌注时，孔底积水不宜超过 5cm。灌注速度应尽可能加快，应使混凝土对孔壁压力尽快大于渗水压力；由于桩基混凝土现阶段成桩质量的检测均采用预埋声测管进行检测，虽然桥规中有“桩顶或承台、连系梁底部 2m 以下灌注的混凝土，可依靠自由坠落沉实，不必再用人工振捣”的规定，但在施工时还是采取全桩人工捣实的方法，桩顶 6m 以内加强振捣的方法确保桩身混凝土的施工质量；混凝土灌注至桩顶以后，应将表面已离析的混合物和水泥浮浆等清除干净。3.2.2 当 孔 底 渗 入 的 地 下 水 上 升 速 度 较 大 时（参 考 值：大 于6mm/min），应视为有水桩，应采用导管法在水中灌注混凝土，须着重控制下列事项：灌注混凝土之前，应向孔内灌水，至少与孔外稳定地下水同样高度，若孔壁土质易坍塌，应使孔内水位高于稳定的地下水。计算首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1m）和填充导管底部的需要，导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不小于孔内水深 1.3 倍的压力，也不小于导管和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的 1.3 倍。除按混凝土浇捣一般要求外，应控制拨管长度在 26m 之间，拨管频率不要过于频繁，每根桩至少应作三组试件。螺旋筋与主筋应点焊，即不允许绑扎，由于主筋较长，其接头应并8/12 列，单面焊缝长度不小于 10d 或双面焊缝长度不小于 5d，钢筋笼不得变形、扭曲，箍筋间距符合设计要求。混凝土半成品：粗集料的最大粒径不应大于导管内径的 1/61/8和钢筋最小净距的 1/4，同时不应大于 40mm。施工时要注意现场砂石料含水量的变化，控制施工配合比，使混凝土坍落度在 1822 之间，不符合要求不许浇灌。由于经常与水接触的表层混凝土结构松软，二次浇筑混凝土之前须将桩头结构松软层凿除，灌注混凝土时桩顶标高高出设计标高 0.51m，以保证混凝土强度。为减少凿毛时的劳动强度（砼浇筑达 7d 以上），待混凝土初期强度达到 22.5Mpa 后，便可将表面大部分软弱砼清除，剩余少部分待要浇筑承台或柱时再按设计标高清除。四施工后期质量控制 桩基混凝土浇捣完成，待表面混凝土终凝后，做好桩的养护，及时对桩进行检验，采取无破损法测试桩的完好情况，用早期强度评定方法做出桩身强度判断作后期施工指导（不能作为该桩的最终评定结果），必要时钻蕊取样，为下一步结构的施工作好准备。五人工挖孔桩施工中应注意的问题 5.1 桩孔的质量必须保证 根据挖孔桩的受力特性，桩孔中心线的平面位置偏差要求不宜超过50mm，桩的垂直度偏差要求不超过 0.5%，桩径不得小于设计直径。为保证桩孔的平面位置和垂直度符合要求，在每开挖一施工段，安装护壁模板时，均用一十字架放在孔口上方，对准预先标定好的轴线标记，在十字架交叉9/12 中点悬吊垂球以对中，务使每一段护壁均符合轴线要求，以保证桩身的垂直度。5.2 桩护壁的质量必须保证 桩护壁采用至上而下逐节浇筑，每挖 1m 深就灌一次护壁（正常情况下），护壁厚度一般为 D/10+5cm，根据地下水的情况，可在护壁内等距放置 810 条6 或8 的钢筋，并设置弯钩将上、下节护壁拉接起来，以避免当某段护壁出现流砂、土质为淤泥而致摩擦力降低时，也不会造成护壁因自重而下沉开裂。护壁采用外齿式或内齿式，一端大于另一端 5cm 左右，纵断面呈梯形，上、下护壁间宜搭接 5cm7cm，浇筑混凝土时要注意捣实。当护壁混凝土达到 70%或设计规定的强度后，方可拆除模板进行下一段护壁施工。5.3 注意防止护壁坍落及流砂事故。在开挖过程中，如遇有特别松散的土层或流砂层时，为防止土壁坍落及流砂，可采用钢护筒或预制混凝土沉井等作为护壁，护壁或井壁高度减少到 300500mm,待穿过松软层或流砂层后，再按一般方法边掘进边浇筑混凝土护壁。5.4 安全措施。认真贯彻“预防为主，安全第一”的方针，建立健全安全制度，树立安全意识，在交生产任务的同时一定要做好安全交底。各种操作人员应严格按本工种规程进行施工，尤其是新工人进入施工现场前，一定要进行安全教育。施工人员进入施工现场须戴安全帽，人工挖孔桩施工，当孔内有人时，孔上需有人监督防护；高空作业要系好安全带，严禁高空扔物；10/12 挖孔桩的第一节护壁要高于地面 2030cm，挖出的土石方和其它器材不得堆在孔四周,以防止掉入孔内伤人；挖孔桩孔周围设置 0.8m 高安全防护栏杆,每次施工完毕后要对孔口进行遮盖;进行爆破的作业人员必须经公安机关或公安机关指定的部门培训，考试合格后，持有县级以上公安机关核发的有效证件才能上岗操作，对须作爆破的地点进行爆破作业。爆破作业均采用毫秒雷管进行爆破。每次爆破完毕后，必须认真清理现场。孔内爆破后应先通风排烟 15min 并经检查孔内无有害气体及护壁有没有被震松，若被震松，有塌孔危险时，须处理后，施工人员方可下井继续作业；使用潜水泵,必须有防漏电装置(漏电保护开关)；严禁使用裸露闸刀；人工挖孔桩除应经常检查孔内的气体外，并应遵守以下的规定：a、挖孔人员作业前，应先用鼓风机将孔内的空气排出更换；b、二氧化碳含量超过 0.3%时，应采取通风措施，对含量虽不超过规定，但作业人员有呼吸不适的感觉时，应采取通风或换班措施；c、空气污染超过现行的大气环境质量标准（GBHZ-1-82）规定空气污染三级标准浓度时，如没有安全可靠的措施不得采取人工挖孔作业；在挖孔过程中，应随时检查吊绳是否完好，在吊绳上安装的吊钩，须有防落装置，避免在起吊过程中因吊钩脱落，从而酿成安全事故。在起吊过程中，装入吊桶内的土和石不得装满吊桶，应低于桶口 510cm，以避免在起吊过程中因桶中的土石脱落而危及孔内施工人员人身的安全。各11/12 类架子搭设后，应由安全员会同架子工及使用组长检查验收，合格后方能使用。经常检查各种机电设备和防护设施的完好情况。严禁非司机操作机械设备。各种电动机械设备，必须有可靠的安全接地和防雷装置。非从事专业电气人员严禁使用和玩弄机电设备及装置。六、施工环境保护及水土保持措施 6.1、在进行挖孔桩开挖时，挖出的土渣运送至施工场地外临时堆放，堆放地点周围设置排水沟，临时堆放的土渣累积至一定数量后，用汽车运至设计指定的弃土场堆放；6.2、施工时，严禁破坏公路用地范围之外的现有绿色植物，因修建临时工程破坏了现有的绿色植被，应负责拆除临时工程时予以恢复；6.3、施工期间工程破坏植被的面积应严格控制，不得随意砍伐树木和其它形式的人为破坏。6.4、对雨季汇集到施工场地内的水流，开挖一定深度的排水沟将水引至原有附近的排水沟内，以便施工期间始终保持工地具有良好的排水状态，同时注意防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受到冲刷，防止施工材料对河流、水道、灌溉渠或排水系统产生淤积或堵塞；6.5、施工驻地和施工现场的生活垃圾、施工废弃物应集中堆放，集中处理，做到工完场清；6.6、加强对施工界限内的易产生噪音机械设备的控制，白昼应控制在72db 以下，夜间应控制在 55db 以下;汽油等易挥发品存放要密封保存;粉尘等采用洒水和对粉尘源加强处理的方法进行处理。12/12 七、结束语 在社会的发展过程中人与自然的和协发展，资源的可再生利用已是我们我生产当中不可忽视的部分，不能只抓经济的发展而不顾环境的保护，可持续发展，构件和谐社会，保护生态发展才是我们的前进目标，为我们；也为我们的下一代留下永远的绿色那才是绿色工程，生态工程。参考文献 1 公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）北京：人民交通出版社，1985 2 建筑地基基础设计规范（GBJT-89）北京：中国建筑工业出版社，1989 3 建筑桩基技术规范（JGJ94-94）北京：中国建筑工业出版社，4 大气环境质量标准（GBHZ-1-82）5 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）
