人工挖孔灌注樁施工講義

人工挖孔灌注樁施工L人工挖孔灌注樁的特點人工挖孔灌注樁與鉆孔灌注樁相比具有機具設(shè)備簡單，施工操作方便，占用場地和空間小，無泥漿排出，對周B環(huán)境及建筑物影響小，施工質(zhì)量可靠，可全而展開施工，縮短工期，造價低等優(yōu)點。因此，近幾年得到廣泛運用，特別是在擴大頭的樁基施工中，人工挖孔樁施工更有其優(yōu)越性，可以彌補機械施工的一些不足。挖孔樁適用于無地下水或少量地下水，且較密實的土層或風(fēng)化巖層。若孔內(nèi)產(chǎn)生的空氣污染物超過國家規(guī)定的標準，必須采取通風(fēng)措施，方可采用人工挖孔樁施工。護壁厚度計算挖孔施工應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，〃地制宜地選擇孔壁支護方案報批，并應(yīng)經(jīng)過計算，確保施工安全并滿足設(shè)計要求。護壁厚度計算見“路橋施工計算手冊”第三篇第11章43節(jié)人工挖孔樁護壁厚度計算。現(xiàn)摘錄如下：為了防止塌方，確保操作安全，大直徑人工挖孔樁多采取分段挖土、分段護壁的方法施工。分段現(xiàn)澆碗護壁，一般取受力最大處，即地下最深段護壁所承受的土壓力及地下水的側(cè)壓力，由計算確定護壁厚度。設(shè)殮護壁厚度為B則可按下式計算：或tMKpD/(2fc)

作用在護壁截面上的D/2t護壁受力計算筒圖壓力，X/m>N二pD/2;土和地下水對護壁的最大總壓力，N/nV;土的重量，kN/m作用在護壁截面上的D/2t護壁受力計算筒圖壓力，X/m>N二pD/2;土和地下水對護壁的最大總壓力，N/nV;土的重量，kN/m,；水的重量，kN/m；挖孔樁護壁深度，m;地面至地下水位深度，m;外直徑，化設(shè)計值，挖孔樁或圓形構(gòu)筑物m;碗的軸心抗壓強度Mpa;安全系數(shù)取1.65當(dāng)挖孔無地下水時:P二YHtg-(45〃—<1>/2)當(dāng)有地下水時:\/YJ(H-h)tg當(dāng)有地下水時:\/YJ(H-h)tg〃45° -<1)/2)(H-h)YP二Yhtg'(45°-<1)/2)+(H-h)Y算例：18ra直徑殮灌注樁，深30ni，用人工挖孔，碗護壁采用C20碓，每節(jié)高101,地基土為粘性土，天然容重y二19.5kN，內(nèi)摩擦角=20°、地而以下6m有地下水，試計算碗護壁厚度。解：最深段的總壓力為：p二Yh環(huán)(45。-(l>/2)+(Y-YJ(H-h)切江45。-*/2)+(H-h)

=19.5X6Xtg—(45〃-10° )+(19 5-10)(30-6)tr(45°—10〃)+(30-6)X10=409.15kN/nf用C20碗，fc二lOMpa,D=l.8m，則有：t二KpD/(2fc)=1.65X409.15X180/(2X10X10')=6.1cm注意：上述計算，f=10Mpa為28天的強度，實際是每天都要施工、現(xiàn)澆護壁碇，不可能等待碓達設(shè)計強度再施工下節(jié)，所以計算的結(jié)果，不能照搬到實際應(yīng)用中，我們在東二環(huán)項目取護壁厚20取護壁厚20cm,C30牲，且配@200nun<1)8鋼筋是有道理的，這也是挖孔樁護壁常采用的數(shù)值。施工方法3.1施工前的準備工作1）在正式施工前，應(yīng)具備以下工程資料。主要包寸舌建筑物場地的工程地質(zhì)和必要的地下水位資料；樁基施工圖紙會審紀要；建筑場地地下管線（管道）資料；主要施工機械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料；樁基的施工組織設(shè)計或施工方案以及樁基鋼筋混凝土所用建材（水泥、砂石鋼筋）的質(zhì)檢報告。2）施工前要制定周詳?shù)馁|(zhì)量管理措施。在施工平面圖上應(yīng)標明樁位、編號、施工順序、水電線路和臨時設(shè)施位置；指定施工工序檢查程序；制定不良天氣（雨季）施工的技術(shù)措施。3）人工挖孔樁施工中安全措施非常重要，施工單位必須高度重視，應(yīng)做到I」以下措施保障：孔內(nèi)設(shè)應(yīng)急爬梯供人員上下井；施工人員進入孔內(nèi)必須戴安全帽；使用吊籠、電葫蘆等應(yīng)有安全可靠的自動卡緊保險裝置；開挖深度超過10m時應(yīng)配有通風(fēng)設(shè)備；挖出的土石方應(yīng)及時運離孔口，不得堆放在孔口四周Im范內(nèi)，機動車輛的通行不得對井壁造成安全影響；要注意安全用電，井下照明應(yīng)采用12V以下安全燈。

3.2施工順序與施工方法挖孔灌注樁的施工順序場地整平f放線、定樁位f挖第一節(jié)樁孔土方一支模澆灌第一節(jié)混凝土護壁f在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線f安裝活動井蓋、垂直運輸架、起重電動葫蘆或卷揚機、活底吊土桶排水、通風(fēng)、照明設(shè)施等f第二節(jié)樁身挖土一清理樁孔四壁，校核樁孔垂直度和直徑f拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板，澆灌第二節(jié)混土f重復(fù)第二節(jié)挖土，支模、澆灌混凝土護壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計深度一檢查持力層后進行擴底f清理虛土，排除積水，檢查尺寸和持力層一吊放鋼筋籠就位一灌筑樁身混凝土。人工挖孔的施工方法(1)開始挖孔前，要平整好場地，清除地表松軟土層和一切雜物，布置好控制網(wǎng)，根據(jù)監(jiān)理復(fù)合過的樁基位置，采用十字交叉法訂立每一孔樁的位置，并在樁位外設(shè)置定位龍門樁。30cni，且比護壁厚度加厚30cni，且比護壁厚度加厚澆筑混凝土井圈第一節(jié)護壁鎖口碗。井圈應(yīng)高出地面20上，并測出孔口控制高10cm,用以加強井口，以策安全。而后將樁位縱橫中心線測放到井上，并測出孔口控制高程，以利于下部掘進的高程控制，且要求第一井的中心線與設(shè)計軸線的偏差不得大于2crao井圈高出地面還有利于防止地表水在施工過程中進入井內(nèi)。(3)修筑鋼筋混凝土井應(yīng)保證護壁的配筋和混凝土澆筑強度。上下節(jié)(3)修筑鋼筋混凝土井應(yīng)保證護壁的配筋和混凝土澆筑強度。上下節(jié)護壁的搭接長度不得小T5cm,每節(jié)護壁在當(dāng)R施工完畢后宜養(yǎng)護24h后拆除;發(fā)現(xiàn)護壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時，應(yīng)及時補強以防止造成事故。（4） 進行第二節(jié)井孔土方開挖時，先從井口用垂球吊線找出井孔中心點，并在井孔底部打一短木樁，將樁中心投影到木樁頂上，以此為據(jù)進行第二節(jié)護壁的土方開挖。在開挖過程中應(yīng)該密切注意地質(zhì)狀況的變化。挖孔直徑應(yīng)按設(shè)計規(guī)定，挖孔過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查樁孔尺寸、平而位置和翌軸線傾斜情況，如有偏差應(yīng)隨時糾正。對于孔內(nèi)遇有巖石需采取爆破施工時，詳見后而34節(jié)。（5） 重復(fù)上述過程即可完成挖土護壁的工作，直至樁底設(shè)計高程。在施工過程中，應(yīng)該以每一節(jié)護壁為驗收步驟，合格后方可進行下節(jié)的開挖施工。挖至設(shè)計標高時，孔底不應(yīng)有積水，終孔后應(yīng)清理好護壁上和孔底的渣物，驗收合格后方可進行下步混凝土的澆筑。（6）挖孔達到設(shè)計深度后，應(yīng)進行孔底處理。必須做到孔底表面無松渣、溝、 沉淀土。如地質(zhì)復(fù)雜，應(yīng)釬探了解孔底以下地質(zhì)情況是否能滿足設(shè)計要求，否則應(yīng)與監(jiān)理、設(shè)計單位研究處理。（7）在施工中還要安排專職技術(shù)人員監(jiān)督開挖土層的地質(zhì)狀況，并備有人員應(yīng)急上爬梯，遇見異常情況可及時處理，確保施工安全。3）混凝土的澆筑混凝土的澆筑應(yīng)在成孔后及時進行?？變?nèi)無積水方可不采用水下灌注碇施工，不采用水下灌注碇施工時，要用漏斗串筒灌注碇，分層澆筑，層厚30cm,機械振搗。關(guān)于鋼筋籠的加工、制作和安裝，以及混凝土的澆筑、樁頭處理，等同于其它常規(guī)灌注樁的施工，在此不再贅述。4）成樁質(zhì)星檢驗在施工中要求做到每根成樁應(yīng)該具有鋼筋加工檢驗記錄，混凝土拌和物質(zhì)量記錄，混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。3,3人工挖孔樁施工過程中易出現(xiàn)的問題1）地下水問題。地下水對人工挖孔樁的施工影響最大。當(dāng)?shù)叵滤徊淮髸r可進行單樁樁內(nèi)抽水；當(dāng)?shù)叵滤惠^大時可采用多樁同時抽水法來降低地下水；如果樁設(shè)計深度不大時可考慮在場地四周設(shè)置井點排水。2）流沙層問題人工挖孔樁在開挖時，如果遇到細砂、粉砂層地質(zhì)時，再加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴重時發(fā)生井漏，造成質(zhì)星和安全事故。因此要采取有效可靠的措施。在流砂情況較輕時，可縮短挖孔層深，正常的1m左右一段改為0.3-0.5m,并隨挖隨檢隨護壁；在流砂情況較嚴重時，常用下鋼護6段圓弧。筒的方法，鋼護筒同鋼模板相似，以孔外徑為直徑，可分為6段圓弧。3）淤泥質(zhì)土層問題在遇到淤泥質(zhì)等軟弱土層時，很容易發(fā)生護壁外圍泥砂塌落，如果地下鋼加固或鋼板套筒涌水量不大，塌落不嚴重，一般可用木板模板支檔，同時用直徑25mm突擊成孔澆筑混凝土護壁。必要時可同時縮短開挖深度。鋼加固或鋼板套筒3,4人工挖孔樁嵌巖施工爆破技術(shù)設(shè)計挖孔樁入巖爆破宜采用小直徑淺孔微差爆破。挖孔樁掘進的主要特點是只有一個狹小的自由面，四周巖體的夾制性很強。在掘進中，最重要也是最困難的工作是在其斷面上先開一個掏槽。掘進工作而的炮眼按其位置和作用可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼。掏槽眼的作用是形成掏槽作為第二自由面，以利于其它炮眼爆破時提高炮眼利用率；輔助眼的作用是擴大和延仲掏槽的范圉；周邊眼的作用是控制井巷斷面規(guī)格形狀。(1)爆破參數(shù)確定樁基入巖爆破參數(shù)不同于自由而大的隧道爆破參數(shù)，但可參照礦山翌井開拓時的一些爆破參數(shù)。其實際值應(yīng)根據(jù)所爆破的孔樁直徑、巖石的物理力學(xué)性能巖石的風(fēng)化程度、巖石的結(jié)構(gòu)組分、內(nèi)聚力、裂隙性、特別是巖石的變形性及其動力特性、以及所用炸藥的性能來確定。單位用藥量系數(shù)孔樁入巖爆破的巖石為中、微風(fēng)化，孔樁直徑為①13-25口加上護壁厚度，直徑不超過3Omo周邊對所爆破巖石的約束力大。單位用藥量系數(shù)K如下表：巖石類別 (f (g/m3)巖石類別 ) (f)—甲位用約重系爭叉—(WmR)備注強-中風(fēng)化4-61200-1600中風(fēng)化6-71600-2000中-微風(fēng)化7-82000-2400微風(fēng)化8-102400-3000如果孔樁的開挖直徑超過2m,在爆破同樣巖石的條件下，單位用藥量系數(shù)K值可降低20-30%0炮眼間距孔樁入巖采用手持式氣動鑿巖機鉆眼，炮眼直徑d=32-42mnb即a=(15-20)dta=500-800mrao炮眼深度與循環(huán)進尺在小直徑孔樁入巖爆破中，巖石的周邊夾制力大，炮眼利用率低。一般炮眼深度L取孔樁直徑D的。.6-08倍，即L二(0.6-0.8)D。其中掏槽眼應(yīng)比周邊眼加深100-200nimo孔樁爆破炮眼利用率n一般可以達到85-95%,則循環(huán)進尺「二nL二(0.85-0.95)Lo炮眼布置在小直徑孔樁爆破中，工作面通常按掏槽眼3-4個，周邊眼7-13個。其中掏槽眼按照錐形布置，傾角10-15° ；周邊眼多用垂直眼，距孔樁護壁100-200nim均勻布置，但遇上有擴大頭的孔樁，則周邊應(yīng)比擴大頭傾角小5-10°,以保證擴大頭圍巖的穩(wěn)定性及避免超挖。裝藥量計算①每循環(huán)進尺所需用藥量Q二KXDXL式中：Q—每循環(huán)進尺用藥量(g)；K一單位用藥量系數(shù)，見表1 (g/m3)；D一孔樁掘進直徑，(m)；L一炮眼的平均深度，（m）;②單孔理論裝藥量qq二Q/N式中：q--單孔理論裝藥量（g）；Q--侮循環(huán)進尺用藥量（g）;X--工作面炮眼數(shù)量，（個）；（4）裝藥量的分配一般情況下，掏槽眼的藥量6比周邊眼藥量4多裝20-25%04=（1.2T.25）qqb=（O85-0.95）q式中：Qt—掏槽眼裝藥量，（g）；Qb 周邊眼裝藥量，（g）；2）爆破器材的選型炸藥人工挖孔樁入巖段爆破施工總是存在巖層裂隙水及成孔護壁時下滴的滲水，最好選用防水性好的炸藥，另外為了保證成孔護壁在爆破施工中的穩(wěn)定性，應(yīng)選用爆炸威力適中的炸藥?？蛇x巖石乳化炸藥，其抗水性好、藥卷易于分割、威力適中；如選用2#巖石錢梯，需對炸藥本身做好防水處理。靂管孔樁掘進爆破應(yīng)用電雷管網(wǎng)絡(luò)，禁止使用導(dǎo)火索、火靂管起爆網(wǎng)絡(luò)。電雷管起爆網(wǎng)絡(luò)的接頭一定要有良好的絕緣性，接點應(yīng)離開泥水面。同時，為取得較好的爆破效果，保護護壁的穩(wěn)定性，應(yīng)選用微差爆破使用的秒延期雷管，周邊眼滯后掏槽眼起爆0.Is以上。③起爆器：可選用MFJ-100國產(chǎn)電容式起爆器，串聯(lián)起爆能力可達100發(fā)，充電時間7-10s,供電時間3-6ms,電源坤電池4節(jié)?？讟侗泼看纹鸨睦坠芏荚?0發(fā)左右起爆器要求體積較小，便于攜帶，結(jié)構(gòu)組成簡單，因此可選用MFJ-100或JZDF-300-B國產(chǎn)電容起爆器。施工管理與組織人工挖孔樁施工過程中作業(yè)人數(shù)多，工序交叉多，為了保證入巖爆破安全、順利進行應(yīng)按以下程序進行組織管理。41施工管理1） 建立以項目部為指導(dǎo)的爆破作業(yè)指揮部，下設(shè)爆破總負責(zé)人技術(shù)負責(zé)人、安全員及各班組長，各專業(yè)工種持證上崗。2） 建立爆破器材集中收發(fā)制度，按工作量發(fā)料。多余的爆破材料在當(dāng)班施工完成后，應(yīng)及時上交給發(fā)放人員收回，做到集中發(fā)料、統(tǒng)一制作統(tǒng)一收回集 中保管，嚴格登記手續(xù)，避免爆破器材流入社會。3） 安排好作業(yè)時間、爆破時間并將爆破時間告示于周S居民。4） 爆破總負責(zé)人負責(zé)施工組織人員調(diào)配生產(chǎn)安排，并對安全、生產(chǎn)負全責(zé)。5） 技術(shù)負責(zé)人負責(zé)施工過程的技術(shù)工作，并監(jiān)督安全和質(zhì)量，全面指揮爆破工作的實施。6） 安全員負責(zé)現(xiàn)場安全檢查，布置檢查爆破警戒。7）爆破員負責(zé)起爆工作。42施工組織孔樁入巖爆破通常采用爆破專業(yè)作業(yè)法或混合作業(yè)法。專業(yè)作業(yè)法即專業(yè)班組專職從事爆破工作，負責(zé)鉆眼、清孔、裝藥、連線爆破通風(fēng)處 理瞎炮和啞炮，而鑿巖、清渣、出渣、成孔護壁由其他作業(yè)組負責(zé)?；旌献鳂I(yè)法即鉆眼、裝藥、連線.爆破處理瞎炮和啞炮由一組人負貴，其余工作市另一組人負責(zé)。5安全技術(shù)措施1） 爆破地震控制措施孔樁入巖爆破對木樁及臨近孔樁的臨時支護和己澆筑的樁芯混凝土都可能產(chǎn)生影響。因此要求上節(jié)護壁碗澆筑24小時才可進行下一節(jié)爆破。2） 孔口B護措施孔口四周必須澆筑殮護圈一-鎖口殮，應(yīng)高出地ffi0.3mo孔內(nèi)作業(yè)時，孔口上面必須有人監(jiān)護。挖出的土方應(yīng)及時運離孔口，不得堆放在孔口四周Im范圍內(nèi)，碓圍圈上不得放置工具和站人。孔內(nèi)作業(yè)人員必須頭戴安全帽、身系安全帶，特殊情況下還應(yīng)戴上防毒防塵而具。利用吊桶運土?xí)r，必須采取相應(yīng)的防范措施，以防落物傷人，電動葫蘆運土應(yīng)檢驗其安全起吊能力后方可投入運行。施工中應(yīng)隨時檢查垂直運輸設(shè)備的完好情況和孔壁情況。3）爆破飛石的控制措施孔樁爆破工作ffl均在地表以下10m以外，在爆破孔樁口用竹笆或木模板覆蓋，并加壓砂袋，以防止爆破飛石飛出地面。4）孔中防毒措施地下特殊地層中往往含有CO、S02、H2S或其它有毒氣體，故每次下孔前，必須對樁孔內(nèi)氣體進行抽樣檢測（可用快速檢測管），發(fā)現(xiàn)有害氣體含量超過允許值時，應(yīng)將有害氣體清除全化學(xué)毒物最低允許濃度的衛(wèi)生標準，并采用足夠的安全衛(wèi)生防范