挖孔桩技术在民用建筑基础施工中的应用

【摘 要】孔桩技术因为适用于狭窄地带,对机器要求小等优点,在广大的民用建筑施工中得到广泛应用.本文主要就挖孔桩技术在民用建筑基础施工中的应用进行了探讨,分析了挖孔桩的优点,使用范围,技术应用要点及施工安全控制关键点.

【关 键 词】挖孔桩；民用；建筑；基础；施工

人工挖孔桩是桩基础传统形式,当前在我国很多地方依然存在,特别是在一些中西部地方使用比较广.挖孔桩技术需要的机具设备较少,施工工艺简单,比较容易操作,而且容易检查桩底岩土层的实际质量,所成桩承载力高,受力性能安全可靠,对环境造成的污染少,对周围建筑物影响小,适用于狭窄场地的民用建筑.

1.挖孔桩的技术优势

1.1操作简便、适用范围广

挖孔桩技术主要由人工掘土成孔,用到机器的地方较少,而我国又是劳动力资源相当丰富的,所以,此技术在我国民用建筑中得到了广泛的应用.尤其是在使用大直径的混凝土灌注桩时,人工挖孔要比机械成孔来的实用,无论是软土地基,还是山区丘陵土质等比较坚硬、地形变化较大的区域也适用.

1.2成本低廉,技术成熟质量可靠

相关实际工程证明：当上部结构荷载很大时,采用大直径桩是比较经济的.大直径灌注桩成孔的方式主要有两种：机械成孔和人工成孔.机械成孔需一定的机械设备,采用泥浆护壁以及水下浇筑混凝土等方法.而人工挖孔桩对施工设备要求不多,施工噪声小,振动不大,适应性强,能在狭窄、高差大的恶劣场地环境下施工,直观性强,对周围建筑物的影响不大,环境污染小,施工速度快,桩底沉渣能清除干净,施工质量可靠.

2.人工挖孔桩技术的适用范围

人工挖孔桩技术适用于桩直径800mm以上,无地下水或地下水较少的黏土、粉质黏土,含少量的砂、砂卵石、姜结石的黏土层；特别适于黄土层采用,深度一般20m左右,可用于民用高层建筑,对有流沙,地下水位较高、涌水量大的冲积地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层不宜使用.

人工挖孔桩持力层的选择甚为重要,持力层的力学强度如何直接关系到桩基的合理与安全.挖孔桩持力层应选择无软弱下卧层的中等风化、微风化岩层,透水性较小、中密以上的碎石黏土或砾石黏土层,地基承载力大于200kPa的残积黏性土.

3.挖孔桩技术在民用建筑基础施工中的应用

3.1施工准备关键点

仔细做好地质调查、地质勘探,分析地质条件,根据土质情况比较此类基础与其他基础的可行性及工程造价、施工工期.开挖前必须清楚掌握地质情况,尽可能做到一桩一孔,即对每根桩的桩位要事先进行钻孔取样,以便在开挖前就确定桩的开挖深度,避免开挖中由于相邻桩开挖深度的变化引起窝工损失.避免盲目照搬公式,达到既经济又满足设计要求的结果.应从源头抓起,严把材料进场关,杜绝一切劣质材料流入到施工现场.在设计配合比时,取最佳砂率的配方设计最佳的级配.

3.2施工工艺控制

掌握正确的施工流程：场地平整—放线—定桩位—架设支架或电动葫芦—准备潜水泵、鼓风机、照明没备等—边挖边抽水—每下挖一定深度即进行桩孔周壁的清理、校核桩孔的直径和垂直度—支撑护壁模板—浇灌护壁混凝土—拆模继续下挖,达设计深度后,由勘测单位验收—绑扎钢筋笼—验收钢筋笼—排除孔底积水,灌注桩芯混凝土至设计顶标高.

a、桩位定位控制.

依据建筑物测量控制网资料和桩位平面布置图,测定桩位方格控制网和高程基准点,确定好桩位中心,以桩位中心为圆心,以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周,撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线,桩位线定好后,经监理复查合格后.用竹片、枷或鹋钢筋在石灰线四周外边埋设四个桩心控制点,便于在安装第一节桩孔护壁模板时校正模板位置.

b、合理安排施工顺序.

合理安排人工挖孔桩的施工顺序,对减少施工难度起到重要作用,认真统筹施工方案,视具体情况进行合理安排.一般而言,尽可能对浅的桩孔先施工,深桩孔留到后面进行.这是因为桩孔的深度和难度是成正比的,较浅的桩孔施工稳定,起到加固作用,也减少了深孔施工时的压力.在含水层或有动水压力的土层中施工,应先施工（或迎水部位）的混凝土护壁完成后,可保留少量桩孔先不浇桩身混凝土,而作为排水井,以便其他孔位的施工,保证了桩孔的施工速度.

c、严格控制桩孔垂直度、中心位置.

每节桩孔护壁做好后,必须将桩位轴线和标高测设在护壁上口然后用十字线对中,吊线锤向井底投设,以半径尺杆检查孔壁垂直平整度,井深以基准点为依据逐根引测.

d、护壁.

护壁顶面必须比场地高150、200mm,壁厚应比下而护壁厚增加100～150mm,并应预埋软梯挂钩.护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计要求,上下节护壁钢筋的搭接长度不得小于250mm.

e、做好清理工作.

终孔后必须清理好护壁污泥和桩底的残渣、杂物和浮土,清除积水,并立即检查桩孔质量,桩底扩大头必须达到设计尺寸,且不得扰动孔底土层.终孔验收后应迅速封底,以免浸泡使上层软化.

f、钢筋笼制作加工.

钢筋笼宜整根制作吊装,并严格按设计及规范要求加工.主筋、箍筋、加强筋的位置要准确,钢筋保护层的厚度要符合规范,钢筋笼入孔后,尚须检查其标高,避免钢筋笼上浮或下沉.

g、桩身混凝土浇筑.

桩身混凝土要分层连续浇筑,分层浇捣,每次浇筑高度不得超过1.5m,每层浇捣厚度不得超过0.5m,出料口到混凝土浇筑面高度大于2m时,必须使用溜槽或串桶,防止混凝土发生离析,混凝土坍落度宜控制在70mm～90mm,在距桩孔口6m以下时,人工浇捣较困难,可以采用在混凝土中掺入水泥用量0.25%的木钙减水剂,使混凝土坍落度增至150mm～180mm,利用混凝土大坍落度下落时冲击力使混凝土自身密实,在距孔口6m以内时,分层浇筑混凝土,使用插入式振动器分层振捣密实,直至桩顶.

4.施工安全控制点

4.1按常规安全现场管理

在下达生产任务的同时,应该对相关操作实施严格的安全技术措施,做好应急预案.将安全生产贯彻到施工的整个过程当中.必须要求挖孔工作人员在绑好安全带,戴好安全帽后,才能开工作业.

4.2孔口防护

孔口防护和覆盖层防护是本工程挖孔桩防护的重点,为确保护壁的稳定,必须根据工程实际情况确定挖孔桩壁厚.特别是孔口和覆盖层,多为泥夹石块,稳定性极差,应作为防护重点,孔口围护措施孔口四周必须浇筑混凝土护圈,并在护圈上设置围栏围护,应高出地面80cm.

4.3井壁坍塌处理

人工挖孔桩在开挖过程中,一般会遇到流砂或含水层,流砂是困扰人工挖桩护壁施工的一大难题.

4.4地下水和有毒气体的处理

在人工挖孔桩施工中,必须配备气体检测仪.在工作前及工作中进行检测.试验孔内是否存在有毒、有害气体,孔口安装送风机,施工场地要备有防毒气面具.每天开工前检查孔底的积水是否抽干,专人负责抽水时,井下不能有人工作.此外,在桩壁混凝土施工中加入混凝土超早强剂、防水剂和密实剂,同时对于每节护壁混凝土的接槎处使用混凝土堵漏剂也是防渗水的好办法.孔壁渗水孔壁渗水量较大时.可在渗水处打入棉纱和木楔,这样处理以后一般渗水量已很小,不影响施工.

【参考文献】

[1]侯翠荣,王建.人工挖孔桩施工技术探讨[M].内蒙古公路与运输,2001（1）.

[2]李秋琳.人工挖孔桩安全技术措施[J].山西建筑,2007,33（5）：100-101.