【摘要】 人工挖孔樁,其大承載力的特有優(yōu)勢得到了許多設(shè)計、施工單位的認可,確實是一種在軟弱地基上經(jīng)濟適用的基礎(chǔ)形式。在人工挖孔施工中,遇到淤泥、流沙層較厚,地下水極為豐富時,很容易涌砂塌孔,施工進度緩慢或根本無法成孔。 在工程實踐中,積累了一些經(jīng)驗,處理了一些特殊的問題,取得了良好的效果。 

  【關(guān)鍵詞】 人工挖孔樁 流砂層 成孔方法 質(zhì)量控制 

  1、 工程概況  

  某綜合樓,占地3000m2,東、西、北向均為規(guī)劃路,南為臨待。建筑面積為11228 m2,7層、局部8層,結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。鉆探資料顯示,場地的地層分布自上而下為;(1)耕植0.5-1.5m,(2)粉質(zhì)粘土1.5-3.4m,(3)細紗3.0-5.7 m,(4)碎卵石層,地下水豐富且水位較高,但水質(zhì)對混凝土不具侵蝕性。設(shè)計中采用了人工挖孔樁基礎(chǔ),但該場地內(nèi)細砂層較厚,這種砂層在一定的水壓作用下,一被擾動就會產(chǎn)生液化成為流砂。該工程設(shè)計為單樁,樁端持力層為中密碎卵石層。 人工挖孔樁遇到厚層流砂難于成孔,本工程挖孔樁施工對此作了有益的探討,并取得了成功的經(jīng)驗。 

  2、 人工挖孔樁施工工藝流程   

  場地整平→放線、定樁位挖→第一節(jié)樁孔土方→澆筑第一節(jié)混凝土護壁→在護壁上二次投測標高及樁十字軸線→設(shè)置垂直運輸架、安裝電動葫蘆(或卷揚機)、吊土桶、潛水泵、鼓風機、照明設(shè)施等→第二節(jié)樁身挖土→清理樁孔四壁、校核樁垂直度和直徑→澆筑第二節(jié)混凝土護壁→重復(fù)第二節(jié)挖土、澆筑護壁工序、循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計深度→檢查持力層后進行擴底→對樁孔直徑、深度、擴大底尺寸、持力層進行全面檢查驗收→清理虛土排除孔底積水→吊放鋼筋籠就位→澆灌樁身混凝土→樁基測試。   

  3、成孔方法的選擇   

  3.1粘土、漳淤的開挖方法 

  對于孔內(nèi)粘土、淤泥,可用鐵鏟、鋤頭便可開挖?變(nèi)挖土采用分段開挖方式,對于粘土層,一般0.8 m-1.0 m為一個施工段,做完混凝土護壁,待混凝土護壁有一定強度后,才能進入下一施工段;對于淤泥層,一般0.4 m-0.5 m為一個施工段。 

  3.2含水流砂層中的成孔施工。采用常規(guī)護壁方法來施工,流砂塌孔嚴重,施工進度相當緩慢,或根本無法形孔。本工程含水流砂層厚約3.0 m-5.7 m,根據(jù)各樁也需穿過的流砂層厚度,施工時主要采用兩種護壁方法成孔。 

  3.2.1鋼護筒護壁法:鋼護筒采用5mm厚鋼板切割拼裝而成。鋼護筒的整體剛度較差,拼裝大孔徑的樁孔護壁尤其如此,因此只適宜用于流砂層厚度較小的樁孔。具體做法是根本樁孔中需要護壁的上口和下口尺寸,在地面上將鋼板切割成一定形狀和大小的梯形小塊,加工成適宜弧度,在兩側(cè)拼裝連接邊預(yù)留長方形連接孔,以便孔內(nèi)螺栓連接并保證樁孔直徑。鋼護筒在下孔前要試拼裝,當樁孔將挖至流砂層上表面時,將鋼護筒分塊吊下,在孔內(nèi)拼裝成型后繼續(xù)下挖,下挖過程中配以泵抽水,邊挖邊使鋼護筒下沉。上下兩相鄰鋼護筒就位后,在搭建縫隙處可填灌素混凝土,以增加接頭處密封性和縱向穩(wěn)定性。 

  3.2.2孔內(nèi)預(yù)制鋼筋混凝土沉筒護壁法:流砂層厚度大的樁孔鋼筒所受壓力大,易變形,難以阻擋,樁孔尺寸很難滿足設(shè)計要求,鋼筋籠下放困難,通過將混凝土沉井(沉管)改進成預(yù)制鋼筋混凝土沉筒作為護壁。本工程中無法在孔口外或加工廠預(yù)制鋼筋混凝土沉筒,因為要使樁孔尺寸不變小,預(yù)制沉管便無法從孔口放入到樁孔內(nèi),為此在處理流砂層時,提前做擴大護壁,在孔內(nèi)做預(yù)制鋼筋混凝土沉筒,待其混凝土達到一定強度后,邊挖邊沉。關(guān)鍵有以下三點:其一,確定提前做大護壁的準確位置和合理高度,既要滿足順利通過流砂層的需要,又要避免因提前擴大高度過大,增加樁身混凝土的澆筑量。經(jīng)分析和實施比較,提前擴大護壁高度在2m左右較為適宜,有利于孔內(nèi)制作鋼筋混凝土沉筒的支模和澆筑混凝土及保證形狀的規(guī)則性:其二,預(yù)制鋼筋混凝土護筒的外模支設(shè)即既要保證混凝土護筒外壁尺寸和表面基本平滑,還必須在挖取砂層時保證其容易脫落,使之易于分離,并順利下沉;其三,因所穿越砂層流動性很大,保證上下護筒的連接牢固和密封性十分重要,將上下兩節(jié)套筒的鋼筋用彎鉤連接,并在圈口做成企口連接,效果較好。 

  孔內(nèi)預(yù)制鋼筋混凝土沉筒的主要施工步驟如下:(1)在流砂層頂面以上約2m位置開始做擴大護壁并施工至流砂層頂面以上10-20cm處;(2)支預(yù)制沉筒外側(cè)模板,綁鋼筋網(wǎng)片;(3)支預(yù)制沉筒內(nèi)側(cè)模板,澆筑混凝土;(4)滿足強度要求后開挖砂層,邊挖邊使沉筒下沉;(5)第一節(jié)沉筒上口沉至流砂層頂面上10-20cm時,按上述方法預(yù)制第二節(jié)鋼筋混凝土沉筒;(6)重復(fù)以上操作直至樁孔順利通過流砂層。 

  4、樁孔質(zhì)量驗收  

  4.1樁孔檢查驗收:項目主要有樁孔直徑、擴大頭直徑、護孔高度、樁孔垂直度偏差等。樁孔全深范圍內(nèi)分兩次查驗進行控制,在通過流砂層時進行第一次檢查,以便護筒糾偏和保證下部孔壁的位置準確,在擴大頭已支護成型,準備突擊開挖清底時進行第二次檢查,對整個,對整個樁孔質(zhì)量進行認可。 

  4.2樁端持力層驗收:施工前由勘察和設(shè)計單位提供中密碎卵石層的直觀標準,樁孔挖至設(shè)計要求的持力層時,應(yīng)組織地質(zhì)勘察、設(shè)計、施工、建設(shè)、質(zhì)監(jiān)等部門共同進行實地勘察檢驗。 

  5、樁身混凝土澆筑 

  澆筑樁身混凝土主要應(yīng)保證其符合設(shè)計強度,要保證混凝土的均勻性、密實性,因此防止孔內(nèi)積水影響混凝土的配合比和密實性。本工程將樁身混凝土分兩次澆筑,即先按水下澆筑混凝土方法澆筑一定量的混凝土進行封底,然后澆筑上部樁身(干孔)混凝土。 

  5.1水下澆筑封底混凝土嚴格按照規(guī)范要求進行,即樁孔驗收合格放入澆筑導管,導管下端應(yīng)盡量靠近孔底(30-50cm為宜),要求集中足夠的混凝土短時間連續(xù)澆筑混凝土,使混凝土自身重壓住水流的滲入,并隨澆筑隨提升導管,但要保證導管下口始終埋于混凝土中(約1.0m),直至混凝土澆筑至封底高度。封底高度要滿足兩方面要求:第一是能有效地封壓地下水;第二是盡量將施工縫留設(shè)在擴大頭直徑較大部位,以增加鋼筋籠下的下放深度,也對施工縫處連接有利;根據(jù)本工程的具體情況,分析確定混凝土封底高底以下1.5-2.0m為宜。 

  5.2待封底混凝土終凝后,抽去孔內(nèi)積水,清除不凝結(jié)的沉淀(約20m)水泥漿,并將凝固的厚度約15cm的浮漿層全部剔除,至表面露出石子均布的密實混凝土層為止按施工縫的要求處理封底混凝土表面,然后放入導管進行上部樁身混凝土澆筑;炷翝补鄳(yīng)連續(xù)并分層振搗確保澆筑質(zhì)量,一氣呵成。導管應(yīng)埋入混凝土中約1.0m,隨澆筑隨提升。混凝土澆灌時應(yīng)特別注意導管的提升速度,提升過快會造成混凝土脫空,過晚又易使導管拔不出,影響混凝土質(zhì)量。 

  6、結(jié)束語 

  通過本工程的實踐表明,如果能夠積極做好施工中的各項準備工作,正確處理好施工過程中的各種特殊問題,人工挖扎樁作為一種經(jīng)濟、實用的樁基形式,完成能發(fā)揮其特有的施工方便、速度快、承載力大的優(yōu)點,值得在本地推廣和應(yīng)用。