摘要:人工挖孔桩施工特点是环境特殊、施工技术特殊,在施工期间劳动量大,施工过程复杂控制难度大,因此,一旦施工期间存在安全措施不到位、施工材料质量差、挖孔桩断裂或者电气等设备故障等问题,就会引发挖孔桩施工事故,轻则造成材料折损浪费、重复施工增加投资成本,重则造成人员伤亡、经济财产严重受损。因此加强人工挖孔桩施工期间的质量管理非常有必要,本文针对施工质量管理的几个重要点进行分析,为同行业提供宝贵的参考建议。
关键词:人工挖孔桩;施工过程;施工技术;质量管理
人工挖孔桩主要是利用混凝土实施桩基浇筑,以提高桩基强度质量,为建筑工程打下坚固、稳定的基础。但是由于人工挖孔桩施工过程中会涉及到大量的人工劳动量,再加上施工环境的特殊与不便,一旦水文地质、安全措施、桩身等因素发生对施工不利的影响,就会引起各种施工事故发生,所以一定要严格控制灌注桩的质量问题,提高质量管理水平,以科学的施工技术与管理手段,来促进人工挖孔桩安全、顺利进展。
一、工艺概述
人工挖孔灌注桩是指工程桩孔采用人工开挖成型,然后通过清基验孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土等一系列施工步骤最终成桩的工艺。其桩孔内径一般要求在800mm以上,桩深在20m左右。人工挖孔灌注桩的施工步骤主要是:场地平整、清表放线测量定位、挖第一节桩孔土方、支模浇筑第一节混凝土护壁、在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线、安装垂直运输机具及照明设施等、第二节桩身挖土并清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径、拆上节模板并支第二节模板浇筑第二节混凝土护壁、重复第二节护壁工序循环作业至设计深度进行扩底(当需扩底时)、清理虚土和积水,检查尺寸和持力层、吊放钢筋笼就位、浇筑桩身混凝土。
二、质量影响因素
1、工程水文地质
地下水是深基坑工程中最为常见的施工难点所在,且是最为活跃的质量影响因素,在众多质量安全事故中几乎都存在它的身影。由于地下水层在人工开挖时其平衡状态极易遭到破坏,原先处于稳定状态下的地下水随着开挖侵入桩孔内,降低了土的承载能力和内聚力,使得施工难度上升、成本提高,并且在动态的承压水层影响下,非常容易出现涌水、沉降、塌陷护壁冲垮等问题,施工安全难以得到保证。
2、安全技术措施
安全技术措施在任何施工中都非常重,特别是在人工挖孔施工中,由于环境的特殊、工程施工难度大、存在一定的危险性,因此安全技术措施对于施工人员的完全来说非常重,一旦安全措施不到位,就会容易引起高处坠落、机械碰撞、桩孔坍塌、电击危害等各种安全事故。
3、桩身混凝土灌注
(1)桩身混凝土强度不足
桩身混凝土强度若是不到位,就会导致整个桩基质量不受保障,桩基结构的整体强度下降,性能下降,失去桩基的承受应力功能,进而会引发断桩、裂缝、坍塌等质量问题,引起桩身混凝土强度不达标的主要原因是:混泥土材料配合比缺少科学性保障,不标准的配合比使得材料强度性能不稳定;混凝土制备过程中,原材料质量差;混凝土搅拌、振捣不均匀;混凝土离析情况普遍。
(2)断桩与夹渣
断桩、夹渣是人孔挖孔桩质量问题中最为常见的,也是影响力最大的,而引发这些质量问题出现的主要原因是:混凝土灌量不足,桩孔预埋深度不达标,导管在土层中的深度不够;混凝土灌注与凝固的时间控制不合理,比如:灌注时间越长,混凝土上部的结块现象越明显,导致夹渣现象发生;灌注期间导管被拔出混凝土面;桩孔底部沙粒处理不得当,砂层较厚,进而容易产生浮渣、堵管等情况。
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三、施工质量控制
1、安全措施与技术交底
质量与安全问题有着密切的联系,二者在整个工程建设过程中始终相辅相成,互为必要条件,没有严格的质量控制就没有工程建设的安全,而没有全面的安全意识和完善的技术措施也就没有良好的工程质量,因此在做好质量控制的同时,首先要强化好安全意识,做好岗前安全技术培训和交底工作。
2、桩位与成孔质量控制
(1)放线定位
在放线前应先平整场地,对施工区域表面进行清表;按施工组织设计的要求设置施工围挡,禁止非作业人员入内。依据相关基础资料和施工平面图布置好桩位轴线控制线和高程控制点,采用十字交叉法或采用全站仪、经纬仪确定好桩位中心位置,而后根据桩心位置放出桩外边线。桩位线定好后,在经过有关部门复查、审批后方可开挖。
(2)桩孔开挖与支护
为了保证成孔的质量和安全均要采用支护措施,当桩孔孔径不大,深度较浅且地层稳定时,可采用喷射混凝土护壁。当桩孔壁土层稳定性差或地下水位较高时,应随着开挖进度每开挖1m时及时浇注护壁混凝土,护壁混凝土标号应与桩基混凝土标号相同,必要时可配置适量钢筋。同时,根据工程情况还可在混凝土内掺入一定量的速凝剂,以求达到早强的要求。
桩孔开挖与护壁作业应连续,不宜中途停顿,以防坍孔。成孔施工时,现场应配备必要的安全防护设施和抢险救援设备,桩孔边须设置应急时使用的安全绳和软爬梯,施工人员必须佩戴必要的安全防护用具才能下井作业;电气设备应具有漏电保护装置,供电线路必须架空,不得拖拽或埋地,施工照明采用低压灯具。当施工遇到地下水情况时,应及时在桩孔周围和孔底实施降排水或截水措施。孔内渗水量较少时可采用潜水泵抽水明排,渗水量过大时则须采用井点降水等措施。
(3)钢筋笼吊放
桩孔开挖达到设计标高后,应对成孔的各项数据进行复验,合格后即可进行桩身钢筋笼的吊放。钢筋笼吊放时,应在信号工的指挥下对准孔位,直吊扶稳、缓缓下降,且应避免碰撞孔壁。到达设计位置后,要及时将钢筋笼固定,以防止其错位和上浮。
(4)灌注桩身混凝土
桩身混凝土灌注前,应对各种原材料进行抽样检验,确保原材料合格。严格控制混凝土的配合比,保证水灰比及和易性达到设计要求。一般宜选用32.5级以上的普通硅酸盐水泥和粒径不大于40mm的碎石,坍落度应控制在85mm左右,采用用溜槽或串桶向桩孔内灌注。当孔深超过12m时,则应采用灌注导管进行灌注。混凝土的灌注速度是质量控制的关键,整个施工过程应连续而有序,力求在最短的时间内完成桩身混凝土灌注,特别是在有承压水时,应集中足够的混合料迅速灌入,以便利用混凝土自身重量压制住水流的涌入。严格控制导管的埋入、拔出深度和拔出时机。混凝土灌注后要分层充分振捣密实,分层高度应根据振捣工具和坍落度而定,但一般不宜超过1.5m。
(5)特殊地质处理
地下水位不深,涌水量不大时,可采用集水明排的方式来处理,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。当地下水位较深或涌水量大时,应考虑采用井点降水的方式来处理。采用井点降水有时会引起桩位偏移甚至引起坍孔,因此在降水过程中必须密切观察地貌情况变化,如有异常情况,应立即停止施工,同时也可采用在孔口周围地层注浆加固的方法来防止土体沉降及位移。
参考文献:
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[2]刘洪英,高德平.挖孔桩在桥梁基础施工中应用分析[J].黑龙江交通科技,2013,36(3).
论文作者:李凤英
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/21
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