(江苏天宏华信工程投资管理咨询有限公司)
摘要:近年来,随着全国工程建设的进一步发展,越来越多的工程向着山区发展。目前,人工挖孔桩与冲击钻孔桩这两种施工工艺应用较为广泛。本文从施工工艺、质量、安全、进度、成本等方面结合山区地势、环境等多种因素对人工挖孔桩和冲击钻孔桩进行比较,分析各自优势和劣势。
关键词:人工挖孔桩;冲击钻孔桩;优势劣势
一、施工工艺方面
挖孔桩的主要施工工艺:测量放样—基坑开挖—立模板、浇筑第一节井圈护壁混凝土—架设卷扬机—开挖、清除第二节桩孔渣土—立模板、浇筑第二节混凝土护壁—向下逐层循环作业—钢筋笼制作与安装—抽水—浇筑混凝土。
钻孔桩的主要施工工艺:测量放样—冲击钻机就位—护筒埋设—钻进成孔—清孔—桩基钢筋笼制作与安装—二次清孔—下导管—浇筑混凝土—拆导管、拔护筒—桩位回填。
人工挖孔桩具有工艺简易,施工方便等优势,无需使用大型桩机设备,能同时进行多桩施工,也容易及时判断挖进过程中的地质变化,有利于调控施工质量,在挖孔筑桩过程中也不会发生挤土效应。而且人工挖孔桩作业施工条件要求相对较低,用水量很小,只在浇筑混凝土护壁时有所需求;不需要较大面积的作业平台,平常作业时产生的噪声小、污染小,对环境的影响也小。但是作业人员的劳动强度大,每个井口至少配备2名作业人员,作业过程中存在的安全隐患较多。
相对于人工挖孔桩,冲击成孔的自动化程度高、适用范围广,由于机械设备的自身优势,可以在不同情况的地质下作业。但是冲击钻需要较大面积的作业平台,在地势起伏较大的山区,较大面积的作业平台不太容易实现。在山区水资源严重匮乏,清水供给十分困难,钻孔护壁时所需泥浆的制备非常不便,严重拖慢工程施工进程。同时, 冲击钻进过程中产生的大量泥浆,一旦处理不好,就会污染周围的环境。
二、施工质量方面
人工挖孔桩在开挖过程中,技术员和监理人员可以随时下井检查,容易及时判断土层中的土质和水文条件;每开挖一定深度可以及时对中,检测孔径和孔位偏差,如有偏差,能够及时做出修整,便于控制施工质量;桩体的承载力高,抗震性能好,稳定性可靠,能够保证较高的桩体质量。由于是人工开挖,对孔径、孔形和孔位的把握会比机械成孔的更好。
而冲击成孔的灌注桩在钻进过程中依靠护桩来检测孔位是否有偏差,无法对孔径和孔形进行检测,需要在成孔后依靠检孔器来进行测定。
在桩侧承载力方面,由于人工挖孔桩所做的混凝土护壁比较平滑,桩身处的摩擦阻力比较小,所以桩侧承载力相比钻孔桩较低。在桩端承载力方面,人工挖孔桩因为桩孔低部没有沉渣,直接作用在微风化的砾岩上,其桩端承载力相比冲击成孔的钻孔桩有明显提高。但是在基桩极限承载总力方面,因人工挖孔桩与冲击成孔的桩侧和桩端承载力各有增减,并且变化幅度比较接近,两者的极限承载总力则基本相同。
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三、施工安全方面
人工挖孔桩安全隐患多,由于是井下作业,在下井或上井过程中比较危险,开挖过程中可能会出现复杂的土质情况;井下作业时,孔内空气质量较差,光线较弱,作业人员视线较差,人身安全问题较为严峻;为预防作业过程中出现塌孔、触电、缺氧、异物或泥石坠落或井上人员坠井等意外伤人事件,对于做好井口防护及各项安全措施尤为重要。作业人员必须正确佩戴安全帽、系好安全带,安全绳必须牢系在孔口;桩孔内挖孔作业,当达到一定深度时,必须采取防水带罩照明灯照明,电压不得高于人体所能承受的安全电压,采用防水绝缘电缆,并应设置漏电保护器;当挖孔孔深大于10米时,必须采用鼓风机进行强制通风。当桩孔内遇到砾岩层需要采取爆破作业时,应对爆破作业进行专业人员专门设计,采用锥型浅眼爆破法,并应严格把控爆炸物品的使用用量,在炮眼附近应对孔壁加强防护或支护,在井口应覆盖防爆毯并用沙袋压实;在爆破过程中,会有飞石和松散落石的可能,对爆破作业区附近的树木、庄稼、房屋有一定的影响;桩孔内爆破后会产生有毒气体,稍有不慎就会引起安全事故。同时,爆品属于易燃易爆物品,本身就有很大的安全隐患,在领取、运输、填装过程中必须十分谨慎,防止爆品发生非正常爆炸。
与人工挖孔桩相比,冲击成孔的安全性好,在成孔过程中,全部由冲击钻设备完成作业,操作人员只需简单地操作,做好防止触电漏电的措施,极大降低了出现安全事故的几率。
四、施工进度方面
人工挖孔桩施工进度慢,工期较长。由于是人工挖掘,并且每挖一定深度必需要浇筑混凝土护壁,所以施工速度相对而言比较慢;且受外界天气因素影响较大,如遇到雨雪天将无法施工。但同时人工挖孔桩不受工作面狭小等地势限制,特别适用于这种地势起伏较大,作业平台较小的山区,并且,人工挖孔桩可以同时开展多根桩基的作业,弥补了单桩施工速度慢,工期长的缺点。
而冲击成孔的钻孔桩,其钻进速度快,工期短,且受天气因素的影响比较小,一般只要不出现比较恶劣的天气,施工基本不受影响。但是冲击钻桩机需要较大面积的作业平台,且泥浆池与清水池所占面积也比较大,在缺乏大面积平整土地的山区并不太合适,况且本地区山区水源比较匮乏,冲击成孔工艺需要大量的水来制浆、钻进、清孔,一旦清水没有及时供给充足,就会引起某个工序的停滞,从而导致这台桩机停止工作,进度就会变慢,工期会拖长。
五、工程成本方面
人工挖孔桩由于工艺简易,只需要风枪、空压机等小型机械设备,成本比较低,而冲击钻孔桩需要大型机械设备,成本相对较高。在山区作业时,普遍为砾岩,根据地质情况采用人工挖孔桩更为合适。
六、总结
综上所述,人工挖孔桩具有施工工艺简单、施工简便、抗震性能优良、成本相对较低等优点;钻孔灌注桩具有适用范围广、所需设备简单、操作简便、作业效率相对较高、施工工期普遍较短、施工安全等优点。但是在地势起伏较大,环境较为复杂的山区,人工挖孔桩相比冲击成孔的灌注桩,不需要大面积的作业平台,也不需要充足的水源,能够同时展开平行流水作业,虽然人工挖孔桩施工速度慢,工期长,但是通过增加作业人员,多根桩基同时进行挖孔施工,就能弥补人工挖孔桩所存在的单桩施工速度慢,工期略长的缺点;但是挖孔作业人员的工作量大、劳动强度高,在井上井下作业都有一定的风险,防止塌孔、缺氧、触电、异物坠落或坠井的安全措施必须到位。同时,山区的土质较硬,岩石较多,大数地区甚至都是岩石,采用人工挖孔桩经济效益更高。
作者简介:陈莉(1990年3月—),女,汉族,江苏省高淳区人,学历为大专,职称为助理工程师。
论文作者:陈莉
论文发表刊物:《知识-力量》2018年8月上
论文发表时间:2018/7/23
标签:作业论文; 挖孔论文; 钻孔论文; 过程中论文; 山区论文; 承载力论文; 工期论文; 《知识-力量》2018年8月上论文;