超大尺寸矩形人工挖空樁的施工.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除超大尺寸矩形人工挖孔樁施工李慶中鐵建設(shè)集團有限公司廈門西客站項目部摘要：以廈門西客站剛架結(jié)構(gòu)鐵路橋樁板墻的人工挖孔樁為例，介紹了大直徑規(guī)則尺寸人工挖孔樁的施工技術(shù)要點及安全防護的相關(guān)要素。關(guān)鍵詞：矩形人工挖孔樁；護壁；澆筑；廈門西客站出站通道處的樓梯兩側(cè)的設(shè)計以“L”型擋墻與樁板墻結(jié)合的方式對側(cè)面土壓力進(jìn)行支護。其中的樁板墻需要46根矩形錨固樁提供錨固力。這46根錨固樁的截面尺寸以2.02.5m為主，深度在20米左右，且現(xiàn)場水位較低，有些部位涌水量較大。矩形樁沒有專門的成孔鉆頭，因此采用人工挖孔的形式。結(jié)合現(xiàn)場的施工條件對現(xiàn)場的大直徑矩形人工挖孔樁的難點及要點進(jìn)行分析，矩形人工挖孔樁的要點共有：孔壁支護；安全防護；孔內(nèi)澆筑。1. 孔壁支護大直徑超長人工挖孔樁施工屬于高危作業(yè)范圍，其孔壁的支護設(shè)計關(guān)系孔底作業(yè)人員的安全和樁身質(zhì)量。人工挖孔樁護壁破壞的主要因素是護壁周圍上部的土壓力傳至護壁側(cè)產(chǎn)生了側(cè)向水平力，若護壁材料強度不夠就會導(dǎo)致塌孔，廈門西客站的矩形人工挖孔樁的支護形式分為兩種情況：在出水量小土質(zhì)較好的區(qū)域采用現(xiàn)場澆注配筋護壁混凝土的方式進(jìn)行支護，若挖孔時遇到厚的流砂層、淤泥層，尤其遇到大量地下水，隨著護壁外圍泥砂大量塌落，混凝土護壁成為懸空狀態(tài)，失去支撐，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋，直至斷裂、脫落，遇到這種地層，采用預(yù)制管沉井開挖施工工藝。1.1 護壁采用鋼筋籠現(xiàn)場灌注施工工藝現(xiàn)澆式配筋混凝土護壁，重點在于鎖口護壁的設(shè)置，人工挖孔樁孔口處因為堆放材料及運土車輛的來回擾動，宜造成孔口處土體的變形、塌落。如果鎖扣設(shè)置不堅固容易導(dǎo)致頂部孔口處的塌陷，造成安全隱患1，因此人工挖孔樁鎖口處一定要制作的牢固穩(wěn)定，具體的鎖口及護壁參數(shù)設(shè)計如圖1，圖2。當(dāng)操作工人進(jìn)入孔內(nèi)以后，鎖口處還要橫向和縱向內(nèi)撐2根堅實的方木。護壁采用上窄下寬的錐形設(shè)計，若在有水的區(qū)域進(jìn)行人工挖孔樁，鎖扣護壁的高度要高于地表水位，并做好排水降水措施。在開挖過程中，開挖深度不超過一米即進(jìn)行護壁，如圖2。遇到流沙、淤泥質(zhì)地層時每步開挖深度適當(dāng)變小以50cm為宜，并加強鋼筋護壁。在出水量較大地層要提前在護壁處留好泄水孔。施工時，為了保證孔位位置準(zhǔn)確，每天都要在挖孔前校核一次挖孔樁位置是否歪斜，移位。尤其在澆注護壁前要檢查模板，脫模后再檢查護壁。個別壁周泥砂塌落，在澆注混后護壁容易產(chǎn)生位移和歪斜，應(yīng)注意檢查和及時糾正。圖1 鎖口護壁示意 圖2 護壁示意圖1-支撐桿件 2-滑輪 3-吊桶 4-手推車 5-滑輪 6-卷揚機 7-配筋混凝土護壁 8-泄水孔 9-內(nèi)模板圖3人工挖孔樁示意圖1.2 沉井開挖沉井開挖的護壁采用預(yù)制混凝土井管，井管內(nèi)徑尺寸與樁基設(shè)計尺寸相同。每節(jié)預(yù)制井管厚度10cm，長度1m。按照設(shè)計配筋并加設(shè)24個吊耳和預(yù)留直徑24cm左右排水及壓漿孔道，每節(jié)護壁的頂部及底部做成對接接口。在施工過程中，用倒鏈或者電葫蘆徐徐將井管下入井內(nèi)，每次下放完成后要注意調(diào)整垂直度，遇有宜塌孔及涌水量較大的地層，在護壁預(yù)留孔道內(nèi)，以充填、滲透和擠密的形式把灌漿材料充填到土體的孔隙中，以固結(jié)護壁外圍土體，護保壁周泥砂不塌落，從而增加樁周摩擦力。壓力灌漿材料可選擇粉煤灰、早強型水泥混凝土、石灰粘土混合料等，其施工工藝為： a、鋪墊。場地整平后采用普通枕木立放沿沉井周長密鋪，墊木間隙用砂填縫參見圖4，刃腳墊木的鋪設(shè)數(shù)量，由第一節(jié)沉井的重量及地基（砂墊層）的承載力而定。沿刃腳每米鋪設(shè)墊木的根數(shù)n可按下式計算2： n = G/Af式中：G第一節(jié)沉井單位長度的重力（kN/m） A每根墊木與砂墊層接觸的底面積（m2） F地基或砂墊層的承載力設(shè)計值（kN/m2）b、預(yù)制沉井。鋼筋綁扎后，在墊木上立沉井內(nèi)外模和支撐，井壁外側(cè)的模板板縫應(yīng)順垂直方向，并保證平整。為避免外模斜支撐影響公路交通，所有支撐均設(shè)于井內(nèi)，采取組合鋼模板、撐木斜頂鋼拉桿水平拉結(jié)。井壁外側(cè)設(shè)雙排鋼腳手架作施工平臺。砼分層灌注，插入式振動棒搗固，起重機配合吊斗運送混凝土，砼傾倒高度超出2M時設(shè)留槽以防離析。刃腳墊木砂墊層圖4沉井刃腳支設(shè)示意圖c、抽墊。砼達(dá)到設(shè)計強度后，方可進(jìn)行抽墊。抽墊時分區(qū)、依次、對稱、同步地進(jìn)行，設(shè)專人統(tǒng)一指揮。當(dāng)抽出幾組空檔后，即可回填，以后每抽出一組即回填一組?；靥畈牧线x用砂夾石并應(yīng)分層灑水充分夯實，其回填高度的決定，應(yīng)使最后分配在定位墊木上的重量不壓斷墊木及墊木下的承壓應(yīng)力不超出原地面極限承壓應(yīng)力。抽墊過程中應(yīng)在沉井上下左右各設(shè)測點一個，觀察其下沉情況。如果在抽墊過程中發(fā)生傾斜、回填的砂夾石擠出、墊木壓斷、下沉量急速增加等異?，F(xiàn)象應(yīng)及時處理。d、挖土下沉。本沉井上部采用分段掏空刃腳，每段掏空后即回填砂夾石，待最后幾段即定位承墊處掏空并回填后，再分層次逐步挖去回填料，使沉井下沉。下部土質(zhì)比較松軟，先在中部下挖4050CM，并逐漸向四周對稱、分層、同步地擴挖。在下沉前在沉井外壁涂機油，以減少下沉?xí)r與土的側(cè)向摩阻力。挖土上部采用人力開挖至巖層時，采用風(fēng)鏟開挖，卷揚機吊土。 2.孔內(nèi)灌注當(dāng)開挖至設(shè)計基底標(biāo)高后，基底土質(zhì)為砂質(zhì)或粘質(zhì)土?xí)r，應(yīng)鋪以碎石或礫石墊層，基底檢驗合格后，應(yīng)立即進(jìn)行封底。對于出水量較大的挖孔樁，要把排水孔堵住，禁止水流入孔內(nèi)，在清底時，如滲水量上升速度小于或等于6mm/min，可按普通混凝土澆筑方法進(jìn)行封底；若滲水量較大宜采用水下混凝土進(jìn)行灌注。 為了減少地下水的積聚，任何一根挖孔樁封底時都要把鄰近孔位的積水同時抽出。以減少鄰孔的積水對工作孔的影響。 孔深超過6m時，還要注意防止混凝土離析，一般把攪拌好的混凝土裝在容量為12m3左右堅固的帆布袋或吊桶，并用繩子打成活扣，混凝土送到井底時，拉開活扣就可將混凝土送到孔底，連續(xù)作業(yè)能迅速封好孔底，同時堵住孔底大部分甚至全部的地下水。 如果地下水很多，而且挖孔樁較深，剛提起抽水泵，底部溢水就接近或超過20cm，這時等到孔中溢水基本上平靜時，用導(dǎo)管伸入孔底，往導(dǎo)管里輸送攪拌好的早強型混凝土，混凝土量超過底節(jié)護壁30cm以上，再慢慢撤除導(dǎo)管，由于水壓力的作用，封底混凝土基本上密實，混凝土終凝后再抽水，由于封底混凝土已超過底節(jié)護壁，已經(jīng)沒有地下涌水，待水抽干，再對剩余的水進(jìn)行處理。將表面混凝土（這部分混凝土中的水泥漿會逸散到水中）松散部分清除運到孔外，再繼續(xù)下一道工序。3.人工挖孔樁施工應(yīng)注意安全事項現(xiàn)場管理人員應(yīng)向施工人員仔細(xì)交待挖孔樁處的地質(zhì)情況和地下水情況，提出可能出現(xiàn)的問題和應(yīng)急處理措施。要有充分的思想準(zhǔn)備和備有充足的應(yīng)急措施所用的材料、機械。要制定安全措施，并要經(jīng)常檢查和落實?？紫伦鳂I(yè)不得超過2人，作業(yè)時應(yīng)戴安全帽、穿雨衣、雨褲及長筒雨靴?？紫伦鳂I(yè)人員和孔上人員要有聯(lián)絡(luò)信號。地面孔周圍不得擺放鐵錘、鋤頭、石頭和鐵棒等墜落傷人的物品。每工作1h，井下人員和地面人員進(jìn)行交換。井下人員應(yīng)注意觀察孔壁變化情況。如發(fā)現(xiàn)塌落或護壁裂紋現(xiàn)象應(yīng)及時采取支撐措施。如有險情，應(yīng)及時以出聯(lián)絡(luò)信號，以便迅速撤離。并盡快采取有效措施排除險情。地面人員應(yīng)注意孔下以出的聯(lián)絡(luò)信號，反應(yīng)靈敏快捷。經(jīng)常檢查支架、滑輪、繩索是否牢固。下吊時要掛牢，提上來的土石要倒干凈，卸在孔口2m以外。施工中抽水、照明、通風(fēng)等所配電氣設(shè)備應(yīng)一機一閘一漏電保護器，供電線路要用三蕊橡皮線，電線要架空，不得拖拽在地上。并經(jīng)常檢查電線和漏電保護器是否完好，孔內(nèi)要設(shè)置軟爬梯。從孔中抽水時排水口應(yīng)距孔口5m以上，并保證施工現(xiàn)場排水暢通。當(dāng)天挖孔，當(dāng)天澆注護壁。人離開施工現(xiàn)場，要把孔口蓋好，要設(shè)立明顯警戒標(biāo)志。由于土層中可能有腐殖質(zhì)物或鄰域腐殖質(zhì)物產(chǎn)生的氣體逸散到孔中，因此，要預(yù)防孔內(nèi)有害氣體的侵害。施工人員和檢查人員下孔前10min把孔蓋打開，如有異常氣味應(yīng)及時報告有關(guān)部門，排除有害氣體后方可作業(yè)。挖孔610m深，每天至少向孔內(nèi)通風(fēng)1次，超過10m每天至少通風(fēng)2次，孔下作業(yè)人員如果感到呼吸不暢也要及時通風(fēng)。4.結(jié)語人工挖孔樁以其操作靈活，場地要求較低，成孔尺寸形狀不受