人工挖孔灌注樁(Manual Bored Pile),是指依靠人工在地基中挖出樁孔,然后與鉆孔樁一樣灌注混凝土成樁;是樁基礎(chǔ)施工方法的其中一種,具有占用場地少、成本較低、工藝簡單特點。
人工挖孔灌注樁施工包括測量放線定位、人工開挖成孔、鋼筋籠下放-澆注砼等流程。施工前要準備好設(shè)備、人員、材料,制定好相應的成孔措施及護壁方案。施工完,根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2003)的要求,工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測。如果存在突發(fā)事件,要立即組織搶險救援;出現(xiàn)塌方事故后,所有人員都要冷靜對待,保護現(xiàn)場,全面開展救援工作。
人工挖孔灌注樁施工是現(xiàn)代建筑工程中必不可少的施工環(huán)節(jié),其具有施工簡單和便于質(zhì)量控制的優(yōu)點,也正因為如此其在現(xiàn)代的建筑工程中被廣泛的應用。
名目解析
樁基礎(chǔ)通常作為荷載較大的建筑物重要的基礎(chǔ)形式,其具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降小面均勻、先適應性強等特點。樁基礎(chǔ)按施工方法可分為預制樁、灌注樁。灌注樁又可分為沉管灌注樁、灌注樁、挖孔灌注樁三類。依靠人工(用部分機械配合)在地基中挖出樁孔,然后與鉆(沖)孔樁一樣灌注混凝土成樁稱為人工挖孔灌注樁(Manual Bored Pile)。
發(fā)展概況
1983年,美國首次提出人工挖孔樁的概念及設(shè)計計算理論,由于當時紐約、芝加哥等城市的迅猛發(fā)展,使土地緊缺,因此對建筑物層數(shù)的要求日益增加。但城市地基土多數(shù)為軟土層或強度較低的黏土層,無法滿足高層建筑對沉降的要求。于是,人工挖孔樁通過借鑒古代掘井技術(shù),最終獲得了成功,并解決了當時城市發(fā)展帶來的難題。
中國人工挖孔樁的發(fā)展始于1950年左右,廣泛應用于橋梁基礎(chǔ)、高層建筑及其他大型建筑物。自從改革開放以來,隨著中國經(jīng)濟的騰飛,基礎(chǔ)設(shè)施大量建設(shè),橋梁、道路也逐漸增多。實踐經(jīng)驗的不斷積累,使挖孔樁的設(shè)計理論也不斷完善,國內(nèi)諸多專家對于不同土質(zhì)及外部環(huán)境相關(guān)的樁基設(shè)計形成了一套完整的體系,使挖孔樁的發(fā)展迎來難得的機遇,并普遍應用于一些凍土、濕陷性黃土等特殊地基中。在中國人工挖孔樁雖然起步晚于其他部分發(fā)達國家,但發(fā)展勢頭快,其在中國應用也后來居上。
工藝原理
人工挖孔灌注樁的工藝要求為在測量定位后開挖,工人下到樁孔中去,在井壁護圍的保護下,直接進行開挖。待挖到設(shè)計標高,樁底擴孔后,對基底進行驗收。驗收合格后下放鋼筋籠,澆筑混凝土成樁。其施工流程為:測量放線定位-人工開挖成孔-護壁-人工繼續(xù)開挖成孔-鋼筋籠下放-澆注砼。
測量放線
在進行人工挖孔灌注樁施工時,首先應該對孔樁進行放線定位,在放線之前應該對孔樁附近進行清理,從而確保放線的精確。
人工開挖成孔
在測量放樣的基礎(chǔ)上進行開挖,孔徑要求比設(shè)計樁徑大150~200mm(不包括護壁厚度),開挖分層進行,每層開挖厚度控制在1.0m,第一層要求位置準確,開挖可用鏟鎬進行,部分比較應的硬的土層采用空壓機帶動的風鎬鑿除。挖出的土直接送出孔外,采用小型水泵,及時將孔內(nèi)的積水排山。在做護壁前對樁位重新進行復核,以保證平面位置的準確。
護壁
為防止塌孔,每一層土方開挖后應進行護壁。樁孔不深,土質(zhì)粘性較好、不易塌的可采用竹片環(huán)形繃護,護壁容易、成本低;但為確保安全,一般采用鋼筋砼護壁,安全可靠但成本高。本工程部分樁基主要是巖石構(gòu)造的樁基不需要護壁,另一部分樁基其土層部分較厚,采用鋼筋砼護壁。具體步驟為:
鋼筋籠制作和安裝
在進行人工挖孔灌注樁施工時,鋼筋籠制作和安裝是該施工過程中重要的環(huán)節(jié)之一,因此在進行鋼筋籠制作和安裝時,必須嚴格按照相關(guān)規(guī)定和設(shè)計圖紙進行制作安裝,并且在制作完成過后還應該對其進行相應的檢測,質(zhì)量合格過后才能投入使用,安裝時應注意保護層墊塊的設(shè)置和控制,確保保護層厚度。
混凝土澆筑施工
在人工挖孔灌注樁施工中,混凝土澆筑施工可以說是最重要的環(huán)節(jié),其質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了灌注樁的質(zhì)量,甚至影響到整個建筑工程的質(zhì)量,因此科學合理的進行混凝土澆筑施工就顯得尤為重要。在進行混凝土澆筑施工時,首先必須確保混凝土的質(zhì)量,然后才能進行后續(xù)施工。
準備工作
設(shè)備、人員、材料進場后要詳細研究樁位處的地質(zhì)情況,確定每個樁不同地質(zhì)層的厚度、性質(zhì),再制定相應的成孔措施及護壁方案。
相關(guān)分類
樁的分類
按施工方式分類
?按施工方法的不同可分為預制樁和灌注樁兩大類。
按樁身材料分類
按樁的承載性狀分類
按成樁方法分類
工藝分類
人工挖孔樁施工時,采用人工在井下作業(yè),因此,必須采取有效的措施確保孔壁的穩(wěn)定,常用的護壁措施有現(xiàn)澆混凝土護圈、鋼套管和沉井三種。
施工特點
施工優(yōu)點
施工簡易
人工挖孔灌注樁的特點是不受施工設(shè)備限制,施工簡單,作業(yè)時無振動,噪聲小,更適于受施工場地限制,鉆機不易到位的工程,并對鄰近建筑物基礎(chǔ)有保護作用。
多孔作業(yè)
人工挖孔能避免由機械成孔時產(chǎn)生的振動需跳躍式施工的弊端,可多孔同時作業(yè),可大大提高成孔速度;孔形易于檢查,孔底虛土易于清除干凈,還可視土層隨意改變孔深,并可任意擴大孔底。
質(zhì)量可靠
可以直接檢驗孔壁和孔底土質(zhì),樁質(zhì)量可靠,單樁承載能力高。
造價低廉
勞動力便宜,造價低廉;適用于無地下水或少量地下水,且較密實的土層或風化巖層,樁的直徑(或邊長)不宜小于1.4m,孔深一般不宜超過20m。
施工缺點
安全問題
人工挖孔樁施工存在各種安全事故,很多只能從管理上控制,不能從本質(zhì)上得到控制。
操作環(huán)境問題
由于人工挖孔樁多是在狹窄、昏暗潮濕、通風條件差的地下空間作業(yè),整天與泥水打交道,施工作業(yè)環(huán)境較為復雜。
質(zhì)量問題
建筑市場對成孔作業(yè)人員的需求逐步提升,而培養(yǎng)成熟的成孔作業(yè)人員周期長,成本高,導致市場上成孔作業(yè)人員的技能水平、現(xiàn)場的施工管理及對施工標準的把控無法滿足工程要求。
檢測要求
根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2003)的要求,工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測。
防護措施
參考資料:
應急措施
按照工程的施工需要進行技術(shù)交底,嚴格執(zhí)行設(shè)計方案;施工人員、材料、設(shè)備等要準備充足,如果存在突發(fā)事件,立即組織搶險救援;出現(xiàn)塌方事故后,所有人員都要冷靜對待,保護現(xiàn)場,并且及時告知生產(chǎn)經(jīng)理,全面開展救援工作;及時將井下受傷人員轉(zhuǎn)移到地面,然后簡單進行醫(yī)療包扎處理,并且組織車輛運輸?shù)结t(yī)院進一步救治;及時疏散工作人員,對于塌方部分要采取措施進行搶救處理,如果沒有合適的方法,必要時應填砂處理。
注意安全
參考資料:
社會評價
人工挖孔灌注樁施工采用挖孔施工有利于保證工期和質(zhì)量,節(jié)約成本。(文獻作者熊海珍 評)
人工挖孔灌注樁施工是現(xiàn)代建筑工程中必不可少的施工環(huán)節(jié),其具有施工簡單和便于質(zhì)量控制的優(yōu)點,也正因為如此其在現(xiàn)代的建筑工程中被廣泛的應用。(文獻作者王波 評)
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