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北京地鐵四號(hào)線01標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部2006年12月9日 人工挖孔樁施工 一 人工挖孔樁概況和所涉及的主要規(guī)范二 人工挖孔樁的主要施工工藝三 人工挖孔樁的質(zhì)量保證措施及常見質(zhì)量問題解決辦法四 人工挖孔樁安全保證措施和常見安全問題應(yīng)對(duì)措施五 人工挖孔樁在01標(biāo)明挖區(qū)間的應(yīng)用 主要內(nèi)容 1 發(fā)展概況人工挖孔樁應(yīng)用歷史悠久 最早于1893年在美國(guó)芝加哥問世 我國(guó)鐵路部門約在二十世紀(jì)五十年代就用人工挖孔樁作為治理滑坡的抗滑樁 80年代初開始在我國(guó)各地各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用 2 適用范圍挖孔灌筑樁適用于樁直徑800mm以上 無地下水或地下水較少的粘土 粉質(zhì)粘土 含少量的砂 砂卵石的粘土層采用 特別適于黃土層使用 深度一般可達(dá)20m左右 可用于高層建筑 公用建筑 水工結(jié)構(gòu) 抗滑 擋土 錨拉樁之用 對(duì)有流砂 地下水位較高 涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥 淤泥質(zhì)土層 不宜采用 3 主要優(yōu)點(diǎn)最大的優(yōu)點(diǎn)在于需要的作業(yè)面小 對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng) 對(duì)環(huán)境污染小 造價(jià)較低 正常施工條件下質(zhì)量容易保證 4 主要缺點(diǎn)樁孔內(nèi)空間小 勞動(dòng)條件差 施工文明程度底 易發(fā)生安全事故 正因?yàn)檫@些缺點(diǎn) 人工挖孔樁的使用受到嚴(yán)格的限制 所以人工挖孔樁主要面臨的是安全問題而不是技術(shù)問題 所以下面也把安全作為重點(diǎn)來介紹 一 概況和涉及的主要規(guī)范 由于地鐵施工的特殊性 許多時(shí)候不得不采用人工挖孔樁施工 四號(hào)線很多標(biāo)段都有不同數(shù)量的人工挖孔樁 目前人工挖孔樁樁并無專門的技術(shù)規(guī)程和規(guī)范 在 北京市建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn) 2 09規(guī)定人工挖孔樁的施工企業(yè)必須有總承包一級(jí)以上資質(zhì)或地基基礎(chǔ)工程專業(yè)承包一級(jí)資質(zhì) 而且施工方案必須經(jīng)企業(yè)負(fù)責(zé)人 技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字審批 為了確保安全我們還組織了專家論證 另外在 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 樁基工程手冊(cè) 中也有關(guān)于人工挖孔樁的內(nèi)容 一 概況和涉及的主要規(guī)范 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 樁基工程手冊(cè)和北京市建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn) 放線定樁位及高程 開挖第一節(jié)樁孔土方 支護(hù)壁模板放附加鋼筋 澆筑第一節(jié)護(hù)壁砼 檢查樁位 中心 軸線 架設(shè)垂直運(yùn)輸架 安裝轆轤 安裝吊桶 活動(dòng)蓋板 開挖吊運(yùn)第二節(jié)樁孔土方 修邊 先拆第一節(jié)模板 支第二節(jié)護(hù)壁模板 安裝附加鋼筋 澆筑第二節(jié)護(hù)壁砼 檢查樁位 中心 軸線 逐層往下循環(huán)作業(yè) 檢查驗(yàn)收 吊放鋼筋籠 定位 放砼溜筒 導(dǎo)管 澆筑樁身砼 二 主要施工工藝 1 樁身混凝土質(zhì)量問題主要表現(xiàn)為混凝土離析 混凝土強(qiáng)度低 有縮頸 空洞 夾土等現(xiàn)象 產(chǎn)生原因 灌注混凝土?xí)r 不用串筒 或者串筒口到混凝土面的距離過大 2m 有時(shí)在孔口將混凝土直接倒入孔內(nèi) 造成砂漿和骨料離析 在樁孔內(nèi)有水時(shí) 未能按要求抽干水就開始灌注混凝土 灌注混凝土?xí)r對(duì)護(hù)壁的漏水未能堵住 致使混凝土面積水較多 有時(shí)未能將這些積水清除 照樣往下灌混凝土 灌注某一孔樁身混凝土?xí)r以及樁身混凝土初凝前 附近的樁孔挖孔工作未予停止 采取的主要措施是開挖采用跳挖 澆注混凝土?xí)r增設(shè)溜槽或串桶 如有積水及時(shí)抽干 2 樁端持力層問題主要表現(xiàn)為樁端夾泥 樁端持力層未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的巖 土 層 樁端下有軟弱下臥層 產(chǎn)生原因 澆注樁身混凝土前 對(duì)樁孔底沉渣未能徹底清除 對(duì)樁端持力層的巖 土 性質(zhì)判斷有誤 發(fā)生流砂涌泥等現(xiàn)象 使挖孔作業(yè)無法進(jìn)行到底 草草收?qǐng)?采取主要措施是加強(qiáng)孔底的檢查 清除虛土 必要時(shí)用水泥砂漿或混凝土封底 二 常見質(zhì)量問題和解決辦法 3 垂直偏差過大由于開挖過程未按要求每節(jié)核驗(yàn)垂直度 致使挖完以后垂直度超過規(guī)范要求 每挖完一節(jié) 必須根據(jù)樁孔口上的軸線吊直 修邊 使孔壁圓弧保持上下順直 4 孔壁坍塌因樁位土質(zhì)不好 或地下水滲出而使孔壁坍塌 開挖前要掌握現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況 錯(cuò)開樁位開挖 縮短每節(jié)高度 隨時(shí)觀察土體松動(dòng)情況 必要時(shí)可在坍孔處用砌磚 鋼板樁 木板樁封堵 操作過程要緊湊 不留間隔空隙 避免坍孔 5 孔底出現(xiàn)積水當(dāng)?shù)叵滤疂B出較快或雨水流入 抽排水不及時(shí) 就會(huì)出現(xiàn)積水 開挖過程中孔底要挖集水井坑 及時(shí)下泵抽水 如有少量積水 澆筑混凝土?xí)r可在首盤采用半干硬性的混凝土料 6 鋼筋籠扭曲變形鋼筋籠加工制作時(shí)點(diǎn)焊不牢 未采取支撐鋼筋 運(yùn)輸 吊放時(shí)產(chǎn)生變形 扭曲 鋼筋籠要在專用平臺(tái)上加工 主筋與箍筋點(diǎn)焊牢固 支撐加固措施要可靠 吊運(yùn)要豎直 使其平穩(wěn)地放人樁孔中 保持骨架完好 二 常見質(zhì)量問題和解決辦法 2 1地面或高空墜物樁孔第一節(jié)護(hù)壁高出地面15 20cm 防止雜物滾落孔內(nèi)傷人 防止地表水流入 孔下有人作業(yè)時(shí) 孔口有人監(jiān)視防護(hù) 孔口配合人員應(yīng)集中精力 密切監(jiān)視孔內(nèi)情況 積極配合孔內(nèi)人員進(jìn)行工作 在孔內(nèi)上下傳送工具物品時(shí) 嚴(yán)禁拋擲 及時(shí)清理場(chǎng)內(nèi)的土石方 孔口1 0m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆物 人員上下要系安全帶 孔內(nèi)作業(yè)人員戴安全帽 四 常見安全問題和預(yù)防措施 高出地面15cm 2 2地面人員失足跌入樁孔為防止地面人員和物體落入樁孔內(nèi) 孔口四周必須設(shè)置臨時(shí)護(hù)欄 一般0 8m高 停止施工時(shí)蓋好孔口 防止人員墜落 孔口監(jiān)視人員不得擅自離崗 離崗前要做好交接工作 四 常見安全問題和預(yù)防措施 用鋼筋焊制的可移動(dòng)護(hù)欄 用鋼筋焊制的孔口篦子 2 3觸電施工場(chǎng)地內(nèi)一切電源 電器的安裝和拆除 必須由持證電工操作 所有電器設(shè)備嚴(yán)格接地 接零和使用漏電保護(hù)裝置 電器安裝后必須經(jīng)驗(yàn)收合格方可使用 照明電源采用12V安全電壓 燈具開關(guān)和樁孔內(nèi)的電源線采用防水 防潮產(chǎn)品 水泵用防水的尼龍索作為受力繩具 嚴(yán)禁用電纜吊放水泵 2 4起重工具失靈不得用人工拉繩子運(yùn)送人員或腳踩護(hù)壁凸緣上下樁孔 支架應(yīng)穩(wěn)定牢固 使用前必須檢驗(yàn)其安全起吊能力 樁孔內(nèi)必須放置軟爬梯或設(shè)置尼龍繩 并隨挖孔深度增加放長(zhǎng)至工作面 作為救急備用 四 常見安全問題和預(yù)防措施 軟梯 2 5樁孔內(nèi)涌水 涌砂每天開工前 應(yīng)將樁孔內(nèi)的積水抽干 在樁孔開挖過程中 出現(xiàn)局部涌水時(shí) 用鋼護(hù)筒作護(hù)壁 并減短護(hù)壁高度 采取短開挖 緊護(hù)壁的方法施工 孔內(nèi)抽水時(shí) 密切注意樁孔四周地表變化 預(yù)防下陷和坍塌 2 6樁孔內(nèi)出現(xiàn)有毒氣體致使人員窒息當(dāng)樁孔開挖深度超過5m時(shí) 每天開工前應(yīng)進(jìn)行對(duì)孔內(nèi)有毒氣體的檢測(cè) 并用鼓風(fēng)機(jī)向孔內(nèi)送新鮮空氣5分鐘 使孔內(nèi)混濁空氣排出 才準(zhǔn)下人 2 7人工挖孔樁過砂層及遇上層滯水時(shí)的施工措施針對(duì)人工挖孔樁特點(diǎn) 遇砂層可以采取促使護(hù)壁混凝土速凝的辦法 即在護(hù)壁混凝土拌和時(shí)摻加適量速凝劑 速凝劑的摻量根據(jù)實(shí)際采用的品種 型號(hào)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室確定 四 常見安全問題和預(yù)防措施 1 采用人工挖孔樁的原因出入段線明挖框架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 800鉆孔灌注樁加鋼支撐的支方式 原方案采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)干成孔后灌注混凝土的成樁工藝 但施工至嘉園路附近后因受以下因素影響 穿嘉園路部分以及嘉園路西側(cè)廢水溝附近的圍護(hù)樁無法采用該種工藝施工 1 地面設(shè)施影響嘉園路東側(cè)有一塊廣告牌 廣告牌長(zhǎng)度約10m 南北向 另外在路東側(cè)和路以西廢水溝附近各有南北向一條高壓線 受其影響 該區(qū)域內(nèi)的圍護(hù)樁無法采用機(jī)械施工 為確保施工安全 擬采用人工挖孔的工藝成孔 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 地面交通影響嘉園路主路寬度約14m 若采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工 施工時(shí)施工機(jī)械將占據(jù)很大的路面寬度 導(dǎo)致路面無法通行 而人工挖孔施工占用的施工面積較小 并且可以通過增加施工人員大大縮短占路時(shí)間 減小施工對(duì)交通的影響 3 地下管線的影響根據(jù) 中國(guó)冶堪總局第一地質(zhì)勘察院 出具的物探報(bào)告 并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量 明挖隧道南側(cè)區(qū)間地下管線主要存在于嘉園路下 分為6種管線形式 給水 雨水 污水 煤氣 電力 電信管線均為正在使用的 其中 煤氣管線從城南嘉園引出 電力管線供兩側(cè)路燈使用 電信管線由三條電纜 兩條光纜組成 在施工圍擋范圍內(nèi) 共有四個(gè)井蓋 分別為給水 電信 雨水 污水井蓋 詳見下圖 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 電信 電力 煤氣 給水 施工過程中做好對(duì)施工區(qū)域及周圍的地下管線的保護(hù)成為安全施工的重中之重 若采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔以及其它的成孔方式很難確保地下管線的安全 同時(shí)對(duì)施工安全也存在著較大隱患 采用人工挖孔時(shí)遇到管線可以采取適當(dāng)挪動(dòng)樁位的方法保護(hù)地下管線 有效的滿足了對(duì)地下管線保護(hù)和安全施工的要求 考慮到上述實(shí)際情況的限制 聯(lián)系勘察報(bào)告描述并結(jié)合嘉圓路東西兩側(cè)機(jī)械成樁所掌握的地層情況 在成孔深度內(nèi)無地下水影響 可以采用人工挖孔樁施工 故將該部分機(jī)械鉆孔灌注樁施工改為人工挖孔樁施工 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 人工挖孔樁施工2 1工人經(jīng)培訓(xùn)持證上崗 并將上崗證掛在孔口 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 依據(jù)經(jīng)過專家論證的人工挖孔樁方案對(duì)操作工人進(jìn)行培訓(xùn)做到持證上崗 上崗證懸掛于洞口 2 2采用隔樁跳挖的辦法以避免混凝土灌注對(duì)臨近樁的影響 十字交叉法來控制樁位 經(jīng)常測(cè)量孔徑保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 跳樁開挖 測(cè)量孔徑 2 3護(hù)壁的配合比和配筋情況人工挖孔深度范圍內(nèi)卵石層較厚 考慮到卵石層特點(diǎn)是較為松散 自立性差 為加強(qiáng)護(hù)壁安全性 在護(hù)壁中增加8根 8主筋 6 200圓形箍筋 主筋握成彎鉤上下鉤結(jié)形成整體 詳見護(hù)壁配筋圖 護(hù)壁形式采用外齒式護(hù)壁 作為施工用的襯體 以增加抗塌孔能力 混凝土采用C25現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 混凝土原材料計(jì)量 2 4 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 4設(shè)置操作平臺(tái) 用來臨時(shí)放置混凝土拌和料和灌注護(hù)壁混凝土 護(hù)壁混凝土振搗密實(shí) 上下節(jié)護(hù)壁間搭接50mm 2 5拆模時(shí)間按 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 6 5 7 5條規(guī)定 24小時(shí)后可以拆模 2 6由于受高壓線等的影響 鋼筋籠分節(jié)吊放 在孔口連接 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 7為保證樁頭混凝土密實(shí)度 加強(qiáng)樁頭混凝土的振搗 目前明挖區(qū)間一期34根人工挖孔樁全部完成 通過施工 我們可以看出人工挖孔樁并不象我們想象的那樣復(fù)雜 只要嚴(yán)格按規(guī)范和方案施工 尤其是嚴(yán)格按剛剛頒布的 建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全資料管理規(guī)程 表AQ C6 4的要求施工 人工挖孔樁還是安全的