陈 琦
成都桥路大修段(成都铁路工程总承包有限责任公司),四川省成都市
摘要:近年来,我国建筑工程规模越来越大,为了保证其施工质量,需要做好人工挖孔桩施工技术。人工挖孔桩的基础工艺流程包括桩体定位与测量控制、土方挖掘、护壁安全施工、钢筋笼体沉放和桩芯的混凝土浇筑等。根据具体的施工方案和各个施工工艺环节的重要性权重,制定与之匹配的施工工艺质量控制措施,可确保桩体整体上施工质量符合标准。
关键词:建筑工程;人工;挖孔桩;施工技术
引言
与传统的打桩方式不同,人工挖桩是先采用人工方式挖孔,在孔内放置钢筋笼,最后浇筑混凝土成型。根据建筑高度和承载力的不同要求,孔桩的深度与直径可调整,与传统打桩方式相比,人工挖孔桩的施工难度低,桩体强度大,对高层建筑本体的承载能力更强,在施工过程中人工挖孔桩优势具体表现有:第一,人工挖桩的布桩容易、污染小。人工挖桩可以做到一柱一桩,单桩的载荷能力大,且施工无需特大型设备的进驻,噪音低、污染小,对周围环境更加友好;第二,挖桩时就可以掌握楼基的地质情况,以便及时地采取应对措施予以解决,而且在混凝土浇筑过程中采用边浇边振的施工方式,施工质量更有保障;第三,人工挖桩的总体造价成本不高,且桩体的设计灵活可变,不会造成过多的材料成本浪费。
1.人工挖孔桩概述
人工挖孔桩在建筑工程中既具有重要性也具有基础性,它不仅对施工环境提出了较低要求,而且表现出施工效率高、适应性强、便于观察地质变化状况等优良特性。构建人工挖孔桩之前,首先要清理场地并确定桩基的位置,然后再将施工设备运抵工作现场。完整的施工过程包括人工挖孔、清理孔壁、角度调校、混凝土浇筑等施工环节;施工完毕不仅要及时进行质量验收,还应当将钢筋笼捆扎结实并清除积水[1]。
2.人工挖孔桩的基础施工工艺
(1)人工挖孔桩之前按照工程测量的基本要求先要定位孔桩的位置,测量桩身的垂直度、深度及桩体的直径。桩位定位时必须严格按照图纸的要求和实际地形、地势施工,并利用水平仪、经纬仪等精确确定孔位的中心点。垂直度测量采用边挖边测的方式,以便及时纠正挖桩过程中出现的偏差。孔桩位置定位不准,会影响到后续环节的施工精度和整体的施工质量。挖土方环节以地质勘察报告为基准,明确透水层和砂层的位置,并制定出合理的排水及加固方案,同时测量垂直度相关指标数据,严格按照技术要求和技术标准施工。土方挖掘施工过程中应合理确定间歇时间,以防止水分的过度流失引起土层坍塌,给挖掘工作带来风险。此外,在北方寒冷地区要根据气温的情况确定工期,严禁在气温过低的条件下施工,要保证施工人员的人身安全。(2)根据施工土层的不同确定孔壁支护的具体方法,在某些软土基或土层分布较为复杂的条件下,孔壁支护能够避免人工挖孔出现坍塌,可有效确保施工安全。目前,孔壁支护的方法有砌砖支护和工具支护两种,其中砌砖支护适用于土质条件较好的场景,成本较低;而在土质条件较差的场景下,只能采用工具式钢膜加固的方式[2]。护壁是防止挖孔坍塌、减少渗水的有效措施,只有严格按照施工标准和土质条件施工,才能确保人工挖孔桩施工活动的安全性。(3)钢筋笼的制作标准、钢筋直径、型号等要严格按照设计图纸去采购和制作,同时必须保证足够的焊接强度。放置钢筋笼时要按照设计要求,保持钢筋笼的中轴线人工挖孔的中轴线趋于一致,不能超过合理的误差。根据钢筋笼的大小和质量选择合适吨位的吊车放置,借助钢筋笼的自重保持钢筋笼垂直放入,并使用校准设备辅助调整钢筋笼的角度,尽量减小操作误差。(4)浇筑混凝土是人工挖桩工艺的重要环节,须严格执行工艺标准。首先,水泥标号的选择、各种添加剂的比例和混凝土的强度等要求,不能低于设计标准;其次,在浇筑混凝土之前在校准钢筋笼的位置和垂直度,避免在浇筑的初始阶段出现钢筋笼不垂直或不同轴的情况。在混凝土浇筑的过程中要不定时监控钢筋笼的位置偏差情况、混凝土下料使用串筒或料斗。再次,要根据混凝土浇筑技术标准和历史经验数据的指导,保证适合的浇筑压力,利用混凝土的下沉力确保混凝土的浇筑密度达标。
(5)在施工过程中还要确保操作人员、辅助人员和其他现场人员的人身安全,避免出现高空坠物、卡扣松动、脱落等安全事故的产生。
3.人工挖孔桩施工常见问题及预防处理对策
3.1塌孔
塌孔与存在地下水、支护不及时、桩孔附近的土质不够硬实等因素密切相关,针对该问题应采取以下两种预防处理对策。一是以地质勘测报告为依据来掌握地下的水量与水位,并编制切实可行的降低水位方案。二是在土质松软或土质均匀性较差的状况下,若通过迂水无法保证土壤的粘聚力,应根据土层厚度采取适宜的措施,比如,每下挖300~500 mm时便支护一次;或者准备一个稍小于护壁内径且长为 1~2 m 的钢护筒,在小型千斤顶的作用下将其向土中压入,当护壁成型后再根据实际情况将其保留或吊出。
3.2护壁裂缝
通过分析护壁裂缝的走势与形状,可知导致护壁裂缝出现的因素主要有如下三个,一是缺少竖向钢筋且护壁自重过大;二是由于地下水位下降明显,致使负摩擦力存在于护壁外;三是开挖时产生了井涌现象,或者土质因含水率较高而出现流动,进而迫使护壁受到挤压。为了防止出现护壁裂缝,不仅要保证环向钢筋的配置符合设计要求,还需要注意避免过早拆模,必要时应将钢套筒作为护壁的替代物。另外,即便护壁裂缝不会对安全施工造成任何影响,也要对施工过程进行密切观察,一旦出现异常问题必须立即停工处理[3]。
4.人工挖孔桩工艺的质量控制的具体措施
第一,在测量控制环节,对原始的勘察报告和相关资料进行分析、检查和确认,确保无误后方可使用,并基于勘察报告制定切实可行的勘察计划和桩位定位方案。桩基勘察和桩基测量的重点控制点包括:勘察施工地点的水文地质情况;勘察场地内各层岩土的类型和分布特征;地质条件对孔桩的位置、打孔深度、打孔直径产生的影响。此外,通过地质勘察,还要掌握打孔地点地下水层的分布情况,地下水层的特殊分布会加剧不良地质条件的不利影响,进而导致挖孔桩过程中出现滑坡、崩塌或沉桩等情况的发生。第二,土方挖掘环节应重点确定桩中心的位置,确保成孔质量,并重点控制土层挖掘的顺序和土方挖掘的尺寸。挖掘过程中依据桩净距离确定最优挖掘顺序,并保证施工的连续性。在挖掘过程中为了保证成孔的质量,避免出现成孔塌方,可选择加装护壁模板或灌注护壁混凝土的方式加固挖孔的强度。如果选用护壁,需要确定护壁与挖孔的距离、直径等因素是否合适,并预留出足够的护壁厚度,以确保质量达标;如果采用混凝土灌注的方式,需要重点控制振捣质量和拆模的时间,避免影响到后续的笼体陈放和笼体浇筑。第三,钢筋笼制作过程中需要严格控制钢筋笼的外径尺寸和总体长度,外径超过误差会影响到钢筋笼的陈放。钢筋笼的质量受钢筋原料和绑扎质量等因素的影响,因此施工中必须严格监控钢筋原料质量和施工过程。此外,在钢筋笼的制作、运输及安装中还要避免出现笼体的变形,如果笼体出现变形应及时调整和修复,否则在笼体陈放时垂直度会产生变化,影响最终的施工质量。
5.结束语
综上所述,人工挖孔桩具有便捷、高效、受施工环境影响较小等优势。若桩基具有特殊性或地质条件较为复杂,这种状况下宜选用人工挖孔桩。对于施工人员来说,熟练掌握成孔、护壁、钢筋笼制作与安装、桩身混凝土浇筑等施工技术,并针对塌孔和护壁裂缝采取有效的预防处理对策,才能确保人工挖孔桩的施工质量,从而更好地推动建筑行业的健康发展。
参考文献
[1]王勇 . 建筑工程中人工挖孔桩施工技术浅析[J]. 江西建材,2020(07):147-148.
[2]高强 . 关于人工挖孔桩技术在建筑施工中的应用[J]. 智能城市,2019,5(21):172-173.
[3]张学慧 . 建筑施工中人工挖孔桩施工技术研究[J]. 居舍,2019(18):48.