人工挖孔灌注桩的质量通病及防治.docx

人工挖孔灌注桩的质量通病及防治摘要：通过各种条件下人工挖孔混凝土灌注桩施工中出现的问题，提出防治措施。0 前言桩基础是公路桥梁和其它建筑物重要的基础形式之一，桩是埋入土中的柱状体，它与承台一起组成桩基础，一个承台下可以是单桩也可是多桩。桩即承受竖向荷载，也承受水平荷载，它将上部结构荷载传递到地下深层，从而支撑上部结构的各个方向的所有受力。实践证明，它是一种极为有效、安全可靠的基础形式。桩基础按成桩方法可分为打入桩、灌注桩。灌注桩又可分为非挤土灌入桩、部分挤土灌入桩、挤土灌入桩三类，非挤土灌入桩按成孔方法可分为机械成孔与人工挖孔两种。本文主要介绍人工挖孔灌注桩在施工中出现的质量问题与防治措施。1 人工挖孔桩的优越性由于人工挖孔灌注桩具有设备简单，劳动力便宜，造价低廉；人工挖孔能避免由机械成孔时产生的振动需跳跃式施工的弊端，故可多孔同时作业，可大大提高成孔速度；同排桩可同时施工，为下道工序施工提供便利；无振动、无噪声，有利环保；适于埸地狭窄，钻机不易到位的工程；孔形易于检查，孔底虚土易于清除干净，还可视土质随意改变孔深，并可任意扩大孔底，能保证成孔质量，提高单桩承载力；人工成孔灌注桩上部混凝土可采用振捣方法，能提高混凝土的密实性和强度，有效避免因浇注桩顶混凝土落差小，易造成桩上部缩径、混凝土强度低等弊端。由于人工挖孔有以上优越性，在具备人工挖孔条件的施工现场，人工挖孔较为普遍。人工挖孔灌注桩宜在无地下水层，或有水，但能用一台水泵就能抽干的情况下采用此种成孔方法，或在不便使用机械成孔时采用。近几年，一些施工单位在较好的地层情况下采用人工挖孔；或浅层采用人工挖孔，深层采用机械成孔；在处理断桩时采用人工挖孔也是一种好的方法。有时由于施工原因造成断桩，不采用原桩位成桩属工程事故，经技术方案和经济比较，采用人工成孔方法进行接桩是一个有效途径。2 人工挖孔易出现的问题由于各种原因，人工挖孔灌注桩存在许多通病，应引起各方应有重视。现就以下几方面谈谈我们的粗浅看法。护壁混凝土强度直接影响着桩基础的承载能力一般施工单位认为护壁的作用仅仅是保护孔壁不坍，对护壁混凝土不做严格的配比设计，而且在施工中又不做严格的振捣造成护壁混凝土强度极低。从作用力角度考虑，对摩擦桩来说，上部荷载的传递是通过护壁砼来传递到地基上的，虽然护壁混凝土在计算桩径范围外，但是桩的所有荷载都是通过护壁混凝土来传递的。这样如果遇强度较大的土层，如砂砾石层、岩层等将造成两硬夹一软的情况，嵌岩桩或摩擦桩基础受到横向推力产生弯矩时，极易将低强度混凝土的护壁混凝土挤碎，摩擦桩基础受到竖向力时，也有可能将护壁混凝土剪切成碎块。这就会由于护壁混疑土强度低而降低桩的承载力。护壁混凝土与周边土层的密贴程度直接影响灌注桩的承载能力因为桩的荷载是通过护壁混凝土传递到土层上的，所以护壁混凝工与周边土基的密贴程度护壁混凝土的荷载传递能力是必须考虑的。人工挖孔在遇到地下水渗流严重的土层，易造成护壁崩塌，或土体失稳塌方；挖孔时遇有流砂层或地下水压较大时，护壁底部土层易突然失去稳定，泥土随水急速涌出，产生井涌，使护壁与土体脱空，或形成不规则孔形。在护壁混凝土与周边土基之间造成空洞时，此时摩擦桩已经极大地降低了桩的摩阻系数，必然降低挖孔灌注桩的承载能力。护壁混凝土遭破坏影响桩身质量和侧阻力的发挥人工挖孔如遇地下水，需边挖边抽水，致使地下水下降，护壁易受到下沉土层产生的负摩阻力作用，使护壁产生拉力，可使护壁产生环向裂缝。如果护壁承受周边不均匀土压力的作用，可产生弯矩和剪力，护壁可能产生垂直裂缝。桩身混凝土浇注完成后，护壁和桩身混凝土形成一体，护壁是桩身的一部分，护壁裂缝和错位必将影响桩身质量和侧阻力的发挥。混凝土灌注桩本身质量是影响桩承载能力的又一重要因素机械成孔混凝土灌注桩采用导管浇注方法，混凝土通过管内与管外压差达到不离析，均匀密实的效果。在实际施工中，有的施工单位在浇注人工挖孔桩时往往不使用导管浇注混凝土，极易使浇注的混凝土产生离析，加之振捣不力，如采用的混凝土坍落度较小时，混凝土的密实性极差，必然降低桩身混凝土强度，影响桩基承载力。安全生产隐患丛生由于人工挖孔施工人员一般素质较低，安全生产意识淡簿，工作中怕麻烦，护壁施工不认真，护壁混凝土时做时不做，或只做上层的护壁，不做下层护壁，遇有砂层，或其它易坍塌土层孔壁极易坍塌产生涌砂，施工人员被埋入砂中不易抢救而死亡。还有的进孔前和施工中不注意往孔内输气，由于孔内缺氧，极易造成人员伤亡事故。3 防治措施为解决人工控孔混凝土灌注桩的施工质量问题和安全生产问题，应注意以下防范措施。人工挖孔开工之前，必须制定详细施工方案，报批后方可开工。方案批准后，首先做好桩基中心放样工作，在每个桩基周围沿桥纵向和横向确定四个护桩，护桩位置以便于施工中对桩基位置复核为原则确定。护桩用混凝土固定保护，并经监理工程师复核签认，以确保桩位正确。 做好孔口围护很重要。对陆上桩首先要平整场地，清除地面或坡面危石浮士；桩基在山地坡面时，如有裂缝或坍塌迹象者，需加设必要的保护，铲除松软土层并夯实，孔口四周挖排水沟，及时排除地表水，搭好孔口雨棚，以防雨水流入孔内；安装提升设备，布好出渣道路；合理堆放材料和机具，保证不增加孔壁压力，不影响施工为原则。对浅水桩必须先筑岛。筑岛前要先清除河床杂物，筑岛时自上游向下游填筑；筑岛尺寸视水位和现场地形而定，高度要高于施工水位，在岛的周围要堆放一圈装满河卵石的石袋做防护。在孔口周围用混凝土做一框架，高度要高出地面20cm30cm，防止土、石、杂物滚入孔内伤人；如孔口地层松软，须在孔口用混凝土护壁，高度不小于2m，以防孔口坍塌；如孔口地层有较大渗水量时，应用井点法降低地下水位；位于施工便道旁的桩基，应在孔口旁用木料或钢材做成护拦加以围护，并安设警示红灯。做好支撑与护壁非常重要，特別是桩孔较深、地质条件复杂或地下水较大时，孔内应采用混凝土护壁。护壁混凝土必须从孔位开始，按地质稳定程度决定一次浇注护壁高度，地质条件好的，每挖深1m，做一层护壁，下挖一层。地层条件差的砂层、粉砂土层、砂砾层时，宜采用每挖0.30.5m为一掘进护壁段，连续抽水，快速掘进、快速护壁，并随时观察地下水及土层的沉降情况，发现下沉要停止抽水并采取应急措施。地质情况较好的护壁厚1015cm，较差地层应采用20cm厚的钢筋混凝土护壁，一般纵筋采用4214，环筋采用48。每掘进一段后，先挷轧钢筋，再安装钢模板，根据桩中心校正模板，确保桩径尺寸和桩位正确。浇注混凝土时，从四周均匀浇入，并用钢筋捣实，每节护壁必须在当日施工完毕，拆模后发现有漏水或不规整的部位，要及时补强修正。如遇弱化石层可不做护壁。如遇处理断桩而需采用人工挖孔，且需挖孔很深时，护壁混凝土的厚度可适当增加。护壁形状有外齿式和内齿式两种见下图，上下节护壁的搭接为5075mm，外齿式的节间有一小台阶，可增加桩的侧阻力。护壁混凝土应采用与桩身混凝土相同强度配比。非稳定地层挖孔，可采用钢筒护壁，用超重、强力、高频振动冲击器，快速打入钢护筒突击挖孔。个別孔段可采用施喷注浆法，将不稳定层固结后再行掘进。挖孔是人工成孔的主要工序，应视土层性质及桩孔布置而定。土层紧密，地下水不大者，一个墩台基础下所有桩孔可同时开挖，便于缩短工期；渗水量较大的孔，应超前开挖，集中抽水，降抵周围孔的水位。土层松软、地下水较大的孔位，宜对角开挖，采用成梅花形开挖宜先挖中孔，避免孔间间隔层太簿造成坍塌。在挖孔掘进中如遇流砂层出现涌砂、坍塌时，可采用C15-C20砂浆或砂袋及时回填空虚地段，并加固护壁确保安全。在挖孔过程中，须经常检查桩孔尺寸和平面位置，孔位、孔深必须符合设计要求。控孔时如有水渗入，应设法排出，并及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡、流淌，造成坍孔。孔底达设计高程后，要清除孔底松土、沉渣、杂物；如地质复杂，应用钢钎探明以下地质情况，报经监理同意后才能浇注混凝土。人之挖孔桩须及时填写人工挖孔记录，在土层变化处取士样，判明土层土质，以便与地质剖面图核对。施工过程中加强监督，严格控制，避免偷工减料的事件发生，将各种质量事故和安全伤亡事故消灭在萌芽阶段。人工挖孔如遇软、硬岩石或孤石，须在孔内爆破施工。孔内爆破必须打眼放炮，严禁祼露药包。软岩石炮眼深度不宜超过0.8m，硬岩石炮眼深度不宜超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层断面方向确定，中间一组集中掏心，四周钭插挖边。用药量以松工为主，严格控制。头包眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免炸坏孔壁支撑引起坍孔。有水眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。孔内放炮后须迅速用高压风管或电动鼓风机从底吹风排烟，促进空气对流。当孔深大于12m时，每次放炮后立即测定孔内有毒气体浓度。无仪表检测时，可用政感性强的小动物吊入孔底验证，确认安全后人员方可下孔施工。起爆体、起爆管和炸药包的保管、加工，一定远离生活区，加工操作一定符合安全条件。雷管检测工作台台面要铺设防静电的软垫，每个工作台的雷管数量不宜过多。压扁、破损或锈蚀的雷管不能使用。炸药均需用电雷管引爆。每次爆破后，必须按规定认真检查爆区有无盲炮。如有盲炮发生或怀疑有盲炮时，立即报告并按安全规程处理。不能处理的盲炮，应在附近设立明显标志，并采取相应安全措施。确认为爆破网路引起的盲炮，可重新联线起爆；在盲炮孔附近投放裸药诱爆。在挖孔达到设计要求深度后，对孔位、孔形、孔径、孔深及地质情况进行认真检查，如发现地质情况与设计不符时，应及时报告，各方确认桩基础承载力符合设计要求时，才算终孔。在浇注混凝土之前，必须进行孔底处理，将放水浸泡的基底软层凿除。基底必须达到平整、无松渣、无污泥和沉淀等软层。当孔内水量较大时，采用水下混凝土灌注法。当孔内无地下水时，采用干性混凝土灌注法；为保证桩身混凝土质量，浇注时务必使用导管进行浇注，导管底部距孔底不大于2m，每灌注0.50.6m用振捣棒振捣密实；混凝土一定要连续浇注。施工中一定要抓好安全生产，经常检查挖孔护壁施工安全生产落实情况，人员下井前一定输气，保证孔中有足够的新鲜空气。要保证井下施工工作面有足够亮度，宜采用36V低压防水灯照明。对提取土碴吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，要经常检查，保持良好状态。要求施工人员时刻注意土层变化，发现不稳定土层，及时汇报，提出安全措施后，再继续施工。在特殊地质条件下如断桩处理采用人工挖孔施工方法，要控制施工进度，一是地下水不能降的太快，也不能因水影响施工；二是没有作好护壁，不能继续下挖，一点不能马虎，护壁内径要等于和稍大于原设计桩径；三是一定要将断桩凿到位，保证断桩头的混凝土见到新茬；四是断桩头要清除干净，保证新旧混凝土连接好。内容总结（1）人工挖孔灌注桩的质量通病及防治摘要：通过各种条件下人工挖孔混凝土灌注桩施工中出现的问题，提出防治措施（2）人工挖孔灌注桩的质量通病及防治摘要：通过各种条件下人工挖孔混凝土灌注桩施工中出现的问题，提出防治措施（3）灌注桩又可分为非挤土灌入桩、部分挤土灌入桩、挤土灌入桩三类，非挤土灌入桩按成孔方法可分为机械成孔与人工挖孔两种（4）护壁混凝土应采用与桩身混凝土相同强度配比（5）孔底达设计高程后，要清除孔底松土、沉渣、杂物