浅谈人工挖孔灌注桩施工质量与安全控制

第３期（总第ｉ　２２期）　工程应用一　浅谈人工挖孔灌注桩施工质量与安全控制　杜磊　（福建四海建设有限公司，福建厦门３６１００９）　摘　要结合工程施工实例，介绍了Ａ．ｒ．－－ｊｇ孔灌注桩的施工工艺流程，阐述了关键工序实施过程中质量与安　全的控制措施。　关键词人工挖孔灌注桩；质量：安全　０引言　人工挖　Ｌ灌注桩是利用人工挖孑Ｌ．在桩孔内放置钢筋　笼、灌注砼的一种桩型。它适用于持力层埋藏较浅，单桩承载　力要求较高的工程。它分为端承桩、摩擦桩两种桩型。施工时　应重点解决的常见问题表现在质量和安全两个方面。质量方　面：桩位、桩身直径及垂直度偏差；桩身砼离析、强度低；桩端　持力层夹泥、桩端下有软弱下卧层（夹层）及桩端持力岩层的　抗压强度达不到设计要求等。安全方面：地面或高空坠物ｉ地　面人员失足跌人桩孔；触电；起重工具失灵；桩孔内涌水、涌　泥、涌砂；桩孔内出现有毒气体致使人员窒息等。　本文就某大厦工程人工挖孑Ｌ灌注桩为例。阐述人工挖孔　灌注桩施工过程中在质量和安全方面的技术处理，以确保人　工挖孔灌注桩基础施工质量及施工安全。　１工程概况　某大厦工程为框架一剪力墙结构．地下一层、地上十七　层，建筑面积约２８０００ｍ　。该工程基础采用人工挖孑Ｌ灌注桩，　属端承桩，桩径为１．０～２．Ｏｍ不等。桩顶标高分别为一８．１ｍ（２４　根）、一７．４ｍ（７根）、－５．９ｍ（１５根）、一５．４ｍ（４４根）。人工挖孔灌　注桩桩端持力层支承于中风化砂岩层，岩石天然单轴极限抗　压强度６ＭＰａ．要求桩端嵌入该岩石内１－３～２．１ｍ。地勘院勘察　发现．该工程所在地有不利土层，施工时可能产生涌泥、流　砂、塌孑Ｌ现象；初步勘出有ｌ３根桩在中风化持力岩层中夹有　Ｏ．２～０．８ｍ厚的强风化泥质粉砂岩夹层。　２测量放线　该工程由于桩顶标高不在一个平面上．给桩位放线及桩　顶标高控制带来较大难度，为避免桩位偏差较大及便于控制　桩顶标高，采取了先施工完基坑土石方开挖及底板ＣＩＯ砼后　再施工人工挖孔灌注桩。　（１）建立施工测量控制网。场地平整后，根据建设单位提　供的坐标点．用经纬仪、钢卷尺及余弦定仪引测放出建筑物　四大角点．经规划局验线合格后，利用这四大角点引测放出　各轴线位置在基坑四周，并按规定做好永久控制桩，经建设　单位、监理单位审核尤误后，方可使用。　（２）基坑土石方开挖及底板ＣＩＯ砼施工完成后，利用基　坑四周永久控制桩将轴线投放到基坑内，并根据设计图纸尺　寸．逐一定出桩位，编写桩号。定出桩位后应复核一次，无误　后交建设与监理单位确认。　（３）桩成孑Ｌ期间的测量。根据桩位，当每个桩的踢脚栏饭　浇灌拆模后，把轴线、标高及桩号画在护壁砼上。每下挖一　节，将桩控制轴线用十字线对中，吊大线锤，测出中心线，再　用尺找圆周，保证从任何方向测量，靠壁台口内侧的直径均　应满足设计要求。保证桩孔垂直度的偏差在允许范围内。　（４）高程控制。利用建设单位提供的坐标点高程，用水准　仪采用“四等水准测量”引至施工现场．在施工现场做好临时　标高控制桩．并防止破坏。挖孔桩施工时以此控制桩顶标高　及开挖深度。　３抽排降水　在基坑的四周设置临时排水沟及在基坑的四大角、中部　共设置６个集水坑．基坑内的雨积水及渗水均经排水沟流人　集水坑内，然后经抽水泵排人基坑顶的沉淀池后流人市政污　水管道。在成孑Ｌ过程中产生的渗水抽排人基坑四周的临时排　水沟或集水坑内．少量渗水可在桩孔内挖小集水坑．随挖土　随用吊桶将泥水一起吊出：大量渗水可在桩孔内先挖较深集　水坑．设小型潜水泵将地下渗水排出桩孑Ｌ外．随挖土随加深　集水坑；涌水量很大时，如桩较密集，可将～桩超前开挖，使　附近地下水汇集于此桩孔内，用１～２台潜水泵将地下水抽　出，起到深井降水作用，将附近桩孑Ｌ地下水位降低。　４成孔　４．１桩孔土石方开挖　桩孔土石方应按先中间桩孔、后周边桩孔，且相邻桩孔　间隔的次序规则进行开挖。每个桩孑Ｌ土石方开挖时均遵循先　中间后周边、从上往下逐节下挖，每节挖深０．５～１．Ｏｍ．到扩底　后先挖桩身圆柱体再挖扩底，直至修整到设计尺寸。每挖好　～节均应检查中心点及几何尺寸．合格后才能进人下道工序　施工。　在桩成孑Ｌ时遇流砂、淤泥土层的处理：（Ｄ在开挖强风化　以上土层时，每节开挖前，应脂　２０钢筋（长１．２ｍ）打人土　中，呈三角形布点测试，看是否有流砂、淤泥土层，若遇流砂、　淤泥土层时，每节开挖深度可降到０．３—０．５ｍ。（　：　流砂、淤泥　区段取消钢筋砼护壁．可在井孑Ｌ内设高１～２ｍ、厚４ｒａｍ的钢　护简，直径略小于砼护壁内径，利用砼支护作支点，刚小型油　千斤顶将钢护简渐压入土中，除挡流砂、淤泥外，钢护筒可　・５３・　一工程应用　一个接一个下沉，压人～段，升挖～段桩孑Ｌ．直至穿过流砂层　０．５—１．０ｍ，再转入正常挖土和设砼支护。浇筑砼至该段时．随　浇砼随将钢护简（上设吊环）吊出，也可不吊出。③渗水量较　大，井底地下水难以排干时，底部泥渣可Ⅲ压缩空气清孑Ｌ方　法清孑Ｌ。④土方运输：在孔订安装电动支架，挖出的土用吊桶　提升至桩口，水平运输采用人工双轮手推车。　４．２护壁施工　护壁砼为Ｃ２０，纵筋ｑ￣８＠２５０、螺旋箍ｑ￣６＠２００。首先第一　节挖深约９００ｍｍ，制绑护壁钢筋，安装护壁钢模板后即浇捣　护壁砼。往下施工时以每一节作为一个施工循环，施工顺序　为：土石方开挖一护壁钢筋制绑一钢筋隐蔽验收一护壁钢模　安装一护壁砼浇捣一拆除护壁钢模一转人下一节施工循环。　在极松散的土层及流砂、淤泥区段。用具有中等刚度的钢简　护壁代替钢筋砼护壁，且应随挖随沉。　４。３持力层验收　①当挖孔桩成孑Ｌ开挖到中风化砂岩时．应查看地质勘察　资料，看是否有强风化泥质粉砂岩夹层．若有则应继续向下　开挖，直到穿过该夹层；若同该挖孔桩相邻的桩有夹层时。该　挖孔桩也应挖到邻桩夹层的底标高后再抽取岩样进行验收。　②当挖孔桩成孔开挖到中风化砂岩时，抽取岩样同地勘院勘　察取出岩样的颜色、硬度相一致时请地勘院、设计院、监理及　建设单位验收，合格后进人扩大头施工。③当参与验收单位　对岩样的强度有怀疑或验收意见不统一时．重新抽取岩样到　有资质的检测机构检验。若检验结果达到设计要求可进入扩　大头施工，否则继续向下开挖。④当挖孑Ｌ桩成孔开挖深度超　过设计深度２ｍ以上仍未开挖到中风化砂岩时，请设计院到　现场察看是继续向下开挖或是采用超前钻及加大扩大头直　径、深度进行处理。　４．４成孔验收　挖孑Ｌ桩成孔开挖、修整完毕后请地勘院、设计院、监理单　位和建设单位验收　具体验收内容如下：桩心直径Ｄ容许偏　差为－４Ｏ～＋ｌ００。桩中心位移容许偏差为Ｄ，２０。桩孔垂直度容　许偏差为Ｈ／２００（Ｈ为桩净长，单位为ｍ）。孔底墟土：不允许。　检查量取桩的总深度、扩大头的直径、深度等，并作好记录请　参加验收的所有人员签字认可。以便工程决算。验收合格后　即浇筑２００ｒａｍ厚Ｃ３０封底砼，以保护桩端持力岩层不被扰　动或破坏，然后转入下道工序施工。　５钢笳笼制作　本工程钢筋笼按设计纵向钢筋为　ｌ８～ｑ）２５钢筋　（ＨＲＢ３３５），加劲箍采用￣１６＠２０００，螺旋箍为￣８＠２５０。由于　在桩施工期间塔吊未安装使用，而桩钢筋笼钢筋多而密，且　钢筋较长桩孔较深，若在基坑内制作、绑扎、焊接时不易安装　就位，故在施工时采用在孔桩内制作、绑扎、焊接．最后＿｝｛＿ｊ人　工配合卷扬机吊放就位的方法进行施工。　（１）施工顺序为：钢筋制作一固定加劲箍一摆放焊接纵　向钢筋一绑扎焊接螺旋箍一钢筋笼吊放就位一调整固定钢　筋笼一隐蔽验收。　・５４・　２０１　Ｊ年　（２）施Ｊ二时注意：长、短ｒｕＪ纵筋问　放置：确保纵筋外删　保护层厚度；在桩孑Ｌ内施工及吊放钢筋笼时做　安全防护：　隐蔽验收时请设计院、倚理　位及建设　位参ＪＪＩＪ，井作好隐　蔽验收记录　６桩芯砼浇筑　桩芯砼设汁强度等级为Ｃ２５，使用预拌商品砼，输送方式　为泵送。进行砼浇筑前除应凿毛封底砼层的表面．清出建筑　垃圾及积水外，还必须做孑Ｌ内渗水量测定，当渗水量在桩孔　内水面上升速度不超过１．５ｅｍ／ｍｉｎ时，采用干浇法；当超过　１．５ｅｒａ／ａｒｉｎ且桩孔底积水高于ｌ００ｒａｍ时．应采取水下砼灌注　法（采用水下砼灌注法操作要点：采用直径为２５～３０ｅｒａ导管．　开灌前储料斗内的砼必须有足以将导管底端～次性埋入水　下砼达０．８ｍ以上深度）。　桩芯砼浇捣时采用串筒下料，下料时使串简来回摆动．　使之铺料均匀，串筒上口用尼龙绳吊牢，防止脱落伤人，串筒　下口离砼面保持在２ｍ内，随砼面增高逐节拆除。由于桩身砼　体积大而且浇捣深．为了防止桩顶因浮浆而影响强度，砼浇　注面提高到桩顶标高上０．３ｍ左右。施工承台时再凿除。桩身　砼坍落度控制在８０～１００ｍｍ内，每浇注３００～５００ｍｍ高用插　人式振捣器振捣一次，保证桩芯砼密实。采用普通方法浇捣　桩身砼，当水泥浮浆达１００ｒａｍ以上时，应抽掉或淘掉水泥浮　浆后继续浇捣在砼厂家和施工现场同时制作标准试块，且每　根桩施工现场制作试块量不少于二组。每桩浇捣桩芯砼必须　连续浇捣，确保桩身无施工缝。　由于工期较紧，可能后期施工的挖孔桩龄期未到就将进　行验收，为满足设计砼强度要求及提前验收。将后期施工的　孔桩砼强度提高一至二个等级。　７安全保证措施　（１）施工用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规　范》执行。　（２）防井内缺氧及有害气体。为防止有害气体中毒，每次　进入桩孔操作前均对桩孔内气体抽样检测。若有害气体超过　允许值时，应立即停止作业，除毒处理合格后，方可下井施　工。上班前先用鼓风机向井底送风，必要时适当输送氧气，然　后再下井作业，并准备防毒面具。现场配备急救氧气。　（３）防物体坠落产生事故。桩孔内用吊桶递运物品．并将　所递物品与吊桶加以固定后往下放，不准直接往井内投掷任　何物件，为防止物体滚落到井内，砼护壁应高出自然地面　１５０ｒａｍ。桩孑Ｌ内作业人员戴安全帽。当孔深超过两米时在孔　顶四周设防护档板。吊渣桶必须用安全钩，桶内吊渣装八分．　不得装满，吊渣与下放砼时，桩孑Ｌ内作业人员应避于防护网　下面。操作人员下桩孔时用铁爬梯、软梯或用设安全装置的　电动卷扬机，不准用辘轳，也不准踩护壁台上下。下班停止作　业后，用盖板将桩孑Ｌ盖上，防止人员掉人桩孔：上班操作前检　查钢丝绳、电源、电器是否完好，防止突发事故发生。严禁酒　后作业，严禁在施工现场嬉戏打闹。　（４）防塌孑Ｌ及突沉。桩孑Ｌ每下挖Ｏ．５ｍ，应对孑Ｌ下作一次检　第３期（总第１２２期）　工程应用一　，确定无异常现象后．方可继续下挖。ＪＦ常情况Ｆ，每下挖　（２）施Ｌ中顺　通廿涌泥、流砂区段．｜尢塌扎现象发生　一次浇护壁一次：细砂、粉砂、流砂层每挖０３～０．５ｍ浇筑一　未发生任何安全、质量事故。　次，中间不准停歇，更不准推迟或过夜后浇筑。桩孑Ｌ内挖土　（３）｝相于住施上中将后期施Ｊ二的桩芯砼提高一个等级施　时，手脚不得置于护壁之下，防护壁突沉压伤手、脚：浇筑桩　工．本工程挖孔桩提前１０ｄ进行验收．为上部结卡勾施工打下　芯砼时．其１０ｍ半径范肼内的其它桩孑Ｌ不准有人作业。　坚实基础。　（５）防雨措施。做好下雨施工时的排水、抽水机械准备工　（４）经过检测机构的低应变法检测确认全ｌ＿ｉｆ：为Ｉ类桩；　作以及机械安装的准备工作。现场主要运输道路路基应碾压　检测机构采用钻芯法检测了９根桩。结果均为｛症身连续、完　坚实，铺垫好路基路面．并做好排水措施，保证雨后通行不　整，砼胶结和密实度好，砼芯抗　强度值满足设汁要求．桩底　陷。准备下雨施工材料和防护材料，对现场的水泥等怕雨淋　与持力层直接接触且尤沉渣，桩底持力层全部为中风化泥质　与受潮材料应采取有效的保护措施。为了保证雨天人工挖孑Ｌ　粉砂岩．岩样抗压强度远超过设汁要求。　灌注桩的顺利进行．施工的工作面不宜过大，应逐段分期施　（５）该工程的质量得到建设、监理　位和建设主管部门　工，并另设置防雨篷，保证桩孑Ｌ的施工。雨天对护壁加强沉降　的一致好评。　检测次数．根据沉降检测结果，采取必要的预防和加固措施。　做好场地周围排水措施。经常派人疏通现场排水沟道，经常　参考文献　检查施工场地边坡。机电设备的电闸要采取防雨、防潮等措　…ＧＢ　５０２０２—２００２，建筑地基基础工程施工质量验收规范　施，并应安装接地接零保护装置，以防漏电、触电。　［２】ＪＧＪ　９４—２００８，建筑桩基技术规范　８施工效果　（１）施工放线误差较小．远远低于容许偏差。　作者简介：杜磊．助理工程师　（上接第１４页）　传感器，可将各监测点的位置、瓦斯浓　（３）综合查询应用模块。综合查询应用模块服务于矿区　度、生产工况信息实时地显示在相关部门的微机屏幕上，具　的生产调度中心。主要涵盖空问数据查询，监控信息查询。　有超限报警与提示功能。　（４）安全教育培训系统。作为一个交互性的网络应用系　１．５状态监测预警　统，主要通过远程教育、专家讲座、论坛交流等形式，实现安　根据监控信息和在实际工作中制定的预警标准，对工作　全知识的推广普及和安全技术的交流。　面的瓦斯浓度及主要设备的运行状态进行实时监督，一旦发　３结束语　现工作面瓦斯浓度超过预警标准，则在资源管理系统数据基　矿井安全信息系统的创立将地理信息、资源信息和生产　础之上，进行可视化报警和显示Ｎ１。　作业管理信息等优化集成，并提供了决策支持服务，是一个　２系统的功能设计　集成优化的应用系统，实现了井下安全生产数字化。它的向　（１）矿山安全信息采集和管理系统。主要用于收集、存储　上延伸将实现整个企业的数字化，向下延伸将促进生产设备　和管理矿山安全相关基础信息。信息采集可以划分为静态信　的数字化，进而提高整个企业的数字化水平。系统将向全面　息和动态信息两个部分，静态信息采集包括各矿区的矿山地　数字化、智能化方面发展。进一步提高决策支持的科学、准确　质资料、地理及自然环境资料、矿山生产基本情况及矿井主　性。系统的应用．可以使企业在少量投资的情况下，大幅度提　要机电设备等的基本属性信息搜集整理，动态信息采集则涵　高企业的安全生产水平和救援处理能力。在事故条件下，可　盖瓦斯及矿井主要设备运行状态的监控信息自动采集：管理　有效提高决策水平，加快救援速度，缩短救援周期，减少人员　部分包括数据库设计、与数据采集部分的接口设计、专题图　伤亡．维护社会稳定。　的输出、数据的备份与恢复。　（２）安全监测预警系统。监测预警部分服务于调度中心。　参考文献　该系统建设由两个组成部分，一个是监测系统；另一个是预　…１殷福忠，刘红军，丁明柱，张延波．基于ＧＩＳ技术的道路交　警系统。它的主要基础性工作在矿山企业接人网端，重点建　通安全信息系统研究Ｕ】．地理信息世界．２００８（１ｏ）：６４～６８　设矿山井上、井下通信系统和矿山安全　测ｌ监控系统。矿山　【２】薛锦春．矿山安全信息化管理与决策的研究Ｕ】．现代矿　安全监测监控系统主要包括瓦斯监测系统、地质灾害监测系　业．２０１０（３）：９４—９６　统、重大设备（如风机、排水系统）监测系统。系统可以在一些　［３】刘可胜．数字矿山与矿山信息系统研究Ｕ】．西部探矿工程，　关键设备的监控上，设立安全范阿或者危险界限，一旦出现　２００５（１２）：３０９—３１０．　不安全的数值。马上能够发现问题，并根据问题大小，设立相　【４】朱煜峰，周世健，臧德彦．矿山安全信息系统在江西铀矿　应报警机制，向不吲级别，Ｉ＿｝ｊ户报警，保证相关郎门在第一时　的应用［Ｊ１东华理工大学学报（自然科学版）．２００８（６）：　问发现问题。　１７‘）一１８１　・５５・