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十分钟带你学习超深人工挖孔桩施工和普通桩的区别

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岩土联盟

超深人工挖孔桩的施工安全


(一)防高坠落

防护栏杆

孔桩第一节护壁要高出空口地面20cm,作为孔口周围的安全踢脚栏板。孔口2m范围内不得堆放杂物,井口周围设置防护栏,防止杂物坠入。在基坑坡顶周边设置钢管护栏,护栏高1.2米,非作业人员不得进入护栏之内。

半月板

在垂直运输过程中,防止吊桶中的渣土掉落。

安全带

地面施工人员在井口作业时必须挂安全带,防止坠落。


安全爬梯

主要在突然停电的情况下,井下作业人员上来的紧急措施。

吊桶

挖孔桩至5米以下时,在境内设置钢筋护罩网,吊挂与作业人员中上方约两米处随挖掘深度下放。吊运时吊桶不准放满,以防溢落,吊桶上下要平稳垂直,作业人员站在安全护罩下方。

吊笼

作业以及检查时,坐安全吊笼上下井。


(二)通风防毒

坚持挖孔作业排水送风先行。每次下井作业必须先鼓风通气15分钟后方可进行,施工时不断向孔内输送新鲜空气,必要时施工送风同时进行。同时,经常毒气检测仪不断地监测井内有无毒害气体。


毒气检测仪

对于超过4m的桩,作业人员每天第一次下井前需把仪器放下去检测。


鼓风机

通过风管向井下送风。坚持先送风后下人的作业原则,防止CO、甲烷等有毒有害气体。


防毒面罩

在突然停电、有害气体或其他紧急情况出现时下井救援。


(三)安全用电

接地与接零

在施工现场专用的中性点直接接地的低压电力线路中,必须采用TN-S接零保护系统(即三相五线制);

保护零线应由工作接地或配电室的零线或第一级漏电保护器电源侧的零线引出;

保护零线应与工作接地线分开单独敷设,不作它用,保护零线PE必须用黄/绿双色线;

保护零线必须在配电室(或总配电箱)配电线路中间和末端至少三处作重复接地,重复接地线应与保护零线相连接;

保护零线的截面应不小于工作零线的截面,同时必须满足机械强度要求,架空敷设间距大于12米时,采用绝缘铜线截面不小于10mm2;与电气设备相连接的保护零线截面不小于2.5mm2的绝缘多股铜线;

电气设备的正常情况下不带电的金属外壳、框架、部件、管道、轨道、金属操作台以及靠近带电部份的金属围栏、金属门等均应作保护接零;

供电电力变压器中性点的直接工作接地电阻值应小于4欧姆,保护零线重复接地电阻应小于10欧姆;

用电设备不得一部分设备作保护接零,一部分作保护接地。


漏电保护器


施工现场的配电箱和开关箱至少配置两级漏电保护器;

漏电保护器应选用电流动作型,一般场合漏电保护器的额定漏电动作电流不大于30mA,额定动作时间应不大于0.1s;潮湿和有腐蚀介质场所,其额定漏电动作电流不大于15mA,额定动作时间应不大于0.1s;额定漏电动作电流和额定动作时间乘积的极限为(不大于)30mA.s;

开关箱内漏电保护器的选用应与动力设备的容量大小、相数等实际情况相适应、相配合,如三相电动机则应选用参数匹配的三相漏电保护器;照明用电必须与动力用电分开,照明应选用单相二线的漏电保护器。孔内照明电压不得高于12V的安全电压。


配电开关箱

配电箱和开关箱的设置应遵守“三级配电两极保护”的原则,三级配电即总配电箱--分配电箱--开关箱--用电设备;两极保护即保护零线和漏电保护器。

开关箱距离机具不能超过3米,开关箱实行“一机、一闸、一漏、一箱”保护。



外电保护


在建工程(含脚手架)的外边沿与外电架空线路的边线之间和最小安全操作距离:电压1KV以下为4米,电压1KV~10KV之间为6米。

施工现场的机动车道与外电架空线路交叉时的最小垂直距离:电压1KV以下为6米,电压1KV~10KV之间为7米。


配电系统

所有的电线架设都必须使用专用电杆、绝缘子、横担等,按规范要求架设;

开关电器及电气装置必须完好、无损;

开关电器及电气装置必须装设端正、牢固、不得拖地放置;

带电导线与导线之间的接头必须绝缘包扎,带电导线必须绝缘良好;带电导线严禁搭、挂、压在脚手架或其它物体上;

配电箱和开关箱应作名称、用途、分路标记;配电箱和开关箱应配锁并有专人负责;

电气装置内部及其周围邻近区域不得有杂物;

施工现场用电严禁拉设使用花线,严禁使用铜线或其它金属线代替保险丝使用,严禁工人宿舍内乱拉电线、插座、不得使用电炉、电饭煲等,不得乱生火种;

电气装置应定期检修。


照明

夜间或自然采光差的孔内作业,照明电压不得超过12V,料具堆放场、仓库、办公室、食堂、宿舍等设置一般照明、局部照明或混合照明;

根据使用场所的环境条件选择相应的照明器,如开启式、防水型、防振或耐酸碱型;

行灯电压不超过36V,高温、导电灰尘或灯具离地面高度低于2.4米灯场所照明电压不大于36V,潮湿及易触及带电体场所照明电压不大于24V,特别潮湿场所、导电良好的地面、照明电压不大于12V;

根据需要设置警卫和红色信号照明和事故照明,其电源应设在施工现场电源总开关的前侧,并配备应急电源。


超深人工挖孔桩的施工质量


(一)材料质量保证措施

1、钢筋要有出厂合格证,并抽样送检。

2、各种水泥、砂、石及各种原材料由经过质量保证体系评定合格的材料供应商提供,质量保证资料必须齐全有效,按要求送实验室检验合格才能使用。


(二)施工质量保证措施

1、施工流程

2、施工工艺

1)施工前的准备工作


(1)在正式施工前,应具备以下工程资料。主要包括建筑物场地的工程地质和必要的地下水位资料;挖孔桩施工图纸会审纪要;主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;挖孔桩的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材(水泥、砂石、钢筋)的质检报告。

(2)施工前要制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序;指定施工工序检查程序;制定不良天气(雨季)施工的技术措施。

(3)超前钻勘察委托具有专业资质的单位进行,以各桩中心点为钻孔中心,为保证钻孔要求深至设计孔底5m以下,对该人工挖孔桩设计孔底面位置连续进行岩芯取样,选取不少于6个标准试件进行天然湿度条件下的单轴抗压强度试验,钻探结束后,需提交详细的钻探取样结果及试验报告。

(4)人工挖孔桩施工中安全措施非常重要,必须高度重视,应做到以下措施保障:孔内设应急爬梯供人员上下井;施工人员进入孔内必须戴安全帽;使用吊笼、手动绞绳架等应有安全可靠的自动卡紧保险装置;开挖深度超过5m时应配有通风设备;挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内,机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响;要注意安全用电,井下照明应采用12V安全灯。


2)测量放线、定位

(1)测量放线前,先根据施工图纸算出所有桩位与主要轴线的准确关系(或者坐标)。根据平面测量控制网,采用全站仪直接定出每条桩的桩心点坐标。然后根据其直径弹出基圆周边线。桩位经施工员、监理单位测量人员、建设单位在开挖前检验合格,钉上木桩,并以桩上的铁钉作为标记,用砼固定木桩,放样完成后方可进入下一道工序。

(2)为防止杂物在开挖时落入孔中,或地表水渗入孔内,第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚150mm,并应高出现场地面200mm,上下护壁间的搭接长度不得少于50mm。

(3)同时通过桩心引两条垂直直径线与孔圈相交得4点,在这4点处设置4个钢钉,作为控制中心点及施工中控制垂直度的依据。

(4)桩孔垂直度通过护壁支模的中心线来控制:即将桩控制线、高程引到第一节护壁上,第二节以十字线对中,吊大线锤控中心,用尺杆找圆周,细部放样以测量控制轴线为准,用钢尺丈量定位,对局部拉尺困难或重要的部位,用经纬仪和钢尺辅助测量。高程的控制:工程桩标高通过将基坑内的高程点引测到护壁上的测量标高控制。

(5)布置提升绞车:根据井口直径大小,布置不同数量的提升绞车。


3)每环进尺深度

第一节挖深约1m,浇钢筋砼护壁,往下施工时以每节作为一个施工循环,一般土层中每节高度为1m,如遇流砂区段每节高度小于500mm,必要时下钢护筒护壁,特殊地质下挖速度视护壁的安全情况而定。护壁模板采用定制钢模,模板根据桩孔半径不同分多片组成。

4)开挖顺序


根据工程场地的条件,位保证工程顺利开展,除制定单桩的施工措施外,还应合理安排各桩的施工顺序,在可能的情况下,先施工较深的桩,后施工浅一些的桩,先施工外围(或迎水部位)的桩,后施工中部的桩,因为部分区域桩基比较密集,桩孔净距小于2.5m。因此桩孔开挖时必须制定跳桩方案。

5)桩孔开挖


(1)自上而下逐段用镐、锹及手风钻,同一段内先挖土中间再挖周边。扩底部分先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸向下削土修成扩底形,每节弃土装入活动吊桶由卷扬机提升架提升出,在离井口1.5m处地面堆积,再由专人转运至临时堆土点。

(2)当挖孔进遇流动性淤泥时,可在孔内设高1~2米,厚4~8mm的钢套护筒压入土中,阻挡流砂,钢套筒可一个接一个的下沉,压入一段,开挖一段桩孔,直到穿过流砂层0.5~1.0m,再转入正常挖土和设护壁混凝土支护。为便于桩孔内组织排水,应在透水层节段的护壁预留泄水孔便于接管引水,并在浇灌混凝土前予以封堵。

(3)扩大头施工:做桩端扩大头前,应及时通知建设、设计单位、地勘和质监部门对孔底进行鉴定,符合要求后,再进行扩底施工,扩底部分采取先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。终孔时必须清理好护壁污泥、浮土和积水,经监理验收后,应迅速组织浇灌桩芯混凝土,以免持力层浸泡软化。当桩开挖至微风化岩或中风化、微风化夹层时,采用静力爆破进行施工。



6)出土及提升


出土采用电动卷扬机提运出孔外,人工用斗车运至临时弃土坑集中堆放,后由自卸式汽车进行外运。


7)钢筋笼安装


考虑到现场场地布置,整个桩基钢筋笼采用人工井下绑扎方式施工。


8)混凝土浇筑


混凝土浇筑采用串筒浇筑方法,砼通过混凝土泵送至料筒口,由料筒经串通送至孔底,串筒底端出料口距砼筑面不超过1m,防止产生砼离析现象,并不停地用人工振捣,浇筑时浇筑到指定标高并超灌1m。当桩内渗水量较大的孔桩,需利用集水井降水将地下水水降到桩底标高以下。



3、质量要求

1)定位及锁口质量要求


开挖前,应按工程桩轴线(中心线)向四周引出桩心控制点,用牢固的木桩标定,工程桩定位后,开始挖第一节桩孔土方,安装第一节桩孔护壁模板时,必须用桩心点效正模板位置(由专人负责),支护牢固,并检查护壁厚度、位置正确、质量符合要求后方能浇捣护壁。第一节护壁轴线偏差不大于2厘米,高出现场地面20厘米,壁厚比下面井壁厚度增加15cm。

当第一节护壁拆模后应及时将中心轴线引到护壁上,作为控制桩心轴线的标准依据,并把标高引到护壁内,用以控制桩底的标高。井圈高出地面防止地表水在施工过程中进入井内。


2)开挖质量要求

人工挖孔桩分节开挖,分节支护。围护桩穿越地层由上至下依次为:砾质粘性土层、全风化粗粒花岗岩层、强风化粗粒花岗岩层、中风化粗粒花岗岩层。对于硕质粘性层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖;全/强风化层、中风化层岩质硬,采用空压机风镐破碎开挖。 

(1)挖孔作业采用人工逐层开挖,由人工逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层用锤、钎或风镐破碎,挖土次序为先挖中间部分后周边,允许误差为30mm。

(2)挖土一般情况下每层挖深1.0m左右,及时用定制钢模现浇砼护壁。每天进尺为一节,当天挖的孔桩当天浇筑完护壁砼

(3)开挖通过地下水质土层前,缩短开挖进尺,随时观察土层变化情况,当深度达到3m时,应加强通风,保证人员施工安全。有情况及时上报项目部。

(4)在人工挖孔桩终孔时,为保证桩基持力层的可靠性,进行桩端持力层检验。

(5)挖深超过5m后,用鼓风机连续向孔内送内,风管口要求距孔底2m左右,孔内照明采用防爆灯炮,灯炮离孔底2m。


3)护壁施工质量要求

(1)护壁钢筋安装:护壁钢筋在现场加工孔内绑扎,并留足连接长度,以便下段钢筋搭接。桩护壁上段竖向筋按设计要求(φ10@250)将钢筋伸入下段护壁内,伸入长度不小于设计要求的长度,并按照设计要求设定箍筋(φ8@200)。上下节护壁的搭接长度不得小于50mm。

(2)护壁模板安装:采用4块钢模板组成,插口连接,支模要校正中心位置、直径及圆度。

为便于井内组织排水,在透水层区段的护壁预留泄水孔(孔径与水管外径相同,以利接管引水),并在浇灌混凝土前予以堵塞。

在极松散的土层或透水性较好的强风化与中风化接触带,用具有足够刚度的钢筒护壁代替钢筋混凝土护壁,且随挖随沉。

(3)护壁砼施工:护壁砼强度等级为C20,采用商品砼。应严格按配合比下料搅拌,塌落度控制在4~6cm为宜,为提高早期强度可适当加入早强剂,砼浇筑时应分层沿四周入模,用钢钎捣实,施工前应将上节护壁底清理打毛,以便连接牢固。为便于施工,在模板顶设置角钢、钢板制成的临时操作平台,供砼浇筑使用。

(4)护壁砼终凝24小时后才能拆除支撑,强度达到1.2MPa以上时才能拆模,拆模时先拆除钢管,再撬模板;拆下的模板应及时清洁,变形的模板应及时修整。每节护壁模板拆除后,将桩控制轴线,高程引到每节砼壁上,可用十字线对中,吊大线锤,测出中心线,再用尺找圆周,根据基准点测设孔深。为保证桩的垂直度,每浇灌完三节护壁后进行一次桩中心位置及垂直度的校核工序。

桩孔施工完成后在桩孔口盖好半圆盖及护栏,避免人员跌落伤害。


4)土石方提升质量要求

桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶,用卷扬机提升至地面,倒入手推车运到临时弃土坑,采用自卸卡车集中统一运送走。



5)孔桩封底质量要求

孔桩开挖至设计标高后,经监理工程师会同设计及有关质检人员共同检验,检验合格后,并迅速采用C30砼封底。



6)孔内绑扎钢筋笼质量要求

连接钢筋时,钢筋规格和连接套的规格一致,并确保钢筋和连接套的丝扣干净完好无损。连接钢筋时可用普通扳手旋合接头到位。



7)桩身混凝土浇筑质量要求

串筒安装到离浇筑面2-3米(防离析)。在浇筑的同时,井下操作工人拿震动器一直捣实混凝土。


来源:土筑虎

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推荐院校:中科院武汉岩土力学研究所、同济大学、浙江大学、河海大学、中国矿业大学、清华大学、中南大学、西南交通大学、大连理工大学、东南大学、武汉大学、北京交通大学、重庆大学、中国地质大学、哈尔滨工业大学、湖南大学、天津大学、西安理工大学、成都理工大学、北京工业大学、东北大学……