挖孔樁最早是在旱地施工發(fā)展起來,后來用于城市跨線橋、立交橋。城市橋梁挖孔樁除了 可以節(jié)省鉆孔機(jī)具外,還可以避免鉆機(jī)的噪聲和泥漿對(duì)環(huán)境的污染。以后逐漸發(fā)展到水中也 采用挖孔樁,樁的直徑或邊長(zhǎng)也由最初的1.0 -1.Sm發(fā)展到 4-6m,深度也發(fā)展到超過20m, 并由小直徑的挖孔實(shí)心樁發(fā)展到大直徑的挖孔空心樁。
在無地下水或有少量地下水,且較密實(shí)的土層或風(fēng)化巖層中,或無法采用機(jī)械成孔或機(jī)械 成孑L非常困難,水文、地質(zhì)條件允許的地區(qū),可采用人工挖孔施工。
1.小直徑挖孔樁施工要點(diǎn)
(1)孔壁支護(hù)
挖孔樁的施工方法比較單一,所不同的是護(hù)壁方法的不同。一般孔壁支護(hù)現(xiàn)都采用預(yù)制 混凝土護(hù)圈或鋼護(hù)圈支護(hù),也可采用現(xiàn)澆或噴射混凝土護(hù)壁。挖孑乙與支護(hù)孔壁交錯(cuò)進(jìn)行,開挖 一段,支護(hù)一段。
一般采用護(hù)筒保護(hù)孔口,護(hù)筒宜高出地面300mm,除保護(hù)孔口不坍塌外,還可防止表面水 或地面泥土、雜物等滑落孔中。
孔中井壁宜設(shè)置預(yù)埋鋼筋做爬梯,每孔對(duì)稱兩排布置,以便一旦發(fā)生危險(xiǎn),孔中挖土的兩 人可同時(shí)離開。爬梯還有利于護(hù)壁和樁身混凝土的共同工作,增加樁的承載力。鋼板護(hù)壁可 用2 -3mm厚的鋼板卷制成護(hù)圈,每節(jié)高1.Om,豎向分成3 塊,每塊四周邊鑲L40mm X 40mm 的角鋼焊接而成。角鋼上鉆孔,用螺栓或銷釘連接成環(huán)形,每挖1.Om深的土方,組裝一節(jié) 護(hù)圈。
(2)挖土施工
挖孔樁開挖過程中,開挖和護(hù)壁兩個(gè)工序必須連續(xù)作業(yè)。挖土應(yīng)均勻、對(duì)稱、同步進(jìn)行。 挖孔時(shí)應(yīng)注意施工安全,如有水滲入,應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)孔壁支護(hù),防止水在井壁浸流造成坍孔。挖 孔較深時(shí)應(yīng)向孔內(nèi)鼓風(fēng)以保證工人施工所需的新鮮空氣,同時(shí)采用礦工燈或其他照明方式,以 方便施工。
挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,應(yīng)進(jìn)行孔底處理。清底工作一定要按要求清出曲線底面,有可能將 樁底擴(kuò)孔呈大頭樁,以提高樁的承載力。樁底要清到無松渣、淤泥、沉淀等虛土。
(3)灌注混凝土
清底工作經(jīng)檢查合格后,即可放入鋼筋籠。鋼筋籠制作、運(yùn)輸、安放人孔與鉆孔灌注樁要 求相同??變?nèi)的混凝土灌注應(yīng)連續(xù)快速進(jìn)行,防止污水泥土雜物掉進(jìn)孔內(nèi),造成人為斷樁。若 施工接縫不可避免時(shí),應(yīng)按施工縫處理要求辦理。
采用在空氣中灌注混凝土方法時(shí),應(yīng)注意掌握灌注速度,混凝土應(yīng)分層灌注、分層振搗,每層最深不得超過400mm。空氣中灌注的樁如為摩擦樁,且土質(zhì)較好,短時(shí)期無支護(hù)不致引起 孔壁坍塌時(shí),可在灌注過程中逐步由下至上拆除支護(hù)。
2.大直徑挖孔樁施工要點(diǎn)
大直徑挖孔樁不僅施工工藝和設(shè)備比較簡(jiǎn)單,而且質(zhì)量好,速度快,采用變截面樁身使樁 的受力更加合理。由于樁的剛度增大,可取消承臺(tái),大大降低工程成本,實(shí)踐證明,可比鉆孔樁 降低達(dá)30% -40%的造價(jià)。
(1)成孔技術(shù)
對(duì)于旱地上的大直徑挖孔樁成孔過程的開挖支護(hù),可以采用小直徑挖孔樁的方法,采用全 深護(hù)筒法(預(yù)制鋼筋混凝土或鋼護(hù)筒等)。目前,我國(guó)在水中進(jìn)行大直徑挖孔樁的施工技術(shù)獲 得很大成功,具體方法有如下3種。
①鋼護(hù)筒法:沉人鋼護(hù)筒在筒內(nèi)開挖,護(hù)筒腳最好能進(jìn)入不透水的黏土層或風(fēng)化巖層中。 如在透水層中且在地下水位以下時(shí),宜配備適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)備如潛水泵等。
②鋼筋混凝土套筒法:具體做法是在河床上先筑島,在墩位處就地澆筑外徑為320 - 520cm. 厚10cm的鋼筋混凝土套筒,用大功率抽水機(jī)在鄰孔抽水來降低水位,人工在套筒內(nèi)開挖。
③沉井內(nèi)挖孔樁法:筑島將圓形沉井下沉至6 -8m的風(fēng)化巖層面后,用水下混凝土和旋 噴工藝封住刃腳,止水后人工在風(fēng)化巖中完成大直徑挖孔樁。
挖孔樁用鋼筋混凝土與沉井刃腳固結(jié),而沉井內(nèi)不填混凝土,作為空心墩的組成部分,形 成沉挖空心墩新結(jié)構(gòu)。
(2)排水和止水方法
一般挖孔樁是在預(yù)估滲水量甚小時(shí)才采用,但在水中挖孔總難免遇到滲水,尤其是井底滲水。除一般采用潛水泵抽水外,如果滲水量較大,尚需先采取止水措施再挖進(jìn)。實(shí)踐中采用如下幾種止水措施。
①內(nèi)套筒壓漿止水
如果刃腳附近及以下皆為粗砂礫石層,則可放人直徑比沉井或外套筒小1.Om左右的鋼 內(nèi)套筒,使其與井壁之間有50cm的空隙,用空壓機(jī)吹砂等方法沉至巖面,中間插1-2m間距 壓漿管(直徑450mm),將空隙用礫石填滿,頂面用纖維袋裝混凝土封閉,然后從井上壓注水泥 漿,將砂礫石固結(jié)封水。沉放內(nèi)套筒等工序可在抽水情況下進(jìn)行,而壓漿則宜在靜水狀態(tài)下進(jìn) 行,以免水泥漿流失。如果必須在抽水狀態(tài)下進(jìn)行時(shí),水泥漿應(yīng)加速凝劑(如鹽類、水玻璃等)。
②內(nèi)套筒填灌混凝土止水
當(dāng)沉井或外套筒在下沉過程因抽水而有大量粉細(xì)流沙涌入刃腳,或刃腳尚難下到風(fēng)化層,其間的地層尚夾雜粉細(xì)顆粒,既不宜抽水,又不宜壓漿時(shí),則應(yīng)采用靜水沉放內(nèi)套筒,向井內(nèi)灌 水使水位高于井外,由潛水員下到刃腳,將刃腳與內(nèi)套筒之間的流沙等清除干凈,從井上用套 管將不分散混凝土(或砂漿)灌下封閉止水。這個(gè)作業(yè)需潛水員三班連續(xù)進(jìn)行,進(jìn)度較慢但止 水效果較好,一次即可成功。
③井壁預(yù)鑿鉆孔旋噴止水
沉井較大時(shí),事先在沉井壁中預(yù)留鉆孔(中300mm)通過刃腳,當(dāng)沉井抽水不干時(shí),用地質(zhì) 鉆機(jī)從井面向下鉆孔,并旋噴水泥漿,將刃腳以下砂礫、黏性土等與水泥漿通過水力攪拌形成 混凝土,強(qiáng)度可達(dá)SMPa左右。旋噴有效范圍視土質(zhì)而異,一般為60 - 100cm,因而預(yù)留孔間 距不宜過大。如果一次旋噴完成后抽水時(shí)還有較大漏水情況,還可在沉井之外進(jìn)行補(bǔ)鉆旋噴。
中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)