北京地鐵四號線01標項目經理部2006年12月9日 人工挖孔樁施工 一 人工挖孔樁概況和所涉及的主要規(guī)范二 人工挖孔樁的主要施工工藝三 人工挖孔樁的質量保證措施及常見質量問題解決辦法四 人工挖孔樁安全保證措施和常見安全問題應對措施五 人工挖孔樁在01標明挖區(qū)間的應用 主要內容 1 發(fā)展概況人工挖孔樁應用歷史悠久 最早于1893年在美國芝加哥問世 我國鐵路部門約在二十世紀五十年代就用人工挖孔樁作為治理滑坡的抗滑樁 80年代初開始在我國各地各類基礎設施建設中得到了廣泛應用 2 適用范圍挖孔灌筑樁適用于樁直徑800mm以上 無地下水或地下水較少的粘土 粉質粘土 含少量的砂 砂卵石的粘土層采用 特別適于黃土層使用 深度一般可達20m左右 可用于高層建筑 公用建筑 水工結構 抗滑 擋土 錨拉樁之用 對有流砂 地下水位較高 涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥 淤泥質土層 不宜采用 3 主要優(yōu)點最大的優(yōu)點在于需要的作業(yè)面小 對場地的適應性強 對環(huán)境污染小 造價較低 正常施工條件下質量容易保證 4 主要缺點樁孔內空間小 勞動條件差 施工文明程度底 易發(fā)生安全事故 正因為這些缺點 人工挖孔樁的使用受到嚴格的限制 所以人工挖孔樁主要面臨的是安全問題而不是技術問題 所以下面也把安全作為重點來介紹 一 概況和涉及的主要規(guī)范 由于地鐵施工的特殊性 許多時候不得不采用人工挖孔樁施工 四號線很多標段都有不同數(shù)量的人工挖孔樁 目前人工挖孔樁樁并無專門的技術規(guī)程和規(guī)范 在 北京市建設工程施工現(xiàn)場安全防護基本標準 2 09規(guī)定人工挖孔樁的施工企業(yè)必須有總承包一級以上資質或地基基礎工程專業(yè)承包一級資質 而且施工方案必須經企業(yè)負責人 技術負責人簽字審批 為了確保安全我們還組織了專家論證 另外在 建筑樁基技術規(guī)范 樁基工程手冊 中也有關于人工挖孔樁的內容 一 概況和涉及的主要規(guī)范 建筑樁基技術規(guī)范 樁基工程手冊和北京市建設工程施工現(xiàn)場安全防護基本標準 放線定樁位及高程 開挖第一節(jié)樁孔土方 支護壁模板放附加鋼筋 澆筑第一節(jié)護壁砼 檢查樁位 中心 軸線 架設垂直運輸架 安裝轆轤 安裝吊桶 活動蓋板 開挖吊運第二節(jié)樁孔土方 修邊 先拆第一節(jié)模板 支第二節(jié)護壁模板 安裝附加鋼筋 澆筑第二節(jié)護壁砼 檢查樁位 中心 軸線 逐層往下循環(huán)作業(yè) 檢查驗收 吊放鋼筋籠 定位 放砼溜筒 導管 澆筑樁身砼 二 主要施工工藝 1 樁身混凝土質量問題主要表現(xiàn)為混凝土離析 混凝土強度低 有縮頸 空洞 夾土等現(xiàn)象 產生原因 灌注混凝土時 不用串筒 或者串筒口到混凝土面的距離過大 2m 有時在孔口將混凝土直接倒入孔內 造成砂漿和骨料離析 在樁孔內有水時 未能按要求抽干水就開始灌注混凝土 灌注混凝土時對護壁的漏水未能堵住 致使混凝土面積水較多 有時未能將這些積水清除 照樣往下灌混凝土 灌注某一孔樁身混凝土時以及樁身混凝土初凝前 附近的樁孔挖孔工作未予停止 采取的主要措施是開挖采用跳挖 澆注混凝土時增設溜槽或串桶 如有積水及時抽干 2 樁端持力層問題主要表現(xiàn)為樁端夾泥 樁端持力層未達到設計要求的巖 土 層 樁端下有軟弱下臥層 產生原因 澆注樁身混凝土前 對樁孔底沉渣未能徹底清除 對樁端持力層的巖 土 性質判斷有誤 發(fā)生流砂涌泥等現(xiàn)象 使挖孔作業(yè)無法進行到底 草草收場 采取主要措施是加強孔底的檢查 清除虛土 必要時用水泥砂漿或混凝土封底 二 常見質量問題和解決辦法 3 垂直偏差過大由于開挖過程未按要求每節(jié)核驗垂直度 致使挖完以后垂直度超過規(guī)范要求 每挖完一節(jié) 必須根據(jù)樁孔口上的軸線吊直 修邊 使孔壁圓弧保持上下順直 4 孔壁坍塌因樁位土質不好 或地下水滲出而使孔壁坍塌 開挖前要掌握現(xiàn)場土質情況 錯開樁位開挖 縮短每節(jié)高度 隨時觀察土體松動情況 必要時可在坍孔處用砌磚 鋼板樁 木板樁封堵 操作過程要緊湊 不留間隔空隙 避免坍孔 5 孔底出現(xiàn)積水當?shù)叵滤疂B出較快或雨水流入 抽排水不及時 就會出現(xiàn)積水 開挖過程中孔底要挖集水井坑 及時下泵抽水 如有少量積水 澆筑混凝土時可在首盤采用半干硬性的混凝土料 6 鋼筋籠扭曲變形鋼筋籠加工制作時點焊不牢 未采取支撐鋼筋 運輸 吊放時產生變形 扭曲 鋼筋籠要在專用平臺上加工 主筋與箍筋點焊牢固 支撐加固措施要可靠 吊運要豎直 使其平穩(wěn)地放人樁孔中 保持骨架完好 二 常見質量問題和解決辦法 2 1地面或高空墜物樁孔第一節(jié)護壁高出地面15 20cm 防止雜物滾落孔內傷人 防止地表水流入 孔下有人作業(yè)時 孔口有人監(jiān)視防護 孔口配合人員應集中精力 密切監(jiān)視孔內情況 積極配合孔內人員進行工作 在孔內上下傳送工具物品時 嚴禁拋擲 及時清理場內的土石方 孔口1 0m范圍內嚴禁堆物 人員上下要系安全帶 孔內作業(yè)人員戴安全帽 四 常見安全問題和預防措施 高出地面15cm 2 2地面人員失足跌入樁孔為防止地面人員和物體落入樁孔內 孔口四周必須設置臨時護欄 一般0 8m高 停止施工時蓋好孔口 防止人員墜落 孔口監(jiān)視人員不得擅自離崗 離崗前要做好交接工作 四 常見安全問題和預防措施 用鋼筋焊制的可移動護欄 用鋼筋焊制的孔口篦子 2 3觸電施工場地內一切電源 電器的安裝和拆除 必須由持證電工操作 所有電器設備嚴格接地 接零和使用漏電保護裝置 電器安裝后必須經驗收合格方可使用 照明電源采用12V安全電壓 燈具開關和樁孔內的電源線采用防水 防潮產品 水泵用防水的尼龍索作為受力繩具 嚴禁用電纜吊放水泵 2 4起重工具失靈不得用人工拉繩子運送人員或腳踩護壁凸緣上下樁孔 支架應穩(wěn)定牢固 使用前必須檢驗其安全起吊能力 樁孔內必須放置軟爬梯或設置尼龍繩 并隨挖孔深度增加放長至工作面 作為救急備用 四 常見安全問題和預防措施 軟梯 2 5樁孔內涌水 涌砂每天開工前 應將樁孔內的積水抽干 在樁孔開挖過程中 出現(xiàn)局部涌水時 用鋼護筒作護壁 并減短護壁高度 采取短開挖 緊護壁的方法施工 孔內抽水時 密切注意樁孔四周地表變化 預防下陷和坍塌 2 6樁孔內出現(xiàn)有毒氣體致使人員窒息當樁孔開挖深度超過5m時 每天開工前應進行對孔內有毒氣體的檢測 并用鼓風機向孔內送新鮮空氣5分鐘 使孔內混濁空氣排出 才準下人 2 7人工挖孔樁過砂層及遇上層滯水時的施工措施針對人工挖孔樁特點 遇砂層可以采取促使護壁混凝土速凝的辦法 即在護壁混凝土拌和時摻加適量速凝劑 速凝劑的摻量根據(jù)實際采用的品種 型號經實驗室確定 四 常見安全問題和預防措施 1 采用人工挖孔樁的原因出入段線明挖框架結構的圍護結構采用 800鉆孔灌注樁加鋼支撐的支方式 原方案采用長螺旋鉆機干成孔后灌注混凝土的成樁工藝 但施工至嘉園路附近后因受以下因素影響 穿嘉園路部分以及嘉園路西側廢水溝附近的圍護樁無法采用該種工藝施工 1 地面設施影響嘉園路東側有一塊廣告牌 廣告牌長度約10m 南北向 另外在路東側和路以西廢水溝附近各有南北向一條高壓線 受其影響 該區(qū)域內的圍護樁無法采用機械施工 為確保施工安全 擬采用人工挖孔的工藝成孔 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 地面交通影響嘉園路主路寬度約14m 若采用長螺旋鉆機施工 施工時施工機械將占據(jù)很大的路面寬度 導致路面無法通行 而人工挖孔施工占用的施工面積較小 并且可以通過增加施工人員大大縮短占路時間 減小施工對交通的影響 3 地下管線的影響根據(jù) 中國冶堪總局第一地質勘察院 出具的物探報告 并結合現(xiàn)場實際測量 明挖隧道南側區(qū)間地下管線主要存在于嘉園路下 分為6種管線形式 給水 雨水 污水 煤氣 電力 電信管線均為正在使用的 其中 煤氣管線從城南嘉園引出 電力管線供兩側路燈使用 電信管線由三條電纜 兩條光纜組成 在施工圍擋范圍內 共有四個井蓋 分別為給水 電信 雨水 污水井蓋 詳見下圖 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 電信 電力 煤氣 給水 施工過程中做好對施工區(qū)域及周圍的地下管線的保護成為安全施工的重中之重 若采用長螺旋鉆機鉆孔以及其它的成孔方式很難確保地下管線的安全 同時對施工安全也存在著較大隱患 采用人工挖孔時遇到管線可以采取適當挪動樁位的方法保護地下管線 有效的滿足了對地下管線保護和安全施工的要求 考慮到上述實際情況的限制 聯(lián)系勘察報告描述并結合嘉圓路東西兩側機械成樁所掌握的地層情況 在成孔深度內無地下水影響 可以采用人工挖孔樁施工 故將該部分機械鉆孔灌注樁施工改為人工挖孔樁施工 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 人工挖孔樁施工2 1工人經培訓持證上崗 并將上崗證掛在孔口 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 依據(jù)經過專家論證的人工挖孔樁方案對操作工人進行培訓做到持證上崗 上崗證懸掛于洞口 2 2采用隔樁跳挖的辦法以避免混凝土灌注對臨近樁的影響 十字交叉法來控制樁位 經常測量孔徑保證達到設計要求 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 跳樁開挖 測量孔徑 2 3護壁的配合比和配筋情況人工挖孔深度范圍內卵石層較厚 考慮到卵石層特點是較為松散 自立性差 為加強護壁安全性 在護壁中增加8根 8主筋 6 200圓形箍筋 主筋握成彎鉤上下鉤結形成整體 詳見護壁配筋圖 護壁形式采用外齒式護壁 作為施工用的襯體 以增加抗塌孔能力 混凝土采用C25現(xiàn)場攪拌混凝土 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 混凝土原材料計量 2 4 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 4設置操作平臺 用來臨時放置混凝土拌和料和灌注護壁混凝土 護壁混凝土振搗密實 上下節(jié)護壁間搭接50mm 2 5拆模時間按 建筑樁基技術規(guī)范 6 5 7 5條規(guī)定 24小時后可以拆模 2 6由于受高壓線等的影響 鋼筋籠分節(jié)吊放 在孔口連接 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 五 明挖區(qū)間的人工挖孔樁施工 2 7為保證樁頭混凝土密實度 加強樁頭混凝土的振搗 目前明挖區(qū)間一期34根人工挖孔樁全部完成 通過施工 我們可以看出人工挖孔樁并不象我們想象的那樣復雜 只要嚴格按規(guī)范和方案施工 尤其是嚴格按剛剛頒布的 建設工程施工現(xiàn)場安全資料管理規(guī)程 表AQ C6 4的要求施工 人工挖孔樁還是安全的