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人工挖孔灌筑桩的施工技术及安全防护措施(2)

第一步,先挖地表层第一节井孔,然后安装模板、拉筋,浇筑井圈及井口护壁。井圈和井口护壁拉筋连接一体,并插入坑底面土中至少200mm深,待与浇筑第二节护壁衬砌内拉筋连接(见图a)。

第二步,第一节衬砌混凝土强度达到10Mpa以上时,再在孔中往下挖第二节井孔。每节的挖掘深度视孔壁土方的稳定性而定,侧壁土方坍塌至上一节衬砌根部的外侧时,就应该立即安装拉筋、脱下上一节的模板,摆放准确,浇筑此节衬砌混凝土。挖孔过程中井孔中心位置始终保持最低,以利于水泵抽水。

循环重复以上作业程序,直至设计桩深或不需要衬砌的地段。到了不需衬砌地段,挖孔作业应严格按设计桩径开挖,严格控制超挖量,尽量少扰动井孔周围的原始土层和岩石层。

(3)、护壁衬砌结构

护壁的衬砌大多采用现浇混凝土。混凝土的标号一般不低于C20号混凝土。为加快挖孔进度,促进衬砌混凝土提高早期强度,浇筑混凝土时要掺加早强剂。为衬砌混凝土浇筑方便及作业人员上下登踏方便,衬砌护壁大多做成倒锥筒形(见图a)。护壁衬砌每个节段上孔壁厚下孔壁薄,上孔壁厚度一般不小于15cm,下孔壁厚度不小于10cm。根据地下土层坚固程度,随着开挖进尺的安全保证程度,决定护壁衬砌浇筑高度,护壁衬砌应迅速浇筑,每浇筑一次为一节。地表层以下较近的土层松散易坍塌,孔壁土方坍塌量偏大,护壁高度可酌情减短;以下土层密实坍塌量相对小些,护壁衬砌高度可适当加大,但每节高度最大不宜超过1.3m;每节护壁衬砌上口内径可按钢筋笼30mm的净保护层的孔径施工,若监理单位和建设单位有争议,可在安装钢筋笼之前将每节段护壁上口突出处尖端凿去,以保证设计的桩基孔径尺寸。为防止井壁土层松动坍塌造成护壁破裂、脱落、坍塌,保证护壁坚固及井下作业人员的安全,衬砌护壁内要埋设竖向拉筋和环向拉筋,环向拉筋直径不小于6mm,间距不大于200mm;竖向拉筋直径不小于8mm,间距不大于300mm,上下接头设标准弯钩勾结,接头的布置要躲开每节衬砌的接缝处。

上面是覆盖土层下面是岩石层(或较坚固的土层)的地质条件,根据岩石的稳固程度,护壁衬砌要向不需护壁的岩层(或土层)延伸不小于2m。为使护壁坚固可靠,井口处护壁做成一个大井圈,井圈护壁孔径要比下面的护壁直径至少大1m,多出襟边厚度不小于30cm,并配置钢筋与井孔内护壁钢筋连成一体。

(4)、衬砌模板制做方法

衬砌护壁模板采用内侧托模。内侧托模一般使用木板条、竹

板条,也可采用钢板制做。模板内侧设支撑拱架。为不防碍施工人员挖孔作业,支撑拱架中间做成空支撑拱架,一般做成二至四瓣,用螺栓连接成整体。模板上口设一个活动木盖,当灌筑衬砌混凝土时,用做承接混凝土,并从盖上推进模板盒内。以木模板为例,见图b。

(5)、挖掘方法

对于土、砂、碎石类地质层,可直接用镐刨、锹挖。对于坚硬的地下土层、风化的岩石层可采用凿岩机开挖。对于坚硬的岩石层采用爆破法开挖。采用爆破法开挖时,由于井下爆破凌空面小,炮眼不宜过深,每次爆破不宜超过1m深,爆破先放开心炮,由井孔中心向外梅花状布置炮眼。药量要适当控制,以崩疏、崩散为宜,并在坑底覆盖草垫子等物品,减轻放炮对衬砌及孔壁的破坏作用。

从井下弃土一般采用手摇辘轳提土,有条件的也可采用电动葫芦或卷扬机提土。人工提土使用的吊筒要选择不怕摔、不怕磕碰的坚固耐用的带线胶皮筒,其容积(装土)不超过80kg。

(6)、覆盖层含水量较大条件下的处理方法

在未经扰动破坏的原始岩石层内,地下水的涌水量一般是很小的,但其上面覆盖土层中含水量很丰富。在这种条件下,若利用机械钻孔,在岩石层的钻进速度也是非常缓慢的,若采用人工挖孔施工技术,必须对地表覆盖层内的地下水进行控制。在这种条件下地表覆盖层的厚度不宜超过6m。对覆盖层的处理方法有,在挖孔位置上可先设置沉井(可将整个墩台基础括在一起,沉井可采用浇筑钢筋混凝土或钢板焊制),沉井下沉并伸入岩石层,在接茬处封堵漏水,然后再在岩石层上进行人工开挖井孔。在有条件的情况下,也可打降水井,抽干(或降低)地表覆盖层内的水份。当岩石层顶面是坡面时,在低坡脚打井降水也是很理想的方案。

(7)、细砂、粉砂土层挖掘方法

地表层是细砂、粉砂覆盖土层时,挖孔时易发生流砂现象。孔壁边挖边塌,孔壁站不住。此种情况下可用护壁当沉井下沉,直到覆盖土层颗粒较大、土质较密实、不易坍塌土层时止,往下按正常工序施工。沉井的护壁高度不易超过6米,分节预制,上口补做井圈。沉井孔径要略大些,以考虑下沉过程中的偏移量。

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