挖孔樁最早是在旱地施工發(fā)展起來,後來用於城市跨線橋、立交橋。城市橋梁挖孔樁(zhuāng)除(chú)了 可以節省鑽孔機具外,還可以避免鑽機的噪聲和(hé)泥漿對環境的汙染(rǎn)。以後逐漸發展到水(shuǐ)中(zhōng)也 采用挖(wā)孔樁,樁的直徑(jìng)或邊長也由最初的1.0 -1.Sm發展到 4-6m,深度也發展到超(chāo)過20m, 並由小直徑的挖孔實心樁發展到大直(zhí)徑的挖孔空心樁。
在無地下水(shuǐ)或有少量地下水,且較密實的土層或風化岩層中,或無法采用機械成孔或機械 成孑L非常困難,水文、地(dì)質條件允許的地(dì)區,可采用人工(gōng)挖孔施工。
1.小(xiǎo)直徑挖孔樁施工要點
(1)孔(kǒng)壁(bì)支護
挖孔樁(zhuāng)的施工方法比較單一,所不同的是護壁方法的不同。一般孔(kǒng)壁支護現都采用(yòng)預製 混凝土護圈或鋼護圈支護,也可采用現澆(jiāo)或噴(pēn)射混凝土護壁。挖孑乙與支護孔壁交錯進行,開挖 一段,支護一段。
一般采(cǎi)用護筒保護孔口,護筒宜高(gāo)出地麵(miàn)300mm,除保護孔口不(bú)坍塌外,還可防(fáng)止表麵水 或地麵泥土、雜物等滑落孔中。
孔(kǒng)中井壁(bì)宜設置預埋鋼筋做爬梯,每孔對稱兩排布置,以便一旦發生危險,孔中(zhōng)挖土的兩 人可同時離開。爬梯還有利於(yú)護壁和樁身(shēn)混凝土的共同工作,增(zēng)加樁的承載力。鋼板護壁可 用2 -3mm厚的鋼板卷製成護圈,每節高1.Om,豎(shù)向分成(chéng)3 塊,每(měi)塊四周邊鑲L40mm X 40mm 的角鋼焊接而成。角鋼上鑽孔,用螺栓或銷釘連接成環形,每挖1.Om深的土方,組裝一節(jiē) 護圈(quān)。
(2)挖土施工
挖孔樁開挖過程中,開挖和護壁(bì)兩個工(gōng)序必須連續作業。挖土應均勻、對稱、同步進(jìn)行。 挖孔時應注意施工安全,如有水滲入,應及時加強孔壁支護(hù),防止水在井壁浸流造成坍孔(kǒng)。挖 孔較深時應向孔內鼓風以保證工人施工所(suǒ)需的新鮮空氣,同時采用礦工燈或其他照明方式,以 方便施工。
挖孔達到設計深度後,應進(jìn)行孔底處理。清底工作一定要按要求清(qīng)出曲線底麵,有可能將 樁底擴孔呈大頭樁,以提高樁的承載力。樁底要清到無鬆渣、淤泥、沉澱等虛土。
(3)灌注混凝土
清底工作經檢查合格(gé)後,即可放入鋼筋籠。鋼筋籠(lóng)製(zhì)作、運輸、安放人孔與鑽孔灌注樁要 求相同。孔內的混凝土灌注(zhù)應連續快速進行,防止汙(wū)水泥(ní)土雜物掉進孔內,造成人為斷樁。若 施工(gōng)接縫不可避免時,應按施工縫處(chù)理要求辦理。
采用在空氣中(zhōng)灌注混凝土方法時,應注意掌握灌注速度,混凝(níng)土應分層灌注、分層(céng)振搗,每層最深不得超過400mm。空氣中灌注的樁如為摩擦樁,且土質較(jiào)好,短時期無支護不(bú)致引起 孔(kǒng)壁坍塌時,可在(zài)灌注(zhù)過程中逐步由下至上拆(chāi)除支護。
2.大直徑挖孔樁施(shī)工要點
大直徑挖(wā)孔樁(zhuāng)不僅施工工藝和設備比較簡單,而且質量好,速度快,采用變(biàn)截麵樁身使樁 的受力更加(jiā)合理。由於樁的剛(gāng)度增大,可取消承台,大大降低工程成(chéng)本,實踐證明,可(kě)比鑽孔樁 降(jiàng)低達(dá)30% -40%的造價。
(1)成孔技術
對於旱地上的大直徑挖孔樁(zhuāng)成孔過程的開挖支護(hù),可(kě)以采用小直徑挖孔樁的方法,采用全(quán) 深護筒法(預製鋼筋混凝土或(huò)鋼護筒等)。目前,我國(guó)在水(shuǐ)中進行大直徑挖孔樁的施(shī)工技術獲 得很(hěn)大成功,具體方法有如下3種。
①鋼護筒法:沉人鋼護筒在筒內開挖,護筒腳最好(hǎo)能進入不透水的(de)黏土層(céng)或風化岩層中。 如在(zài)透水層中(zhōng)且在地下水位以下時,宜配備適當的排水(shuǐ)設備如潛水泵等。
②鋼筋混凝土套(tào)筒法:具體(tǐ)做法是在河床上先築島,在墩位(wèi)處就地澆築(zhù)外徑為320 - 520cm. 厚10cm的鋼筋混凝土套筒,用大功率抽水機在鄰孔抽水來(lái)降低(dī)水位,人工在套筒內開挖。
③沉井內挖孔樁法:築島將圓形沉(chén)井下沉至6 -8m的風化岩層(céng)麵後(hòu),用水下混凝土和旋 噴工藝封住刃腳,止水後人工在風化岩中完成(chéng)大直徑挖孔樁。
挖孔樁用鋼(gāng)筋混凝土與(yǔ)沉井(jǐng)刃腳固結,而沉井(jǐng)內不填混凝土,作(zuò)為空心墩的組成部分,形 成沉挖空心墩新結構。
(2)排水和止(zhǐ)水(shuǐ)方法
一般挖孔樁是在預估(gū)滲水量甚小時才采用,但在水中挖孔總難免遇到滲水,尤(yóu)其(qí)是井底(dǐ)滲水。除一般采(cǎi)用潛水(shuǐ)泵抽水外,如果滲(shèn)水量較大,尚需先采取止水措施再挖(wā)進(jìn)。實踐中采用如下幾(jǐ)種止水(shuǐ)措施(shī)。
①內套筒壓漿止水
如果刃腳附近及以(yǐ)下皆為粗砂礫石層,則可放(fàng)人直(zhí)徑(jìng)比沉井或外套筒小1.Om左右(yòu)的鋼 內套筒,使(shǐ)其與井(jǐng)壁(bì)之間有50cm的空隙,用空壓機(jī)吹砂(shā)等方法沉至岩麵,中間插1-2m間距 壓漿管(直徑450mm),將空隙用礫石填滿(mǎn),頂麵用纖維袋裝混凝土封閉,然後從井上壓注水泥 漿,將砂礫石固結(jié)封水。沉放內套筒等工序可在(zài)抽水情(qíng)況下進行,而壓漿則宜在靜(jìng)水狀態下進 行,以免水泥漿流失。如果必須在抽水狀態下進行時,水(shuǐ)泥漿應加速凝劑(如鹽類、水玻璃等)。
②內(nèi)套筒填灌混凝土止水
當沉井或外(wài)套筒在下(xià)沉過程因(yīn)抽水而有大量粉細流(liú)沙湧入刃(rèn)腳,或刃腳尚難下到風化層,其間的地(dì)層尚夾雜粉細顆粒,既不宜抽水,又不宜(yí)壓(yā)漿時,則應采(cǎi)用靜(jìng)水沉(chén)放內套筒,向井(jǐng)內灌 水使水位高於井外,由潛水員下到刃腳,將刃腳與內套筒之間的流沙(shā)等清除(chú)幹淨,從井上用套 管將不分散混凝土(tǔ)(或砂漿(jiāng))灌下封閉止水。這個(gè)作業需潛水員三(sān)班(bān)連續進行,進度較(jiào)慢但止(zhǐ) 水(shuǐ)效(xiào)果較好,一(yī)次即可成功。
③井壁預(yù)鑿鑽孔旋噴(pēn)止水
沉井較大時,事先在(zài)沉井壁中預留鑽孔(中300mm)通過刃(rèn)腳,當沉井抽水(shuǐ)不幹時,用地質 鑽機從井麵向下鑽孔,並旋(xuán)噴水泥漿,將刃腳以下砂礫、黏(nián)性土等與(yǔ)水泥漿通(tōng)過(guò)水力攪拌形成 混凝土,強度可達SMPa左右。旋噴有效範圍視土質而(ér)異(yì),一般為60 - 100cm,因(yīn)而(ér)預留孔間 距不宜過大。如果一次旋噴完成後抽水時還有較大漏水情況,還可在沉井之外進行補鑽旋噴(pēn)。