人工挖孔桩技术在工程中的实践

【摘 要】本文通过莱钢转底炉工程桩基基础施工的实践,论述了人工挖孔灌注桩施工工艺及质量控制过程.

【关 键 词】人工挖孔桩；砼；转底炉

0引言

莱钢转底炉工程是国家发改委批准的循环经济高技术产业化重大专项项目,主要处理钢铁厂生产过程产生的粉尘灰,可回收粉尘灰中铁、碳、锌等有用资源,降低粉尘中锌、碱金属等有害元素对烧结、高炉稳定生产造成的严重影响,转底炉配料室、混料室等构筑物采用人工挖孔灌注桩基础形式,以下介绍桩基施工实践过程.

1工程概况

莱钢股份转底炉工程位于莱钢大H型钢区域,场地东西宽210.00m,南北长326.00m,主要建（构）筑物为转底炉本体及其附属设施,场地地貌单元属山前坡洪积地貌.受人工活动影响,地形不平坦,南高北低,最大高差为21.81m.场区地下水主要于场地北部,勘察期间测得地下水位埋深在2.13～8.38m,配料室、混料室等单位工程设计采用人工挖孔灌注桩基础,桩身直径为Φ1000mm,桩身混凝土强度等级为C25,保护层厚度为40mm,护壁混凝土强度等级为C25.桩长约16-19米,桩端持力层为石灰岩,桩端进入岩深度为1m.设计单桩竖向承载力特征值Ra等于2600KN.混凝土充盈系数〉1.05,桩基共计约117棵.

2施工难点分析

该工程施工现场地质条件较差,部分场地正在开挖回填,且现场堆积存放大量渣土,对施工场地影响较大.根据勘察及现场回填情况分析,部分回填区域回填不均匀,甚至存在有大块石堆积回填等现象,对挖孔桩成孔安全影响较大,部分区域地下水较大,对挖孔、砼灌注有一定影响.

3施工工艺及要求

根据场地地层情况及设计要求结合实际,采用现场搅拌护壁混凝土、人工挖孔成孔、钢筋笼现场制作、孔内导正、孔口固定、利用串筒干灌砼成桩的施工工艺.

3.1成孔工艺

3.1.1放线定位

对测量基点、基线进行复核,复核无误后采用全站仪按照图纸测放桩位,并实行复检制度,全部桩位测放完毕后,填写《桩位测量放线记录》,报请监理工程师检查验收.

验收结束后,从桩中心位置向桩孔外引出四个桩中轴线控制点,用牢固的木桩标定.挖孔过程中随时吊放中心线,加强垂直度的控制.

3.1.2开孔

（1）桩位验收无误后,在桩径（含护壁）圆圈内开始挖土；安装护壁模板；复核护壁模板直径、中心点位置无误后,浇注护壁混凝土,并高出现场地面15-20cm.

（2）第一节护壁完成后,把桩孔中轴线控制点引回护壁上,并进一步复核,作为以后确定地下各节护壁中心的测量基准点.

3.1.3人工挖孔和出土

桩孔由人工从上到下用镐、锹进行,到硬层用风镐开挖,岩石层采用爆破,土石方用皮桶通过手摇绞车或卷扬机吊至地面.

3.1.4安装护壁模板

桩孔挖土完毕经验收合格后,安放护壁钢筋后,再安装护壁模板.模板采用钢制孤形组合模板,中心位置以引到第一节护壁上的桩控制点控制,十字线对中吊大线锤,尺杆找圆周.符合要求后,固定模板,防止浇捣混凝土时发生移动.

3.1.5测量控制

桩位轴线采取地面设十字控制网、基准点,每开挖１米用设于第一节护壁的定位拉线引垂球测量,桩顶标高位置必须测量桩孔中心.

3.1.6灌注护壁混凝土

护壁混凝土强度等级C25,浇注混凝土应保证上下节护壁紧密相连,不得有脱节现象.浇注混凝土用手锤敲击模板和用棍棒反复插捣使混凝土密实,护壁模板在24h后拆除.

3.1.7拆除模板及下段挖孔施工

当护壁混凝土强度具有一定强度时,可拆除模板,再开挖下一段土方,然后继续支模灌注护壁混凝土,如此循环,直至挖到符合设计深度.

3.1.8验孔

当挖至设计持力层,地质情况达到设计要求时,通知监理单位对孔底岩性进行鉴定,保证桩端进入设计持力层,并填写验收记录.

3.2钢筋笼制作与安装

钢筋采用HPB235及HRB335,其中孔桩护壁加固筋Φ8mm,桩身主筋螺纹钢Φ18mm-20mm、加劲筋Φ14mm、螺旋筋Φ8mm.钢筋笼每节长约15m-20m整体相连,受力钢筋连接采用对焊或塔接焊,两接头截面错开5d塔接,主筋锚入的钢筋不弯曲.

加劲箍筋封闭连接,焊接长度5d与主筋采用点焊连接,螺旋筋与主筋采用梅花形式点焊连接或铁丝扎连,吊装钢筋笼,由于钢筋笼采取整体吊装受力不均,因此按设计加劲筋内加焊对称十字筋不少于3个,吊装完后去掉.

吊装钢筋笼,吊装设备用25t汽车吊,吊装入孔时,慢慢下放,若遇阻碍应停止下放查明原因进行处理,严禁高起猛落式的下放,至设计高后用二根Φ20钢筋把钢筋笼悬吊于孔中调整固定.

3.3砼灌注

3.3.1在浇灌砼前半小时,通知商品砼供应商备料,砼运至施工现场后,对混凝土的和易性、坍落度进行检查,满足要求方可进行灌注.

3.3.2在浇灌时应保证浇灌工作的连续性,必须随浇注随震捣.

3.3.3混凝土接近设计桩顶标高时,要准确测量其高度,准确计算并控制最后一次灌注量,使混凝土顶面高出设计标高500mm,防止欠灌.灌注桩在浇灌时,应一次灌注完毕,不得因任何原因中断.

3.3.4按规范要求现场制作留取试块.

3.3.5如孔内水位较高,水量较大时,可适当采取水下灌注方法灌注.

4工序检查验收

4.1测量放线

桩位测量放线依据设计图纸进行,采用极坐标法测放,桩位测量放线允许误差为20mm.

4.2护壁

4.2.1孔圈中心线应和桩的轴线重合,其与轴线的偏差不得大于20；

4.2.2第一节孔圈护壁应高出现场地面20cm；

4.2.3护壁厚度、配筋、混凝土强度均应符合设计要求；

4.2.4每节护壁均应当日连续施工完毕；

4.2.5护壁砼要密实,若发现有蜂窝现象,应及时补强.

4.3人工挖孔

4.3.1桩径、孔底岩性符合要求；②桩径允许偏差：±50mm；③垂直度允许偏差：≤0.5％

4.4钢筋笼

4.4.1主筋在同一截面接头数量不得超过50%.主筋、加劲筋其单面搭接焊长度不小于10倍钢筋直径.②制作标准及要求：主筋间距偏差±10mm,直径偏差±l0mm,螺旋筋间距偏差±20mm,钢筋笼长度偏差±100mm,钢筋笼安装深度允许偏差±100mm.

5施工过程问题及处理

在挖孔桩成孔过程中,挖孔至10米―13米左右深度时,个别桩孔遇地下水,采用整体降水方式处理,根据孔洞内水的多少,将水量多的作为预留降水井,待其它桩砼浇灌完后,用水下混凝土施工或先封底后再应用常规法施工.

6结论

桩孔完成后,委托专业检测公司对桩孔底基岩进行地质雷达探测,检测结论桩孔底基岩基本完整,仅局部存在溶蚀破碎或粘土充填等不良地质现象,符合基槽验收要求.桩基完成后,委托专业检测公司对桩基按规范要求,进行低应变、高应变检测,检测结论桩基完整,承载力符合要求,至此转底炉桩基工程施工、验收顺利完成.