水利工程人工挖孔桩施工技术探讨

郭建涛 刘满

摘要：人工挖孔桩在各建筑领域的应用都十分广泛，在水利水电建设中主要用于水工建筑的基础工程中。本文针对人工挖孔桩的相关施工技术进行介绍，希望能为水利工程施工提供参考。

关键词：水利工程;人工挖孔桩;施工技术

引言：随着我国水利工程建设规模的不断扩大，人工挖孔桩施工技术在水利工程施工中应用越来越多。只有对每个施工环节进行有效把控，才能提高水利工程人工挖孔桩的施工质量。

1人工挖孔桩施工工序

施工准备→放线定桩位及高程→第一节桩孔开挖→安装第一节护壁模板→浇灌第一节护壁混凝土→检查第一节桩位轴线和截面尺寸→架设垂直运输井架→安装卷扬机（电动葫芦）→安装吊桶、照明灯、活动盖板、潜水泵、鼓风机等→第二节桩孔开挖→先拆第一节护壁模板、再安装第二节护壁模板→浇灌第二节护壁混凝土→检查第二节桩位轴线和截面尺寸→依次循环作业→成孔检查验收→吊放钢筋笼→灌注桩身混凝土→声测管或小应变检桩。

1.1施工准备

施工现场完成“三通一平”，施工作业队伍到位，机械设备和工程材料等已进场并能正常使用。（1）施工用水可连接就近水源，没现有水源可采用水车运水，并能满足桩基施工需要。（2）施工用电可连接就近变压器，若没有可利用变压器，可采用发电机供电，保证桩基施工顺利进行。（3）施工临时道路以确保施工机械设备、施工材料运至桩基作业面为准。（4）施工场地已安规范要求完成清表、整平、压实。（5）施工作业队伍已经接受桩基施工的安全技术交底，并履行签字手续。（6）施工机械设备经检验合格，特种作业人员须持证上岗。（7）施工所需材料均安要求堆放，并设置标识标牌。（8）做好施工区地表截、排水及防渗工作。

1.2施工工序

（1）放线定桩位及标高。1）采用全站仪配合水准仪将控制点引到桩位附近，其精度达到规范要求，并报监理人批准;2）依据设计图纸计算出各桩位坐标，经验算无误后采用全站仪放样，桩位经监理工程师复核并签字同意后进行下一步工序施工。（2）第一节桩孔开挖。1）采用人工配合挖机的方式埋设护筒作锁口处理，其顶端高出地面至少30cm。护筒外缘浇筑与护筒等高的混凝土平台。以防止地面水流入孔内或地面杂物掉入孔内。2）开挖桩孔应先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。孔内普通土、硬土、碎石土人工用锹、镐挖掘;软石、次坚石采用水钻钻孔开挖;条件允许时可采用风动凿岩机钻孔，浅孔爆破开挖。每节的高度应根据围岩好坏而定，一般1.0m为宜。3）相邻桩间净距小于2倍桩径且小于2.5m时应间隔开挖，同一排桩基高差大于1m时，严禁同时开挖，开挖过程应注意边坡稳定，待先开挖桩浇筑砼且强度达到要求后，再施工相邻桩。（3）安装第一节护壁模板。为方便浇筑护壁混凝土，每节护壁混凝土上、下采用不同厚度：高度1.0m，顶厚20cm底厚10cm，上下节搭接长度为7cm。（4）浇灌第一节护壁混凝土。护壁混凝土分层浇灌，每层高度不超过50cm即振捣一次。振捣时采用Φ25振捣棒，既保证混凝土振捣密实又要避免护壁侧模承受混凝土单边侧压力过大而变形。（5）检查第一节桩位轴线及截面尺寸。每节桩孔护壁做好后，用全站仪、十字线、吊坠、半径尺杆和测绳检查桩孔轴线位置、标高、垂直度、截面尺寸并满足规范要求。（6）架设垂直运输架。第一節成孔后，在桩孔上口架设垂直运输支架。支架采用钢管吊架，要求搭设稳定、牢固。（7）安装卷扬机（电动葫芦）。在垂直运输架上安装滑轮组，选择适当位置安装卷扬机。（8）安装吊桶、照明灯、活动盖板、潜水泵、鼓风机等。（9）第二节桩孔开挖。1）弃渣用卷扬机吊出后立即运走，不得堆放在桩孔周围。一般规定基坑边缘堆置弃渣应距基坑上部边缘不少于2m，堆置高度不应超过1.5m;在垂直的坑壁边，此安全距离还应适当加大;土质良好时距基坑上部边缘不少于1m，堆置高度不应超过1.5m;软土地区不易在基坑边堆置弃土。2）桩孔挖至规定的深度后，先校正桩位轴线再用半径尺杆检查桩孔的直径和垂直度。3）桩孔开挖过程中应及时排除孔内积水，当水量较小时，可采用孔内直接排水;当水量较大时，易采用桩孔外井点降排水。（10）先拆第一节护壁模板、再安装第二节护壁模板。护壁模板采用拆上节，安装下节依次周转使用。安装下节护壁模板时模板上口留出高度为5cm的混凝土浇筑口，接口处应捣固密实。拆模后水泥砂浆抹平。（11）浇灌第二节护壁混凝土。混凝土浇筑采用溜槽、溜筒，人工浇筑振捣密实。（12）检查第二节桩位轴线和截面尺寸。（13）依次循环作业。1）按要求逐层循环作业，将桩孔挖至设计深度;2）清除虚渣，检查围岩情况及桩底承载力是否满足设计要求。（14）成孔检查验收。成孔以后必须对桩身断面尺寸、孔底标高、桩位轴线、垂直度、虚渣厚度进行全面测定，并及时通知建设单位、勘察单位、设计单位、监理单位和质监单位验收。（15）吊装钢筋笼。1）吊装前对钢筋笼的分节长度、直径、主筋和箍筋的型号、根数、位置，以及焊接、绑扎等情况全面检查。2）钢筋采用双面搭接焊连接，连接长度不小于5倍钢筋直径，也可考虑套筒连接。相邻焊接接头错开至少1米，同断面接头数量不得超过主筋根数的50%。3）钢筋笼吊装完成后，固定在锁扣护筒上，防止混凝土灌注时，钢筋笼移动、上浮。4）根据桩径大小等距埋设数根无缝声测钢管。声测管用套管连接，管的下端应封闭，上端加盖，钢管焊接在钢筋笼的内侧，并固定牢固。（16）灌注桩身混凝土。1）灌注水下混凝土采用提升导管法，漏斗根据首批混凝土的方量制作。首批混凝土的方量        （V）应能满足导管首次埋置深度（H1≥1.0米）和填充底部（H2=0.4～0.6米）的要求：V≥πD2（H1+H2）/4。2）导管安装深度和实际孔深必须计算准确，使导管底口与孔底的距离能保持在0.4～0.6米左右，以能顺利放出混凝土为度。当距离太大时，第一斗混凝土方量就不足以使导管下口埋设1米以上，后续灌注的混凝土存在水洗风险，降低桩身质量。3）为避免导管提升过程中碰挂钢筋笼，导管易采用丝扣连接。4）水下混凝土的灌注须连续进行，中途不得中断。导管在保证管底口埋设深度后，可缓缓平稳提升。每次提升的高度须保证导管底部埋入混凝土中不少于2m，最大埋深不超过6m。5）在灌注过程中，混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入，以免在导管内形成气囊，挤出管节间的橡皮垫，使导管漏水。6）为防止钢筋笼上浮，当砼面接近钢筋笼时，应保持较大的导管埋深，放慢灌注进度;当孔口混凝土面进入钢筋笼2～3米后，应适当提升导管，减小导管埋置深度，增加混凝土对钢筋笼的握裹力。8）桩身混凝土比桩顶设计标高超灌50～80cm，确保截除桩头后桩身混凝土质量。（17）声测管或小应变检桩。根据施工实施细则及规范要求，对桩进行超声波或小应变检测。

2安全保证措施

（1）孔口围护措施。孔口四周必须设置高出地面0.8m的围栏防护。（2）孔中防毒措施。作业人员下孔之前，应用气体检测仪对孔内空气进行检测，发现有害气体含量超过允许值，应用鼓风机向孔底通风，然后才能下井作业。作业人员孔内作业不能超过4小时。（3）防触电措施。施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。孔中操作人员应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。

综上，通过对人工挖孔桩施工技术的有效应用，进一步提高了水利工程整体结构的稳定性。从而取得良好的社会效益和经济效益。

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