浅析自制挖孔桩上人钢爬梯的改进措施

重庆市某地质灾害工程程抗滑桩位于山体滑坡地带, 该滑坡根据设计采用后缘削方减载+前缘回填反压护坡+抗滑桩的方案进行综合治理。根据设计要求1~21#桩断面尺寸为1.50×2.00m, 桩深15.0~22.0m, 22~23#桩断面尺寸为2.00×3.00m, 桩深22~28.5m、24~40#桩断面尺寸为2.75×3.50m, 桩深30.5~40.5m。由于抗滑桩位于滑坡地带且该范围内地质情况较差并一直处于位移变形状态, 2007年11月10日抗滑桩锁口位移检测简报通告, 抗滑桩成孔施工在不到1个月的时间内Z16桩累计主滑移量为3 6.2 m m, Z 2 4桩为5 7.1 m m, Z 3 6桩为56.5mm, Z38桩为19.7mm, Z30桩为28.8mm。因此抗滑桩成孔开挖采用了“跳桩”开挖, 同时加快抗滑桩施工进度也显得尤为重要。基于以上地质灾害治理工程的实际情况, 项目部总共制作了620m长的钢爬梯以满足抗滑桩成孔的需要。通常项目部在其它挖孔桩数量较少、成孔深度教浅的工程对成孔上人钢爬梯均采用一次摊销的方法解决, 对重复利用、安全、专场运输等方面考虑的不多。

本文主要是结合本工程的实际情况, 针对上人钢爬梯在制作、使用、安全、重复利用以及转场运输等方面进行阐述。

1 抗滑桩上人钢爬梯结构形式的选择及应力验算

1.1 钢爬梯制作材料的选择

通常抗滑桩 (挖孔桩) 上人爬梯有2种形式, 一种是软式爬梯, 另一种是硬式爬梯。一般软式爬梯只能用于成孔深度不大 (10m以内) 、桩径 (截面尺寸) 较小的挖孔桩成孔施工。对于成孔深度较深、桩径 (截面尺寸) 较大的挖孔桩施工只能采用硬式爬梯, 对于本工程抗滑桩成孔施工我们选择了硬式爬梯。结合抗滑桩使用钢筋的实际情况并通过计算, 选用了Φ16的钢筋作为制作钢爬梯的主要受力构件, Φ8钢筋作为安全防护栏材料。

1.2 钢爬梯强度验算

钢爬梯在使用过程中主要是提供井下作业人员上下的通道, 受力最不利的地方是第一节顶部挂钩处由于荷载作用被拉伸变形而脱钩发生垮塌。考虑到40#桩成孔深度最深, 为本次抗滑桩施工最不利情况, 故钢爬梯强度验算以该桩为条件进行计算。即;钢爬梯搭设长度按42m, 考虑必须满足4m的模数的要求, 取41个标准节。

1.2.1 荷载取值

(1) 钢爬梯自重W=41×31.63×10=12.97kN

(2) 考虑2人同时上下, 则活荷载Q=2×100×10=2.0kN。

(3) 考虑2人同时上下对爬梯的作用, 动力系数N=1.3。

1.2.2 钢爬梯梯绑Φ16的钢筋验算

(1) σ=K (W+Q) /S=1.3× (12.97+2.0) /3.14×0.0082=96840KN/m2=96.84MPa<[σ]=335MPa

结论:通过以上验算, 钢爬梯受了最不利处第一节挂钩不会因钢筋变形而被拉伸发生破坏。

2 钢爬梯的加工、制作

(1) 综合考虑便于转场汽车运输和到人工安装, 将钢爬梯长度统一为4.0m一节, 宽度为0.5m, 踏步间距为0.4m, 从而使整个标准节重量控制在30kg左右。将踏步加工成门芯, 使两侧90°弯勾长度为3cm是确保梯步与梯绑之间的焊接牢固。通过操作人员在上下过程中反映出爬梯踏步与护壁之间没有空隙, 脚经常“踏空”。为此我们在梯绑上按间距1.6m增设了一道15cm的支腿, 保证了脚与踏步之间更好的接触, 避免了“踏空”的问题。

(2) 由于钢爬梯是提供操作人员的上下作业面的唯一通道, 确保安全是第一大事, 因此对加工爬梯所用的钢筋必须是正规厂家生产的合格产品, 并对原材料按要求进行复检。在每节爬梯制作完成后项目部安全员还必须对每到焊缝逐一检查, 避免在使用过程中由于钢筋发生脆断或“虚焊”而发生事故。

3 钢爬梯的安装

为了避免钢爬梯影响抗滑桩出渣通, 在平面布置上应考虑在出渣通道对面护壁转角处。在立面布置上按以下顺序实施。

(1) 首先在锁口梁布置一道脚手架钢管横梁, 同时将横梁与抗滑桩防护棚钢管用扣件进行连接, 确保横梁定位准确、牢固。

(2) 浇注第二模砼护壁时, 应注意在钢爬梯安装位置按间距4m准确预埋一道12#铁丝, 以保证每节爬梯与护壁之间的固定, 避免钢爬梯连接较长后人员上下时左右摇晃。

(3) 地面组装标准节钢爬梯和安全防护栏;安全防护栏的弧拱和竖筋均采用φ8钢筋制作、弧拱与竖筋采用电焊连接, 弧拱间距为0.8m一道, 弧拱两端加工成d=16mm的O形圈。弧拱与梯绑连接采用活动绞接。活动绞轴采用30mm长、d=12mm的标准螺杆制作, 并与梯绑焊接而成。在组装时将O形圈套入活动绞轴并加垫圈用螺帽固定。完成后使钢爬梯与安全防护栏形成整体。

(4) 钢爬梯的安装;最先使用未加安全防护栏的钢爬梯作为临时上下的通道使用, 待成孔超过标准节长度4m后换用加装防护栏的爬梯。方法是将组装好的爬梯顶端挂钩挂在锁口梁上的横梁上, 并将预埋铁丝与爬梯梯绑固定。随着成孔的逐步加深可以通过第一次使用的未加安全防护栏的钢爬梯通过在标准节不同位置的梯步上悬挂来调节距离, 一但当深度超过4m后就要更换组装好的标准节。在第二个标准节定位后采用铁丝将上下之间的安全防护栏进行连接。详见《钢爬梯安装图》

(5) 随着深度的不断加深, 可按照安装第二个标准节的方法架设钢爬梯, 直至达到抗滑桩的设计深度。

4 钢爬梯的拆除

当抗滑桩施工完毕后采用从下至上逐段拆除钢爬梯, 同时可采用提升用卷扬机作为提升设备将爬梯提升至挖孔桩表面人工转移出工作面。在工作面外将安全防护栏与爬梯之间的连接拆除并堆放整齐。要注意在拆除及转场运输过程中要尽量避免钢爬梯、防护栏的变形, 若发生了变形则必须在另一个工地使用前予以校正。

5 结语

挖孔桩在成孔施工过程中最主要的问题就是要解决工人进入工作面的上下问题, 通常一个工人每天进出井内的上下次数最少都要达到6次, 每个井一般都有1~2人进行作业, 本工程的24~40#抗滑桩由于断面尺寸较大, 井下作业人员达到了3人, 这样钢爬梯的使用频数非常高。特别是监理、施工管理人员等要到井下进行检查时爬梯的安全可靠就显得尤为重要, 本人通过几次进入深度达40m的井下检查时的体会深感钢爬梯安全的重要性, 特别是那种悬在半空中的感受终身难忘, 谨以此文提醒大家要重视钢爬梯的使用安全。

摘要：根据人工挖孔桩安全操作规程要求, 挖孔桩在成孔开挖过程中, 孔内作业人员只能通过悬挂在孔壁的爬梯通向地面。通过对挖孔桩自制上人钢爬梯的制作、使用、安全以及转场运输等方面的考虑进行探讨。

关键词：自制挖孔桩,人钢爬梯,改进