浅析人工挖孔桩的应用

2022-09-10

1 人工挖孔桩有如下优势

1.1 工程质量能够得到保证

人工挖孔桩具有直观性, 在人工挖孔的施工过程中能够直接通过看到每层土质情况, 便于与岩土勘察报告和设计要求的土质进行对比, 通过初步对比基本上能够确定挖孔是否到桩端持力层。

根据初步判断达到了持力层后, 还要进一步断定是否达到设计的桩端地耐力特征值要求。这时就可以使用轻便触探测试地耐力特征值, 如果达到了设计要求土质耐力特征值, 说明测试桩符合设计要求。如果达不到设计要求, 可根据测试的实际情况决定是否采取再进一步人孔进行深挖或选择其它补强措施, 以满足设计桩对地耐力的要求。

由于人工挖孔桩属于大直径桩, 在浇注混凝土时不容易形成断桩, 在施工过程中能够看到混凝土的浇注情况, 工程质量能够得到保证, 这也是较长螺旋钻孔灌注混凝土桩等无法相比的优点。

1.2 工程造价较低

一幢建筑物要根据地质情况, 结构形式等有选择地确定基础形式, 同一幢楼在即可采用长螺旋钻孔灌注混凝土桩、独立柱基础、人工挖孔桩等基础形式时, 一般情况下采用人工挖孔桩工程造价相对较低, 分析其原因是长螺旋钻孔灌注混凝土桩桩径较细, 是多桩承载力, 成孔灌注桩后需要再打钢筋混凝土承台, 然后在承台上插入框架柱钢筋;人工挖孔桩一般为单桩成孔, 桩顶就是柱钢筋的混凝土承台。与独立柱基础比较, 独立柱基础如座在较浅层土上, 土层的地耐力一般会较低, 座在较深土层, 地耐力虽然增强, 但挖土方、然后再回填土方工程量也大, 工程造价高, 而人工挖孔桩是通过桩的加长直接挖到地耐力强的土层中, 挖孔土量少, 故造价低。

如何准确的知道几种均可以采用的基础形式的造价呢?最好的办法就是设计两种基础, 然后做施工图预算进行测算比较。例如渤海大学国际文化交流中心、研究生宿舍楼等设计中将基础设计成两种形式, 通过做施工图预算得出结论是人工挖孔桩造价低, 最后选定较经济的人工挖孔桩。

1.3 施工进度快

由于人工挖孔桩不仅工程质量可靠、工程造价低, 而且施工进度还快。人工挖孔桩施工进度快是由于其施工工艺简单, 无须大型机械设备;施工作业面可放宽, 可以增加施工人员将施工进度加快。这较使用大型机械在施工进度上有明显的优势。

1.4 受市场影响较小

由于人工挖孔桩成孔机具简单, 不受场地和大型机械设备的限制, 例如采用长螺旋钻孔灌注混凝土桩, 由于建筑市场上具有资质的施工队伍少, 基础工程造价往往掌握在基础施工队手中, 尤其是在房地产行业景气时和中小城市具有机械桩施工的资质的施工队伍偏少, 价格一般掌握在基础施工方。即使基础施工队伍进场后设备安装还需要二、三天的时间, 致使工程造价提高和延长。

2 人工挖孔桩局限性和适用范围

2.1 受地质条件的限制

人工挖孔同其它基础形式一样的, 会受地质条件的制约, 如在遇到流沙和流泥较厚, 并且存在范围较广的地质条件的情况下, 就不适宜人工成挖孔桩。施工中对流沙和流泥的处理一般采用钢板筒、水泥管等进行护壁, 施工进度慢, 对施工人员可能造成的危险性较大。因为流沙和流泥的流出, 还有很大的可能造成周围地面的下沉, 甚至导致周边建筑物的倾斜或开裂等危险的发生。

2.2 受水文条件制约

人工挖孔桩受水文条件制约, 施工遇到地下水时就会增加施工难度和费用。地下水分两种情况, 一是地下水不丰富较易于抽水, 并且设计桩端持力层在地下水层下较浅时, 可采用人工挖孔桩。另一种情况是在地下水丰富地区, 如河套等附近, 持力层在水下较深, 即使采用机械排水, 也较难进行人工下挖时, 从施工和经济角度上就不适用人工挖孔桩作为建筑的基础形式。

3 人工挖孔桩选定的条件

(1) 对建筑物基础拟采用人工挖孔桩的, 首先要周边地质情况有个基本了解, 看周边一定范围内的建筑是否有采用人工挖孔桩的基础形式的。如拟采用人工挖孔桩就要多布置勘察探点, 并要求勘察单位工程技术人员实事求是给出《岩土勘察报告》的各种数据。

(2) 认真研究地质报告。汇同设计和地质方面的专家研究持力层的深度、地下水、流沙等情况, 进行综合分析后, 再选定是否采用人工挖孔桩做为建筑物的基础形式。

(3) 根据地质报告找出最不利地质情况的地方进行试挖桩, 可选择一处或几处, 真实的查看地质量情况, 再确实采用人工挖孔桩的基础形式。

(4) 施工以先难后易进行。在施工中应根据地质和试挖桩的情况, 选择地质条件最不利的地块进行, 如挖不成, 可以采取放弃人工挖孔桩的基础形式。否则是先容易后难, 遇到难的地方, 造成没有再次选择其它基础形式的余地, 再对基础进行处理, 将会增加工程造价, 延误工期, 造成经济上的损失。

4 问题桩的处理方法

前面说过施工按先难后易的施工顺序原则, 但是地质报告是点式布置抽取土样, 有些地块的变化有可能是很复杂, 一但地耐力达不到设计要求时, 就需要对基础地耐力进行处理, 一般采用的方法如下。

(1) 增加桩径和扩大头的面积的办法。

在地耐力达不到设计要求时, 一般可以扩大桩径, 增加扩大头的面积的办法, 达到地耐力的设计要求。

(2) 采取机械进行注浆的办法。

在地耐力达不到设计要求时, 其它办法难以解决的情况下, 采取机械加高压水泥浆注入基础持力土层中, 增加基础单位面积的地耐力值, 这种方法比较稳妥, 难度大, 施工费用较高, 工期长。

(3) 防止桩塌方的处理方法。

在挖孔的过程中防止桩塌方的办法可根据具体的地质情况采取支挡土板、混凝土护壁、钢板筒护壁等办法。

(4) 对于塌方的处理方法。

对于挖成后桩塌方, 只能将塌方土挖出, 然后采取支模板等防止再次塌方。对塌方较大的部位为了减少混凝土浇注量, 可以采取支模板、砌砖模的办法。

在采用人工挖孔桩施工时要经常与设计和地质人员进行沟通, 必要时要请他们到施工现场处理各种问题, 对施工会有很大的帮助。

工程实例。

渤海大学研究生学生宿舍楼设计采用人工挖孔桩。该工程地处在锦州市女儿河和小凌河之间, 施工时间正遇上8月份的雨季, 是丰雨期。场地的地质条件的人工杂填土, 深度可达5米~7米, 设计时将园砾层作为基础的持力层, 园砾层深度在7米~8米, 稳定水位在6米以下。

当时对于基础的选定形式有:一是长螺旋钻孔灌注钢筋混凝土桩、二是将杂填土挖走, 采用深基础, 三是人工挖孔桩。对于采用人工挖孔桩, 园砾层是基础的持力层在水下1米~2米之间, 因为该地块处于两河之间, 根据地质报告的水位情况, 有较强的地下水泾流, 抽水是实现不了的。基础的形式对建筑的造价的直接影响, 在渤海大学难以抉择的时候, 锦州市政府决定修小凌河步行桥, 后经过了解, 小凌河步行桥采用将小凌河上的橡胶坝挡住的水放掉, 这就意味水面将下将2.0米左右, 从而实现了采用人工挖孔桩的基础形式的可能。渤海大学抓住了小凌河修步行桥的有利时机, 选择了人工挖孔桩, 节省了施工费用。

摘要：人工挖孔灌注桩是指采用人工挖土成孔, 在孔内放置钢筋笼, 然后灌注混凝土而形成的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩因为工程质量可靠, 造价较低, 施工速度快等优点, 近几年来在工业与民用建筑、桥梁等工程基础施工中的应用越来越广泛。

关键词：人工挖孔桩,应用