人工挖孔灌筑桩的施工技术及安全防护措施

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       一、概述
       随着施工技术的不断发展，钢筋混凝土灌筑桩基础越来越广泛用于桥梁、水利及港口码头、工业厂房、体育馆、车站、办公大楼及商场、军事设施、电力及通讯建筑等土建工程的各个基础建筑领域。它具有施工方法简单、抗击冲刷和抗震、抗倾覆性能好、承载能力大、减少大量土石方、工程造价低等优点。特别适用于建造大型结构物的基础工程。
       钢筋混凝土灌筑桩有人工开挖法、冲击法、冲击反循环钻进法、冲抓钻进法、螺旋钻孔法、潜孔锤钻进法、钻粒钻进法、刮刀钻进法、牙轮滚刀钻进法、扩孔钻进法、扩底式钻进法、贝诺特法钻进法、土钻施工法钻进、沉管钻进法、法朗基法、旋挖钻进法等十几种成孔施工方法。施工中根据不同的地质条件和施工能力选择所需的施工方法。
       人工挖孔灌筑桩直径一般在50cm以上、孔深一般在30m以内。它适用于地下水位较低、地下涌水量比较小（涌水量一般在10m3/h以下）的各种地质条件。人工挖孔施工方法操作简单、施工使用的机具简单、不需大型机械设备，可以因地制宜因陋就简，桩径一次成孔、孔底干净无残渣无淤泥，桩底地质情况一目了然，完全能达到和满足设计标准。特别在坚硬岩石地层条件下，施工进度及开挖孔径要明显优于其它施工方法。在同样条件下，人工挖孔比机械钻孔最多可节省成本开支50%。人工挖孔施工方法，可省去征办较大容量的动力电源，省去备用大容量发电机组。人工挖孔灌筑桩可（按设计）扩大孔底桩径，以增大桩基的支撑面积，提高桩基的承载能力和抗倾覆能力。同时还可缩短桩长，减少工程数量。人工挖孔灌筑桩在很多情况下，不需采用水下混凝土灌筑施工方法，可以节省水泥用量降低成本、提高经济效益，钢筋笼安装位置准确、混凝土灌筑可以人工直接进行捣固，能确保桩基的工程质量。沈阳铁路局沈阳工程总公司道桥公司1996年在铁岭——四平段高速公路建国北大桥工程施工中，在泥砂岩层的地质条件下，采用人工挖孔施工技术，成功的完成了直径φ1.2m最深26m的钢筋混凝土灌筑桩；线桥公司1996年在沈山线高速公路地藏寺大桥施工中，在特别坚硬的风化变质岩和沉积岩地质条件下，采用人工挖孔施工技术，成功地完成了直径φ1.2m最深21m的钢筋混凝土灌筑桩。这两个单位在这两个工程中，桩基部分都取得了很好的经济效益，同时比采用冲击钻成孔缩短了很多工期，使整个工程提前竣工。因此，在条件许可的情况下，应优先采用人工挖孔施工技术。
       二、人工挖孔灌筑桩施工技术
       1、挖孔作业施工人力组织及场地布置
       人工挖孔作业单孔进度比较慢，为加快工程进度，应多开工作面，同时开挖多个井孔，挖孔作业全面开花，提高总体施工进度。
       在劳动组织上，一般每3人为一组。井上井下轮换作业。在有护壁情况下，考虑护壁衬砌混凝土的养生时间，每个井孔每节段循环作业周期不少于24小时。每个作业小组可同时开挖2~3个井孔，每组每天每个井孔正常进度为一节护壁高（最多1.3m）。在不需护壁的条件下，每个井孔连续（倒班）作业，每个井孔可安排三或四班倒作业，每个井孔每天开挖进尺3m左右。为减少孔壁裸露岩石脱落、风化，每个井孔要连续开挖完。
       为有利于集中降低挖孔区域（各个井孔都抽水）的地下水位及形成流水作业面、便于架设电源线路、供风管路，根据工程规模，可分期分批集中开挖井孔。一般安排从工程的一端开始推进，齐头并进布置井孔开挖。
       2、施工所需工器具
       人工挖孔使用的工具有锹、镐、大锤、软爬梯、辘轳（或卷扬机、电动葫芦）、提筒、水泵、凿岩机、分气缸、空压机、鼓风机以及照明设备、备用发电机组等。工器具数量根据工程规模、劳力组织情况而定。水泵要选择底部吸水的混水型潜水泵。
       3、施工准备工作
      （1）、首先进行桩位定位复测，定出孔位十字线护桩，以备开挖井孔过程中，随时校核井孔中心位置。
      （2）、制做手摇辘轳（可用φ16以上钢筋制做成简易辘轳）、衬砌模板及支撑拱架。根据施工劳力组织，每个作业小组配一套。架设电力线路，铺设送风管路，安装抽水泵、空压机、搅拌机及照明灯。加工衬砌护壁钢筋。