人工挖孔桩施工测量技术要点

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2018-02-09 10:43 热度:

   高层建筑物的施工中,桩基础是施工关键,人工挖孔桩施工是目前比较常见的施工方式,本文主要研究人工挖孔桩施工测量技术要点。

建筑科学

  《建筑科学》(Building Science)(月刊)1985年创刊,在国内外公开发行的建筑科学类综合性技术期刊。本刊内容丰富、可读、实用,在建筑行业中享有很高的声望。本刊依托建设部和中国建筑科学研究院,得到部、院领导的大力支持,并有许多国内建筑界著名的专家学者组成了编委会,使得本刊更具权威性、指导性。

  结合实际工作,说明了大倾斜度人工挖孔桩施工测量方法、对提高人工挖孔桩施工测量精度和工作效率有一定的借鉴、指导作用。

  近年来,桩基础得到很大发展,在高层建筑中被广泛使用;桩基础是一种常用的深基础形式,它由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基,若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础,而在桥梁、码头工程中常用高承台桩基础。

  桩大致分为下面几类:

  按受力性质分:端承桩、摩擦桩。

  按材料分类:混凝土桩、钢桩,也有采用木、组合材料的桩。

  按使用功能分类;竖向抗压桩(抗压桩)、竖向抗拔桩(抗拔桩)、水平受荷桩(主要承受水平荷载)、复合受荷桩(竖向、水平荷载均较大)。

  按施工方法分类:预制桩、灌注桩。

  预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩,用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中,或有的用高压水冲沉入土中。

  灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔,然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩,沉管灌注桩和爆扩桩等。

  按挤土状况分类:非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。

  沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打入(或静压)的实心混凝土预制桩、闭口钢管桩或混凝上管桩属于挤土桩。

  冲击成孔法、钻孔压注法施工的灌注桩、预钻孔打入式预制桩、混凝土 ( 预应力混凝土 ) 管桩、 H 型钢桩、敞口钢管桩等属于部分挤土桩;干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工的灌注桩属非挤土桩。

  人工挖孔桩由于具有施工机具操作简单,成孔时没有噪音,占用施工场地小,桩质量可靠,工期短等优点。所以被广泛的应用,主要适用于无地下水或地下水较少的粘土,粉质粘土,含少量砂、砂砾石、砾石的粘土层;适用于多层建筑、高层建筑、公共建筑及支挡结构等。

  人工挖孔桩一般为单桩单柱或承台桩。所以对点位放样和施工时桩位偏差的控制有很高要求。

  在人工挖孔桩垂直地表桩的施工中,采用“十字吊线法”,在地面设十字控制网和基准点,十字线对中,吊大垂球做中心控制,用尺杆标定四周孔壁,可以很好的保证挖孔桩的施工精度,见图1

  在图1中

  r 为桩直径

  R为桩孔开挖直径

  一般为桩径加护壁厚度值

  而在斜桩施工过程中,由于桩孔的水平截面为椭圆形,同时,要对桩孔的方位角及倾角进行精确的控制,因此,可借鉴巷道中腰线的测量方法,采用“三线法”标定斜桩孔的中线和腰线,指示护壁和挖掘工作。下面结合实际工作,说明放样方法。

  一、地面桩位中心点标定

  依据桩位设计图和规划部门给定的红线,在施工场地标定桩位。桩位确定后,接下来标定开挖边线。由于桩孔口为椭圆形,依据设计图纸,确定以下三个放样要素:

  桩中心线在水平面投影,桩孔半径R,桩孔倾角α。

  由此计算出桩孔口开挖边线放样数据如下:

  椭圆短半轴为桩半径R,

  长半轴S=R/SINα(参见图2中c桩孔口平面图和a桩孔剖面图)。

  二、施工过程中桩位控制

  (一)、施工过程中桩位控制采用“三线法”。

  在场地标定桩位中心点O1时,标定测站点E和方位控制点F,并使O1E略大于桩孔半径R,使E、O1、F三点位于同一设计方位线上,破土动工前标定出孔口中线点C1、D1和腰线点A1、B1,并使O1A1=O1B1=R,O1C1=O1D1=S,在A1、B1、C1、D1各点打入钢筋固定;并用水准仪抄平(参见图2中c桩孔口平面图和a桩孔剖面图)。

  (二)、桩孔中线和腰线标定

  在桩孔开挖过程中,在E点安置经纬仪,量取仪器高i值,计算改正值δ,改正值δ用下式计算。

  δ=(k-i)ctgα

  k=O1E*tgα

  O1E可以实际丈量求得,α从设计图查取。

  实际计算时,要特别注意δ的正负号

  式中k为仪器理论高度值,即当经纬仪视线倾角为α,且视准轴与桩中心线重合时的仪器高度,见桩孔剖面图。

  用经纬仪照准F点,将水平制动螺旋固定,沿垂直方向旋转望远镜,当竖直度盘读数为桩倾角α时,固定望远镜,在桩孔底面确定一点O2′,并将桩中心线投影到桩孔底面上,见桩孔底平面图,

  在桩孔底平面沿桩中心线投影以O2′为起点向C2方向量取δ值,得到O2点,O2点就是桩孔水平挖掘面中心点;通过O2点拉一细线,移动线两端,使其与桩中心线投影垂直,向两侧量取桩半径R值,用铁钉固定,既得桩腰线点A2、B2;以O2点为基点在桩中心线投影上向两端分别量取S值,得到两点C2、D2,即为桩孔腰线点。

  最后,用绳线连接A1A2、B1B2、C1C2(不连接D1D2是因为D1D2一般为斜桩孔出渣小车的轨道面),即可准确反映出孔壁偏斜情况,指示施工人员及时清除挡线土,修正孔壁。沿此三条线方向挖掘,一般进尺2-3米标定一次中线和腰线,遇到松散不稳定土层时,适当增加标定次数,以确保桩孔施工精度。

  此项工作需反复进行,直至开挖到设计深度。

  三、桩顶标高控制

  桩孔挖到设计深度后,下一步工作是放置钢筋笼、灌注混凝土;为了控制好钢筋笼放置位置和桩顶标高,要在桩孔周围适当位置打一木桩,作为桩的标高控制点,并用水准仪测定其标高,以此控制钢筋笼放置位置和混凝土灌注高度。

  为了保证各种测量数据准确无误,测量工作开始前,所使用的测量仪器,经纬仪、水准仪、钢尺等,要到有相关资质的单位或部门进行鉴定,并出具鉴定证书,并应得到监理部门的认可。

  结论:

  本文详细说明了大倾斜度人工挖孔桩施工测量方法,对提高人工挖孔桩施工测量精度和工作效率有一定的借鉴、指导作用。

  参考文献:《桩基工程手册》,作者:《桩基工程手册》编辑委员会,中国建筑工业出版社,1995年卷

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