人工挖孔灌注桩施工工艺.docx

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人工挖孔灌注桩施工工艺

人工挖孔桩技术方案

1、人工挖孔桩施工方法

        1、挖孔顺序：

凡遇相邻桩间距小于2倍桩身直径，界隔桩施工，且后施工桩开挖前，先施工的桩应已浇筑混凝土且满足强度要求。

桩芯砼浇灌完成，经抽芯检验合格后，再进行上部结构施工。

         2、挖孔桩施工工艺

施工程序为：

场地平整→放线→定桩位→架设支架或电动基芦→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→每下挖90MM进行桩孔周壁的清理。

校核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌护壁砼→拆模继续下挖，达到微风化一定深度后，由勘测单位验收→绑扎钢筋笼→验收钢筋笼→排除孔底积水、放入串筒，灌注桩芯砼至设计顶标高。

        3、场地处理

（1）对原有场地进行平整。

（2）在建筑物外围四周适当位置设置排水沟，做集水井。

      （3）开挖面做混凝土垫层，C10混凝土厚100mm。

      （4）桩孔土方的处理

施工现场设置临时土方堆放场地，挖出土方必须在两天内用汽车外运（挖掘机配合人工装车），所挖土方不堆放在孔边，确保施工现场畅通。

在第一施工阶段内，③、⑥施工段内的土方由井架运到④施工段。

②施工段土方由临时坡道运到④施工段，统一堆放，再用自卸汽车外运至堆土场。

       4、掘进

（1）掘进前向每个操作小组作地下土层、地下分布情况的交底。

并指出可能出现的问题和处理的一般方法。

（2）每个桩孔有一个固定的小组负责施工，每个正在施工的井下、井上均应有人操作，并明确对井下操作人员应负的安全责任，上、下之间有良好的联络信号。

     （3）保持井内有足够的新鲜空气，不断向井内送风。

     （4 ）弃土和其它建筑材料在井内垂直运输时，采取措施，确保井下操作人员的安全，在井底设置安全区，以防物体堕落伤人。

     （5）掘进工作必须连续进行，交接班的时间尽量缩短，使未经支护的土体减少在空气中或水中的暴露时间，以防坍塌。

     （6）当相邻孔桩在浇灌桩蕊砼时，原则上要停止掘进，以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌。

     5、钢筋笼采用现场加工，井面绑扎，然后再吊入井底的方法施工，钢筋驳接采用双面搭接焊，搭接长度≥5d。

     6、挖孔的砼工程

挖孔桩的砼分护壁砼及桩蕊砼两部分

（1）护壁砼工程

      A、本工程护壁是一个上大下小的楔形圆环，在掘进过程中逐段在竖井内捣制，在较稳定的土层中，护壁的前段高度取900MM，当桩通过强透水层时，每段高度应在500MM左右，如遇含水量丰富，出现流砂的情况，可在钢筋处塞稻草以挡泥砂流出，若遇严重情况时，可在护壁位置的四周打入14@100的钢筋，不至于造成桩孔的四周塌方。

      B、护壁砼密实早强，坍落度为3-5CM，采用1CM细石，严禁用插入振动器振捣，以免影响模外的土体稳定。

上下护壁间预埋纵向钢筋加以联结，使之成为整体，并确保各段联接处不漏水。

      C、桩孔验收：

当挖孔桩至设计要求的土质后，将井底残渣清除干净，由设计、勘察、质检和建设单位联合组织桩孔验收，达到设计要求，再进行下道工序绑扎钢筋，浇灌桩蕊砼。

      D、浇灌桩蕊砼前的准备工作

      a、堵漏和积水的排除，浇砼前及时将砼护壁上的渗漏处堵塞，然后把井内积水抽干，以保证桩蕊砼质量，堵漏的方法，大面积堵成小面积的、小面积堵成点漏而最后堵塞之。

      b、溜斗、溜型槽和串筒的准备：

砼经过串筒而达到浇筑面，其自由落下的高度不宜大于2M，否则会造成砼的分层和不均匀，影响砼的质量。

（2）桩蕊砼的施工

      A、桩蕊砼振捣，由井下操作人员用插入式振动器分层捣密实砼，每层厚度不超过50CM，插入形式为垂直式。

插点间距约40-50CM，并且做到“快插慢拔”。

      B、每个桩的桩蕊砼必须一次连续浇捣完毕，不留设施工缝，交接班间隙不超过2小时。

      C、注意控制桩蕊砼的浇筑高度，以免造成桩蕊砼浇过高（但必须高出设计桩顶标高3CM左右、在上部结构砼施工前把桩顶浮浆凿掉）。

如桩顶浮浆过多时，必须将浆淘掉，再用坍落度小的砼浇筑，以不存在浮浆为宜。

     D、每一根桩蕊砼做试件一组，并确定每工作台班不少于一组。

     二、人工挖孔桩施工技术探讨

人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。

从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。

但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。

      1、施工中的技术处理：

施工前要认真分析挖孔桩处地质钻探资料，遇到厚的砂性土层、流砂层、淤泥层要首先定出加固措施，然后再进行具体操作。

对施工中常遇到的问题应采取相应的解决办法。

（1）孔壁泥砂塌落：

挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁外围泥砂塌落。

如果地下涌水量不大，塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。

（2）挖孔时遇到厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂、脱落。

许多施工单位只好改用沉井基础，因而增加了造价。

遇到这种情况，在施工时应采取加强措施：

      A、顶层护壁用直径20mm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。

      B、加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。

如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土桩、竹木桩都可以。

这样护壁就不会断裂脱落。

      C、在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。

压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。

     （3）封底混凝土

      A、浇注混凝土前应检查孔底地质和孔径是否达到设计要求，并把孔底清理干净，同时把积水尽可能排干。

      B、为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出。

以减少邻孔的积水对工作孔的影响。

      C、孔深超过6m时，还要注意防止混凝土离析，一般把搅拌好的混凝土装在容量为1m3左右坚固的帆布袋（帆布袋外加网）里，并用绳子打成活扣，混凝土送到井底时，拉开活扣就可将混凝土送到孔底，连续作业能迅速封好孔底，同时堵住孔底大部分甚至全部的地下水。

      D、如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水就接近或超过20cm，这时用以上几种办法封底都会造成混凝土含水量太大，清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本上平静时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌好的早强型混凝土，混凝土量超过底节护壁30cm以上，再慢慢撤除导管，由于水压力的作用，封底混凝土基本上密实，混凝土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，已经没有地下涌水，待水抽干，再对剩余的水进行处理。

将表面混凝土（这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水中）松散部分清除运到孔外，再继续下一道工序。

      （4）、施工时，为混凝土了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜，移位。

尤其在浇注护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。

个别壁周泥砂塌落，在浇注混凝土后护壁容易产生位移和歪斜，应注意检查和及时纠正。

      2、人工挖孔桩施工应注意安全事项：

现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。

要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。

要制定安全措施，并要经常检查和落实。

孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。

孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。

地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。

每工作1h，井下人员和地面人员进行交换。

井下人员应注意观察孔壁变化情况。

如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。

如有险情，应及时发出联络信号，以便迅速撤离。

并尽快采取有效措施排除险情。

地面人员应注意孔下发出的联络信号，反应灵敏快捷。

经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。

下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。

       施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器，供电线路要用三蕊橡皮线，电线要架空，不得拖拽在地上。

并经常检查电线和漏电保护器是否

完好。

      从孔中抽水时排水口应距孔口5m以上，并保证施工现场排水畅通。

      当天挖孔，当天浇注护壁。

人离开施工现场，要把孔口盖好，必要时要设立明显警戒标志。

      由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中，因此，要预防孔内有害气体的侵害。

施工人员和检查人员下孔前10min把孔盖打开，如有异常气味应及时报告有关部门，排除有害气体后方可作业。

      挖孔6~10m深，每天至少向孔内通风1次，超过10m每天至少通风2次，孔下作业人员如果感到呼吸不畅也要及时通风。

       三、人工挖孔桩的安全技术措施

       1、挖孔桩的常见安全事故：

人工挖孔桩的常见安全事故有孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔中的施工人员；孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡，孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；孔内电缆、电线磨损受潮导致工人触电伤亡；深孔中突然涌水淹没操作人员等等。

实践证明，只要施工人员树立安全意识，加强安全教育，做好安全技术交底，各种安全技术措施到位，人工挖孔桩的这些常见安全事故是完全可以避免的。

      2、孔口围护措施：

孔口四周必须浇筑砼护圈，并在护圈上设置围栏围护，应高出地面0.8m。

孔内作业时，孔口上面必须有人监护。

挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。

孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带。

利用吊桶运土时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人，电动葫芦运土应检验其安全起吊能力后方可投入运行。

施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。

      3、孔中防毒措施：

地下特殊地层中往往含有CO、SO2、H2S或其它有毒气体，故每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少于25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。

特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。

人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故，必须在现场按应急措施规范要求实施抢救，根据情况及时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门，以便采取相应措施。

       4、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。

桩孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。

孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。

孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。

        5、防止孔壁坍塌措施：

在熟悉地质条件的基础上，开挖桩孔时原则上要设置砼护壁或钢护筒护壁，特别是直径在1.2m以上的桩孔。

砼护壁每节高1m，厚约0.1m，可加配适量钢筋，砼强度等级不低于C20。

一般每天挖1m深立即支模浇筑快硬砼，第二天继续施工。

扩底桩孔应做到：

（1）当孔底扩头可能会引起孔壁失稳时，必须采取相应的措施，经企业技术负责人审批签字后方可施工；

（2）已扩底的桩孔，要及时浇灌桩身砼或封底，不能尽快浇灌砼的桩应暂时不扩底，以防扩大头塌方。

人工挖孔桩开挖顺序，应采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移，防止在挖土或冲抓土成孔过程中因邻桩混凝土未初凝而发生窜孔现象。

单桩挖孔应先中间后周边，并按设计桩径加2倍护壁厚度控制截面。

孔内一般不宜放炮，以防震塌土或震裂护壁造成事故，根据地质状况需爆破的，严格执行有关的爆破规程。

        6、防止孔壁涌水措施：

当相距10米以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，要考虑对正在挖孔桩的危险影响，一般应暂停施工，人不准下孔。

随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。

采用潜水泵抽水时，基本上抽干孔中积水后，作业人员才能下至孔中进行挖土。

地下水丰富时，可将中间部位桩孔提前开挖，汇集附近的地下水，用1~2台潜水泵将水抽出，起到深井降水作用。

孔内必须设置应急软爬梯，供人员上下孔洞使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有防坠落装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸级上下。

上、下孔洞必须有可靠的联络设备和明确的联络信号。

孔内作业人员应勤轮换，连续作业时间不宜超过2小时，以防止疲劳引发安全事故。

       7、其它安全措施：

施工时发现文物、古化石、爆炸物、电缆等应暂停施工，保护好现场，并及时报告有关部门，按规定处理后，方可继续施工。

人工挖孔桩施工前，应针对现场工程地质、水文状况和设计要求编制切实可行而又安全合理的施工方案，配备必要的机具和电器设备，确保各种安全措施及时到位。

       四、下面结合一案例就人工挖孔桩失败原因及改进措施进行分析

       1、地质概况：

钻探报告揭示，该场地原始地貌属一级海积台地，场地内各层自上而下依次是:

①人工填土，层厚3.00m-7.00m;②第四系全新统海相沉积层，其中包括淤泥层厚0.402-2.90m，砾砂层厚0.50-4.50m;③第四系上更新统冲洪积砾砂层厚0.50-7.30m;④第四系中更新统残积砾质粘土层厚5.00-13.80m;⑤燕山晚期强风化花岗岩。

钻探报告还揭示，场地内地下水量丰富，稳定水位埋深仅0.90-2.90m。

       2、挖孔桩失败原因：

本工程挖孔桩工程进人残积土层后，因成孔困难而导致89根桩报废，其原因如下。

（1）残积砾质粘土层受地下水浸泡或被扰动后，土体结构易受破坏，这是造成以残积土层为持力层的挖孔桩工程成孔困难的根本原因。

（2）场地内地下水位很高，施工时又未专设降水井排水，仅在开挖的桩孔内带泵作业，造成孔壁内外地下水位差而在桩孔底部造成压力，破坏残积土层土体结构，形成泥浆，甚至坍塌。

      （3）按常规，桩孔挖至设计深度，检查持力层后进行扩底，然后对桩孔直径、深度、扩底尺寸和持力层进行全面检查验收，再清理虚土，排除孔底积水，吊放钢筋笼就位。

由于上述过程中土层暴露时间过长，施工及验桩人员不可避免会扰动土层，致使扩大头完成后，又在桩孔底部形成新的沉渣和积水。

经反复清渣也会使扩大头不断扩大，易引起土层坍塌。

       3、改进措施

（1）由于残积土层在地下水浸泡后土体结构易破坏，所以首先要解决地下水的问题。

在施工场地外围一圈钻27个降水井，原报废的89根桩亦可作为降水井，用潜水泵不间断抽水，可使场地内整体水位下降。

若桩孔内仍有地下水，可单配1台潜水泵带泵作业，这样基本可保持土层不积水。

（2）为缩短土层暴露时间，减少对土层的人为扰动，成孔验收人员常驻现场，随时对完成的桩孔进行验收，合格后即清渣抽水，用混凝土封底，再吊放钢筋笼。

原从扩大头完成到组织成孔验收及吊放钢筋笼、浇灌混凝土需1-2d;现在扩大头完成后，几道工序一气呵成，大大缩短了土层暴露时间，减少了对土层的人为扰动。

封底混凝土厚度应大于扩大头高度，并下插筋，长度符合锚固要求，以保证封底混凝土和上部混凝土有效结合。

待钢筋笼吊放就位、封底混凝土达到一定强度时，凿去面层浮浆，清理千净后再浇灌上部混凝土。

如有地下水应带泵作业，混凝土强度等级应比设计高一个强度等级。

       （3）挖孔进入残积土层后，部分桩孔护壁仍有水渗出（水量不大），对此采用加水管排水抽出的方法:

在有水渗漏的缝隙处用强行打入直径60mm水管形成排水孔，将水引离护壁，用水桶收集，待水桶满后倒出桩孔外。

       4、注意事项

（1）浇筑混凝土（特别是封底混凝土）时下料要快，浇筑1个桩孔通常应配备2台搅拌机。

（2）振捣要充分。

因孔径为1.0-1.5m，只能1个人操作，因此采取固定一根振捣棒，然后人工控制另一根振捣棒的方法。

      （3）下料时应用串筒使混凝土沿着桩壁一边滑下，混凝土面始终形成一个坡面，积水汇积在另一边凹处，以便用潜水泵排出。