挖孔桩工艺

一、人工挖孔桩1、工艺流程放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放附加钢筋→浇灌第一节护壁混凝土→检查桩位（中心）轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦（卷扬机）→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方(修边)→先拆第一节、支第二节护壁模板→浇灌第二节护壁混凝土→检查桩位（中心）轴线→逐层往下循环作业→开挖扩底部分→检查验收→吊放钢筋笼→浇灌桩身混凝土2、操作工艺①放线定桩位及高程在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径划出上部（即第一节）的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。并沿桩中心位置向桩孔外引出四个桩中轴线控制点，用牢固木桩标定。桩位线定好之后，必须经有关部门复查，办好预检手续后开挖。②开挖第一节桩孔土方人工开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效控制开挖桩孔截面尺寸。每节的高度应根据土质条件及施工方案而定，一般以0.9m~1.2m为宜。开孔完成后进行一次全面测量校核工作，对孔径、桩位中心检测无误后进行支护。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直一致。③安放附加钢筋、支护壁模板成孔后应设置井圈，宜优先采用现浇钢筋混凝土井圈护壁。当桩的直径不大，深度小、土质好、地下水位低的情况下也可以采用素混凝土护壁。护壁的厚度应根据井圈材料、性能、刚度、稳定性、操作方便、构造简单等要求，并按受力状况，以及所承受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。土质较好的小直径桩护壁可不放钢筋，但当设计要求放置钢筋或挖土遇软弱土层需加设钢筋时，桩孔挖土完毕并经验收合格后，安放钢筋，然后安装护壁模板。护壁中水平环向钢筋不宜太多，竖向钢筋端部宜弯成U型钩并打入土面以下100mm~200mm，以便与下一节护壁中钢筋相联结。护壁模板用薄钢板、圆钢、角钢拼装焊接成弧形工具式内钢模每节分成4块，大直径桩也可分成5~8块，或用组合式钢模板预制拼装而成。采取拆上节、支下节的方式重复周转使用。模板之间用卡具、扣件连接固定，也可以在每节的上下端各设一道用槽钢或角钢做成的圆弧形内钢圈作为内侧支撑，防止内模变形。为方便操作不设水平支撑。第一节护壁以高出地坪150mm~200mm为宜，护壁厚度按设计计算确定，一般取100mm~150mm。第一节护壁应比下面的护壁厚50mm~100mm，一般取150mm~250mm。护壁中心应与桩位中心重合，偏差不大于20mm，且任何方向正交直径偏差不大于50mm，桩孔垂直度不大于0.5%。符合要求后可用木楔稳定模板。④浇灌第一节护壁混凝土护壁混凝土每挖完一节以后应立即浇灌混凝土，人工浇灌，人工捣实，不宜用振动棒。混凝土强度一般为C20，坍落度控制在70mm~100mm，确保孔壁的稳定性。护壁混凝土应根据气候条件，浇筑完毕须经过24h后方可拆模，一般在下节桩孔土方挖完后进行。拆后若发现护壁有蜂窝、漏水现象，应加以堵塞或导流。第一节护壁浇筑完成后，将桩孔中轴线控制点引回到护壁上，并进一步复核无误后，作为确定下节护壁中心的基准点，同时用水准仪把相对水准标高定在第一节孔圈护壁上。⑤检查桩位（中心）轴线及标高每节的护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度，随之进行修整。井深必须以基准点为依据，逐根进行引测，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。⑥架设垂直运输架第一节桩孔成孔以后，即开始在孔上口架设垂直运输支架，支架有三木搭、钢管吊架或木吊架、工字钢导轨支架，要求搭设稳定、牢固。⑦安装电动葫芦或卷扬机在垂直运输架上安装滑轮给和电动葫芦或卷扬机的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机。浅桩和小型桩孔也可以用木吊架、木辘轳或人工直接借助麻绳作提升工具。地面运土用翻斗车、手推车。⑧安装吊桶、照明、活动安全盖板、水泵、通风机在安装滑轮组及吊桶与桩孔中心位置重合，挖土时直观上控制桩位中心和护壁支模中心线。井底照明必须用低压电源（36V，100W）、防水带罩安全灯具。井口上设围护栏。电缆分段与护壁固定，长度适中，防止与吊桶相碰。当井深大于5m时应有井下通风，加强井下空气对流，必要时送氧气，密切注视，防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业，互相呼应，井上人员随时观察井下人员情况，切实预防发生人身安全事故。当地下渗水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，或在井底挖集水坑，用潜水泵抽水，并加强支护。当地下水位较高，排水沟难以解决时，可设置降水井降水。井口安装水平推移的活动安全盖板：井下有人操作时，掩好安全盖板，防止杂物掉入井内，无关人员不得靠近井口，吊运土时，再打开安全盖板，确保井下人员安全施工。⑨开挖吊运第二节桩孔土方（修边）从第二节开始，利用提升设备运土，井下人员应戴好安全帽，井上人员拴好安全带，井口架设护栏，吊桶离开井上口1m时推动盖板，掩蔽井口，防止卸土时土块、石块等杂物坠落井内伤人。吊桶在小推车内卸土后（也可以用工字钢导轨将吊桶移出向翻斗车内卸土）再打开井盖，下入吊桶装上。桩孔挖至规定的深度后，用尺杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平顺，修整孔壁。⑩第二节护壁支护模板安放附加钢筋，并与上节预留的竖向钢筋连接，拆除第一节护壁模板，支护第二节。护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。使上节护壁的下部嵌入下节护壁的上部混凝土中，上下搭接50mm~75mm。桩孔检测复核无误后浇灌护壁混凝土。○11浇灌第二节护壁混凝土混凝土用吊桶送来，人工浇灌、人工振捣密实，混凝土掺入早强剂由试验确定。○12检查桩位（中心）轴线及标高以井上口的定位线为依据，逐节投测、修整。○13逐层往下循环作业将桩孔挖至设计深度，清除虚土，检查土质情况，桩底应进入设计规定的持力层深度。○14开挖底部分桩底可分为扩底和不扩底两种。挖扩底桩应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好。再按照扩底部位的尺寸、形状，自上而下削土扩充成扩底形状。扩底尺寸应符合设计要求，完成后清除护壁污泥、孔底残渣、浮土、杂物、积水等。○15检查验收成孔以后必须对桩身直径、扩大头尺寸、井底标高、桩位中心、井壁垂直度、虚土厚度、孔底岩（土）性质进行逐个全面综合测定。做好成孔施工验收记录，办理隐蔽验收手续。检验合格后迅速封底，安放钢筋笼，灌注桩身混凝土。○16吊放钢筋笼按设计要求对钢筋笼进行验收，检查钢筋种类、间距、焊接质量、钢筋笼直径、长度及保护块（卡）的安置情况，填写验收记录。钢筋笼用起重机吊起，沉入桩孔就位。用挂钩钩住钢筋笼最上面的一根加强箍，用槽钢作横担，将钢筋笼吊挂在井壁上口，以自重保持骨架的垂直，控制好钢筋笼的标高及保护层的厚度。起吊时防止钢筋笼变形，注意不得碰撞孔壁。如钢筋笼太长时，可分段起吊，在孔口进行垂直焊接。○17浇筑桩身混凝土桩身混凝土宜使用设计要求强度等级的预拌混凝土，浇灌前应检测其坍落度，并按规定每根桩至少留置一组试块。用溜槽加串桶向井内浇筑，混凝土的落差不大于2m，如用泵送混凝土时，可直接将混凝土泵出料口移入孔内投料。桩孔深度超过12m时宜采用混凝土导管连续分层浇灌，振捣密实。一般浇灌到扩底部的顶面，振捣密实后继续浇筑以上部分。本工程桩直径均小于1.20m，故在施工过程中，深度达6m以下部位的混凝土可利用混凝土自重下落的冲力，再适当辅以人工插捣使之密实。其余6m以上部分再分层浇注灌振捣密实。当孔内渗水较大时（可以以孔内水面上升速度大于15mm/min为参考），应预先采取降水、止水措施或采用导管法灌注水下混凝土。水下灌注时首次投料量必须有足以将导管底端一次性埋入水下混凝土中达800mm以上。○18季节性施工本工程施工正处于炎炎夏季，故在施工过程中当气温高于30℃时，应根据具体情况在混凝土中掺入缓凝剂。雨天不宜进行人工挖桩孔施工，如确需施工，现场必须做好排水的措施，严防地面雨水流入桩孔内，孔口周围应有挡水措施，防止雨水流入孔内。定义编辑先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。先张法生产构件可采用长线台座法，一般台座长度在50～150m之间，或在钢模中机组流水法生产构件。先张法生产构件，涉及到台座、张拉机具和夹具及先张法张拉工艺，下面将分别叙述。台座台座在先张法构件生产中是主要的承力构件，它必须具有足够的承载能力、刚度和稳定性，以免因台座的变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失，以确保先张法生产构件的质量。台座的形式繁多，因地制宜，但一般可分为墩式台座和槽式台座两种。墩式台座墩式台座由承力台墩、台面与横梁三部分组成，其长度宜为50～150m。台座的承载力应根据构件张拉力的大小，可按台座每米宽的承载力为200～500kN设计台座。（1）承力台墩承力台墩一般埋置在地下，由现浇钢筋混凝土做成。台座应具有足够的承载力、刚度和稳定性。台墩的稳定性验算包括抗倾覆验算和抗滑移验算。台墩的坑倾覆验算，其计算简图如图5.2所示，按下式进行计算：式中K1－抗倾覆完全系数，应不小于1.50；M－倾覆力矩（N·m），由预应力筋的张拉力产生；Pj－预应力筋的张拉力（N）；e1－预应力筋的张拉力合作用点至倾覆点的力臂（m）；M1－抗倾覆力矩（N·m），由台墩自重和主动土压力等产生；G－台墩的自重（N）；L－台墩重心至倾覆点的力臂；Ep－台墩左侧面主动土压力的合力（N），当台墩埋置深度很浅时，可忽略不计；e2－主动土压力合力重心至倾覆点的力臂（m）。台墩的倾覆点O的位置，对于台墩与台面共同作用的台座，按实际情况，倾覆点应在混凝土台面的表面处，但考虑到台墩倾覆趋势使得台面端部顶点处有可能出现应力集中和混凝土面层的施工质量的影响，因此，倾覆点宜取在混凝土台面往下40～50mm处。图5.2承力台墩抗倾覆计算简图图5.3承力台墩抗滑移验算简图台墩抗滑移验算，其计算简图如图5.3所示，按下式进行计算。式中K2－抗滑移安全系数，应不小于1.30；N1－抗滑移力，一般应有台面的抗滑移力N′，台面右侧面的被动土压力的合力Ep′和台墩自重产生的摩阻力F组成，其中以N′为主要抗滑移力，提供以下数据供参考：当台面采用C10～C15混凝土时，厚60mm，台面每米宽抵能力取150～250kN；当台面采用C10～C15混凝土时，厚80mm，台面每米宽抵抗能力取200～250kN；当台面采用C10～C15混凝土时，厚100mm，台面每米宽低抗能力取250～300kN；当采用混凝土台面，并与合墩共同工作时，一般可不进行抗滑移验算，而应验算台面的承载能力。（2）台面台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为60～100mm的混凝土而成。其水平承载力N′可按下式计算：N′式中φ－轴心受压纵向弯曲系数，取φ=1；Ac－台面截面面积（m2）；fc－混凝土轴心抗压强度计算值（MPa）；K1－台面承载力超载系数，取1.2；K1－考虑台面不均匀和其他影响因素的附加完全系数，取1.5。台面伸缩缝可根据当地温差和经验设置，一般均为10m设置一道。也可采用预应力滑动台面，不留伸缩缝。预应力滑动台面，一般是在原有的混凝土台面或新浇筑的混凝土基层上刷隔离剂，张拉预应力钢丝后，浇筑混凝土面层，待混凝土达到放张强度后，切断钢丝台面就发生滑动。这种台面使用效果良好。（3）横梁台座的两端设置固定预应力钢丝的钢制横梁，一般用型钢制作，在设计横梁时，除考虑在张拉力的作用下有一定的强度外，应特别注意其变形，以减少预应力损失。槽式台座槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁及台面组成，如图5.4所示。台座的长度一般不超过50m，承载力可大于1000kN以上。为了便于浇筑涨凝土和蒸汽养护，槽式台座一般我低于地面。在施工现场还可利用已预制的柱、桩等构件装配成简易的槽式台座。