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人工挖孔灌注桩桩基施工方案一、工程概况人工挖孔灌注桩是采用人力配合简单的机具设备下井挖掘成孔，灌注混凝土成桩。适用于无地下水或少量地下水的土层和岩层。桩形有圆形、方形两种，用人力下井挖掘的方桩边长或圆柱孔径不小于1.4m，孔深不大于15m。采用人工挖孔的桩基，有2种类型，柱桩和摩擦桩。如下：大坪中桥(K93+255.00)；新村人行天桥(K93+860)摩擦桩；苍石分离式中桥(K95+065.750)；天宝塘分离式中桥(K0+232.003)1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、3-3、3-4；河塘圩分离式中桥(K0+2727.131)0-1、0-2、1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2；南雄互通F匝道桥(FK0+327.000)3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6。共计69根，长1339m。二、施工方法1、施工方法选择（1）在本标段桩长不大于15m，采用人工挖孔方式具有相当程度的可行性。（2）在人工挖孔时通过采用桩孔钢筋混凝土护壁，配备与渗水量相匹配的抽水机，就能有效保证人工挖孔的顺利实施。（3）在人工挖孔时，通过制定详尽的安全技术措施并督促落实，对挖孔人员进行安全交底，落实安全生产责任制，就能将人工挖孔的安全风险降到最低。（4）人工挖孔桩每天能完成1m。本标段桩长平均深度以15m计算，大约15天就能完成一根桩基挖孔，施工工效比冲击钻提高近一倍，不仅能保证关键线路工期，还能为下道工序腾出充裕时间。（5）综上所述，本工程桩基础施工采取人工挖孔的方法。但为防止人工挖孔不成功造成节点工期无法实现，选择最先具备挖孔条件的墩台施工，这样既不占用计划线路工期，又能达到试验目的。同时密切留意整个施工过程，发现问题及时解决，若7天内无法顺利挖孔，即联系调用冲击钻机施工。2、桩基施工总体程序（1）土方开挖量小，可先开始人工挖孔成桩。（2）同一墩台的人工挖孔桩分三个小组作业，每小组分别负责3个桩孔挖孔作业，即：在一个桩孔护壁未拆模时，开挖另一桩孔，如此循环流水作业。3、施工工艺人工挖孔桩施工工艺如下图所示。合格不合格通风、抽水桩位放样与承台开挖开挖桩顶第一节土方支模浇筑第一节护圈设置垂直运输、通风、照明设施重复挖孔、护壁作业至设计深度检查持力层后清孔桩孔验收钢筋笼安装浇筑桩身混凝土制作钢筋笼制、输混凝土挖孔桩施工工艺流程图4、施工方法⑴施工准备平整场地，清除坡面危石浮土，坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护，铲除松软土层并夯实。孔口四周挖排水沟，搭好孔口雨棚，安装提升设备，布置好出渣道路，合理堆放材料和机具。⑵桩位放样布设施工测量控制网，经校核无误后，按照设计图纸测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。放样时以长300~500mm的木桩或铁钎打入地下标定桩孔的中心，出露高度50~80mm，中心偏差不得大于50mm。⑶承台座板基坑开挖土方开挖采用1.1m3反铲随挖随放，推土机集料推平至填筑区域。⑷井圈施工为防止桩孔周围土石滚入孔内造成安全事故，也为了防止地表水流入桩孔，同时考虑将井圈作为绞盘（孔内出碴使用）的支承平台，需在挖孔前砌筑井圈。井圈采用红砖砌筑，并沿砖缝预埋插筋与第一圈护壁砼连接。井圈壁厚不少于25cm，内外侧水泥砂浆抹面，顶面高出施工基面15~20cm。在第一节井圈的上口作桩位“十”字控制点，该井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm。⑸桩孔开挖自上而下逐层用镐、锹开挖。桩孔开挖断面为设计桩径加2倍的护壁厚度。桩孔开挖高度（每节）根据地质条件而定，为1.0m。每孔挖完一节，必须由孔口吊线检查并修边，保证桩身垂直度，并使孔壁上下顺直一致。孔内土石方装入活底吊桶，通过孔口提升装置提升至地面，用手推车运至距井边2m以外集料点。挖掘时，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩阻力。对摩擦桩更应如此。挖孔过程中，须经常检查桩孔尺寸和平面位置，孔的中线误差不得大于桩长0.5％，截面尺寸须满足设计要求。挖孔时如有水渗入，应及时支护孔壁，防止水在孔壁中浸流造成坍孔。渗水应予排除，或用井点法降低地下水位。⑹通风照明挖孔至一定深度后，应设置孔内照明系统。孔内照明使用36V安全矿灯，所用电线、电缆具有足够的强度和绝缘性能。孔深超过6m时应向井下送风，送风管直径不小于10cm，风量不得少于25L/S，出风管口距操作人员应不大于2m。孔深超过10m时，应经常检查孔内的二氧化碳浓度，如超过0.3%，应增加通风设备。⑺桩孔护壁为防止塌孔和保证施工安全，挖孔桩在开挖施工中采用（钢筋）混凝土护壁，上下两节护壁间搭接5cm以上。综合设计桩径、地质及地下水等因素来考虑，确定护壁采用内齿式阶梯形型式，护壁砼强度等级C25，支护厚度为15cm。桩孔护壁型式如下图所示。人工挖孔桩混凝土护壁配筋图见附件。在全风化层及地下水位较多的强风化层，在护壁砼中加配光圆钢筋，配置规格为：环向钢筋φ6，间距200mm；纵向钢筋φ12，间距300mm；上下护壁间连接钢筋采用φ8，间距400mm。环向筋、纵向筋、连接筋间绑扎连接，纵向筋、连接筋两端弯钩。渗水量不大的强风化层，采用素混凝土护壁，护壁砼强度及、支护形式与上同。中风化及弱风化花岗岩地层较好，可不支护。为加快挖孔桩施工进度，可在护壁砼中加入水泥用量1%~2%的早强剂，对地下水较多的地层，还可加入速凝剂。每节挖土完毕后立即立模浇筑，浇筑采用吊桶运输，人工撮料入仓，钢钎捣实，混凝土坍落度控制在8~10cm范围内。混凝土浇筑完毕24h后，或强度达到1Mpa时方可拆模，每节护壁均应在当日连续施工完毕。拆模后发现护壁有蜂窝、露水现象时，应及时用高标号水泥砂浆进行修补。每节护壁做好后，必须在孔口用“十”字线对中，然后由孔中心吊线检查该节护壁的内径和垂直度，如不满足要求随即进行修整，确保同一水平上的护壁任意直径的极差不得大于50mm。⑻成孔验收：当挖至设计标高时，清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、积水后，通知监理工程师进行隐蔽工程验收，验收合格方能进入下一道工序。⑼钢筋笼制作与安装一节护壁高度100cm护壁底砼厚8cm上下两节护壁间的连接钢筋C25砼护壁150mm150mm桩径护壁搭接长度6cm内齿阶梯式混凝土护壁示意A、钢筋笼制作Ⅰ、技术人员应先进行图纸会审及技术交底，并做好交底记录；Ⅱ、制作钢筋笼前，应先进行钢筋原材的验收、复验及焊接试验；钢材表面有污垢、锈蚀时应清除；主筋应调直；钢筋加工场地应平整；Ⅲ、本标段桩基工程孔深较淺，钢筋笼整体制作，钢筋笼纵向钢筋的接头采用搭接焊，钢筋笼加劲筋及箍筋与纵筋点焊焊接。钢筋笼焊接质量如直径、间距等外形尺寸、焊缝长度、高度及钢筋笼断面接头间距等，均应符合设计及技术标准的要求。B、钢筋笼安装Ⅰ、钢筋笼的安装方法：因钢筋笼较短，钢筋笼采用25T吊整体起吊安装。为防止钢筋笼在运输及起吊时变形，每隔一道加强箍筋设一十字架支撑。因每根桩基设计规定安装有3根声波测试管，待钢筋笼吊装至孔底后，配合安装单位将声波测试管按设计要求定位。Ⅱ、下放钢筋笼时的注意事项①下放钢筋笼前应进行检查验收，钢筋笼加工质量及尺寸不合要求不准入孔；记录人员要根据桩号按设计要求选定钢筋笼，并做好记录；起吊钢筋笼时应首先检查吊点的牢固程度及笼上的附属物；②用吊车放入孔时轻放慢下，入孔后不得强行左右旋转，严禁高起猛落、碰撞和强压下放；③为缩短下笼时间，应由3～4名落笼操作工人同时作业，保证钢筋笼平稳下放；④钢筋笼入孔后应检查钢筋顶标高；⑤钢筋笼应按设计图纸要求安放砂浆垫块以确保桩基混凝土保护层厚度。⑽混凝土灌注A、从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小（每分钟小于6mm）时，可认为是干桩，可采用在空气中灌注混凝土桩的办法。除按一般混凝土灌注有关规定办理外，还应注意以下事项：①浇筑前须再次清除孔底渣土，采用明浇法施工，由拌和站集中制料，农用汽车或装载机运输至孔口后，直接倾倒落入孔内。为防止混凝土在下料时产生离析，混凝土通过串筒下料，串筒底距浇筑面不超过2m。混凝土每上升50cm，即采用插入式振捣器下至孔底人工分层振捣密实。桩顶或承台、连系梁底部2m以下灌注的混凝土，可依靠自由坠落捣实，不再用人工捣实。若桩基地下水渗漏较大，明浇不能保证砼施工质量时，采用水下混凝土浇筑。②孔内混凝土应尽可能一次连续灌注完毕，若施工接缝不可避免时，应按一般混凝土施工浇筑施工缝的规定办理。并一律设置上下层的锚固钢筋。锚固钢筋的截面积应根据施工缝位置验算。无资料时可按桩截面积的1％配筋。③灌注的桩如为摩擦桩，且土质条件较好，逐步拆除支护不会引起孔壁坍塌时，除准备作为桩身截面一部分的支撑外，可在灌注过程中不断的由下至上拆除支护。拆除支护时，不可使钢筋骨架移动、变位。④若灌的桩为柱桩，且支护内净空面积已大于柱桩所需面积，应尽可能不拆除支护，防止孔壁坍塌，并加快混凝土的灌注。⑤混凝土灌注至桩顶以后，应即将已离析的混合物及水泥浮浆等清除干净。B、当孔底深入的地下水上升速度较大时（每分钟上升速度超过6mm），应作为有水桩按导管法在水中灌注混凝土。灌注混凝土前，孔内的水位应灌到与孔外自然地下水位同样高度，使孔内外水压平衡。若为摩擦桩须将孔壁支护在灌水之前拆除时，必须谨慎工作，拆除时动作要轻，避免冲撞孔壁，边拆边灌水，最后灌的水位要高于孔外地下水位1.5~2.0m，防止孔壁坍塌。以后下钢筋骨架和灌注混凝土均应迅速。若为柱桩，尽可能不拆除孔壁支护。⑾挖孔遇到潜水层承压水的处理挖孔时如果遇到涌水量较大（90m3/h以内）的潜水层承压水（水头9m），可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理，效果较好。①首先用水泵将孔内的水排尽。然后把潜水面沿孔壁周边完全开挖出来。再在孔壁设计半径外面开挖环形槽。②在孔底干铺20cm厚卵石层，其上安设5mm厚、高度稍大于潜水层的钢板圈，其内径等于桩径。在钢板圈内卵石层上设置2根直径25mm的压浆钢管，其中1根作为（另一根堵塞时）的备用。压浆管埋入混凝土顶盖处焊一钢板，以利定位及防止压入的水泥浆沿管壁上流。③钢板隔离圈与孔壁之间填充卵石，其孔隙率要求40％左右。④为了省工、省料，便于继续开挖，在隔离圈内填充装泥麻包（草包），要求填塞密实，减少孔隙。⑤灌注水下混凝土顶盖，标号75号，厚50cm。⑥压浆：同一压浆管按材料分的给进程序先压泥浆，将钢板圈内的空隙用泥浆填充，以节省水泥，次压纯水泥浆。最后压进水泥砂浆，其配合重量比1：1。砂浆中可掺入氯化钙早强剂。各种压浆均以稠度来控制，稠度用砂浆流动度测定器来测定，以秒表示。泥浆稠度要求2－6秒，稠水泥浆或水泥砂浆稠度2－10秒。压浆机具可用灰浆泵，压力3－4公斤/cm2即可。⑦封闭完成继续开挖，封闭完成48小时后可将水抽尽，水位不上升，即可用风镐将混凝土顶盖按孔径要求开挖，并吊出泥装麻包，拆除钢板圈，继续进行挖孔工作。⑿终孔检查处理、桩基检测挖孔达到设计高度后，应进行孔底处理。必须做到平整，无松渣、污泥及沉淀等软层。嵌入岩层深度应符合设计要求。开挖过程中应经常检查了解地质情况，倘与设计资料不符，应提出变更设计。若孔底地质复杂或开挖中发现不良地质现象（如溶洞、薄层泥岩、不规则的额淤泥分布等）时，应钎探查明孔底以下地质情况。桩基施工完毕达到7天强度后，立即通知检测单位对桩基进行检测，检测内容包括声波测试及钻孔抽芯。三、人工挖孔桩质量及检查标准1、成孔质量检查人工挖孔在终孔后应对桩位、孔径、孔深等项目进行检查，成孔质量标准如下表所示：成孔质量标准及检查表项目允许偏差检查方法桩的中心位置群桩100，单排桩50mm经纬仪、钢尺测量孔径不小于设计桩径＜0.5%，摩擦桩不小于设计经纬仪、钢尺测量吊垂法确立中心，钢尺量倾斜度孔深沉碴厚度摩擦桩，符合设计要求。设计无要求，直径≤1.5m桩，≤300mm；直径＞1.5m桩或桩长＞40m或土质较差桩，≤500mm井内量测人工挖孔灌注桩质量标准项目允许偏差检查方法孔径不小于设计钢尺逐段检查孔深不小于设计钢尺量，设计鉴定钢筋骨架底面高程(mm)±50水准仪测骨架顶面高程后反算：每桩检查混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查桩位(m