人工挖孔桩施工方法及施工工艺

2、人工挖孔桩施工方法及施工工艺2.1、人工挖孔桩工程概况交通层围护结构为人工挖孔桩排桩，共有挖孔桩484根，直径为Φ1200mm，桩间距有1300mm和1000mm两种。交通层南端靠罗湖口岸联检大楼前2#出入口及西侧火车站前均为φ1200@1300挖孔桩，深度10.8~12.2m，嵌固深度5m，共304根，桩间用φ1000@800旋喷桩止水；交通层东侧罗湖商业城前为φ1200@1000咬合桩，深度17.2m，嵌固深度10m，共180根。排桩完成后将桩头凿除干净，用0.6×1.2m压顶的冠梁将各桩顶连成一体。从罗湖站起伏较大的地质情况分析，有部分挖孔桩进入中风化岩层。2.2、人工挖孔桩施工工艺流程人工挖孔桩施工工艺流程见图4-2-1。图4-2-1人工挖孔桩施工工艺流程图否是平整场地测量定位挖第一节孔桩土安装垂直运输设备安模浇第一节砼护壁安装活动吊桶在护壁上二次投测标高及桩位十字线轴线第二（下）节桩身挖土安装排水通风照明设施清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径拆第一（上）节模板安第二（下）节模板浇第二（下）节砼护壁到桩底设计标高否桩底清理及检查持力层吊放钢筋笼浇注桩身混凝土2.3、人工挖孔桩施工方法2.3.1、人工挖孔桩施工顺序为保证两施工孔桩净距大于4.5米，非咬合桩段采用跳4孔开挖，咬合桩段采用跳5孔开挖。如下图4-2-2所示：2.3.2、人工挖孔桩施工机具1）挖掘工具：以铁锹、铁镐、铁锤、钢钎、风镐等简易轻便工具为主。2）出土工具：由机架、电动葫芦及活底吊桶组成。机架采用型钢焊成的简易门式机架，其上安置单轨电动葫芦。起重工具采用链式电动葫芦，起吊能力为10kN，吊放深度根据桩长选择，铰链处设有自动限位防坠装置，承重吊链的破坏拉力不小于60kN。3）降水工具：孔内设集水坑，采用大扬程的潜水泵抽水。4）照明工具：孔内照明采用低压防水照明灯具。5）通风工具：采用1.5kw的鼓风机，配以直径为10cm的塑料送风管，向孔内送风不小于25L/s。6）混凝土护壁模板：采用钢模板。7）人员上下：采用吊挂式软爬梯。8）水平运输：手推车运至临时堆土场，然后用自卸汽车弃运。2.3.3、平整场地，测量定位施工前，平整场地，铲除松软土层并夯实，施测孔桩十字线，桩孔位置定位，5.3m4.8m2452451313iZZ图4-2-2挖孔桩施工顺序示意图45631145632iZZ图4-35隔水栓构造示意图1图4-3-2隔水栓示意图2iZZ图4-35隔水栓构造示意图设置护桩并经常检查校核。孔口四周挖排水沟，作好排水系统，及时排除地表水，搭好孔口雨棚，安装提升设备，布置好出碴道路，合理堆放材料和机具，孔口四周2m范围内不得堆放水泥杂物。孔口四周设护栏，高度80~100cm，防止土、石、杂物及人员落入孔内。2.3.4、井孔开挖1）井孔开挖由人工自上而下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先挖中间部分后挖周边。挖至地下水位时，在孔内挖集水井，设小型潜水泵将水排至场地排水沟内，集水井随挖土加深而加深。随着挖孔加深，及时安装通风、照明、通讯等设备。2）挖孔达到设计标高后，进行孔底处理，使孔底平整、无松碴淤泥及沉碴，嵌入岩层符合设计要求，经监理工程师检查合格后应马上封底，安放钢筋笼，灌注桩身混凝土。3）当遇到流动性淤泥或流砂时，可采取以下措施：（1）减少每节护壁的高度（可取0.3-0.5m），即挖即护。活底吊桶活动安全盖板混凝土护壁定型组合钢模板单轨电动葫芦图4-2-3挖孔桩垂直运输示意图（2）采用钢护筒施工，在井孔内设高1~2m高，厚4mm钢套护筒，直径略小于混凝土护壁内径，利用混凝土护壁作支点，用小型油压千斤顶将钢护筒逐渐压入土中，阻挡流砂，钢套筒可一个接一个下沉，压入一段即开挖一段桩孔，直至穿过流砂层，再转入正常挖土和设混凝土支护。（3）采用注浆加固措施，在桩四周预先注入水泥、水玻璃双液浆止水加固土体后再进行开挖和支护施工。（4）采用上述方法仍无法施工时，即迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，防止周围地面下沉及坍孔，并速报有关部门及设计单位处理。4）挖孔桩内强风化及部分中风化软石采用风镐凿除，中~微风化岩石则采用微差控制爆破开挖。（1）挖孔桩爆破施工参数如下：炮孔直径：Ф32炮眼深度：0.5～0.7m以内起爆：非电毫秒雷管炸药：2#RJ乳胶炸药装药集中度：0.12~0.15kg/m爆破震速控制：2cm/s（2）挖孔桩内爆破炮孔布置及起爆顺序如下图4-2-4所示。4050406814131114060~709710121402345图4-2-4挖孔桩爆破方案（3）挖孔桩爆破施工注意事项爆破时井口覆盖钢筋网和砂袋，以杜绝飞石外逸。爆破作业时须加强爆破振动监测，并用监测结果及时修正爆破参数。爆破后须采用高压风和鼓风机进行足够的通风排烟处理，经小动物试验检测确认后方可进入孔内作业。2.3.5、护壁施工为防止坍孔和保证施工的安全，根据设计要求，孔桩采用砼护壁支护，人工填土层中每节高0.6m，其它土层中每节护壁高0.8m。护壁厚100mm，C20砼内配φ6@300钢筋。为了便于混凝土的浇注，护壁做成锥形，上口宽150~200mm，下口宽100mm（如图4-2-5）。护壁施工采取一节组合钢模板拼装而成，拆上节支下节循环周转使用，模板用U形卡连接，上下设两半圆组成的钢圈顶紧不另设支撑，混凝土用吊桶运输人工浇筑，从第二节护壁模板开始上部留100mm高作浇筑口，拆模后用砼堵塞。正常温度下24h后即可拆模。灌注护壁混凝土时，可用敲击模板或用木棒反复插捣。不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土。发现护壁有蜂窝、漏水现象应及时加以堵塞或导流，防止孔外水通过护壁流入桩孔内。同一水平面上的孔圈二正交直径不宜大于50mm。在第一节砼护壁上设十字控制点，每一节设横杆吊大线坠作中心线，用水平尺杆找圆周。控制桩径偏差在+50mm～-50mm内。混凝土浇注口护壁护壁间连接钢筋模板图4-2-5挖孔桩护壁施工示意图2.3.6、钢筋笼制作安装人工挖孔桩钢筋笼采用在孔外绑扎，然后用1台50t履带吊和1台20T汽车吊起吊安装。钢筋笼制作与安装遵守以下规定：（1）钢筋笼制作外径比设计孔径小140mm左右；（2）钢筋笼在制作、运输和安装过程中，为防止变形，在钢筋笼内布置一定数量的内撑及加强箍筋；（3）钢筋笼的主筋净保护层不小于70mm，其允许偏差±20mm；（4）钢筋笼吊装采用1台50t履带吊和1台20T汽车吊同时起吊,先使钢筋笼离开地面一定距离,然后履带吊机升高,汽车吊机配合使钢筋笼底端不接触或冲撞地面,直至履带吊将整个钢筋笼垂直吊起并安装就位。吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，灌注混凝土时应采取安设砼垫块及固定箍筋等措施固定钢筋笼位置。（5）钢筋笼需分段连接时，其连接焊缝及接头数量要符合技术规范要求；（6）钢筋笼的制作偏差应符合下表4-2-1的规定：钢筋笼的制作偏差表表4-2-1序号项目允许偏差（mm）1主筋间距±102箍筋间距±203加强筋间距±504钢筋笼直径±105钢筋笼长度±1002.3.7、桩身混凝土灌注桩身混凝土采用C25商品砼。混凝土由搅拌运输车运输，混凝土输送泵泵送入模。当孔内地下水不大，浇筑前清理孔底浮土和积水，采用串筒下料。砼要垂直灌入桩孔内，并连续分层浇筑，每层厚度控制在1.5m以内，由于人工下井振捣有困难，在混凝土中掺水泥用量0.25%木钙减水剂，提高混凝土坍落度，利用砼大坍落度下沉力使之密实。在桩上部钢筋加密部位，仍用振动棒振捣密实。为了保证桩端的砼强度，施工时要超灌一定高度的砼，在砼达到规定的强度以后进行桩头处理。当桩孔内渗水量过大（1m3/h）时，要采用水下混凝土灌注方法，按挖孔桩水下混凝土灌注有关规定进行。由于南方气温较高，故砼浇筑12h后，采取覆盖草袋，并洒水的方法进行养护，养护时间不少于14d。2.3.8、人工挖孔咬合桩施工方法人工挖孔桩桩间距1000mm地段为咬合桩，咬合200mm，护壁厚100mm，护壁为网格钢筋砼。挖孔桩采用跳桩开挖施工，后施工孔桩在挖孔过程中，必须桩孔下节钢筋笼图4-2-6挖孔桩钢筋笼吊装示意图上节钢筋笼将与先施工孔桩相割的护壁拆除确保桩芯有充分的接触面，并尽可能扩大桩芯砼接触面；在开挖交通层基坑时，必须将孔桩与交通层侧墙面的护壁全部拆除。精心施工，防止泥土和泥浆污染先施工桩桩间接触面。对先施工桩桩间接触面按施工缝方法处理，先凿毛后冲洗，在最后浇筑桩芯砼前应对先施工桩桩间接触面再冲洗一次。2.4、人工挖孔桩施工组织2.4.1、机械配备挖孔桩施工配备以下机械：单轨电动葫芦20台；1t机动翻斗车4台；50t履带吊机1台、NK200E型20t汽车起重机1台；36v低压变压器1台；钢筋加工设备1套；QY25型潜水泵3台、QB40-25型潜水泵3台；凿岩机4台。2.4.2、机构及人员配备针对罗湖站具体情况，成立挖孔桩专业施工队，机构管理框图如下：10001000600100后施工孔桩先施工孔桩需凿除护壁图4-2-7挖孔桩咬合示意图先施工孔桩挖孔桩施工队队长副队长机械技术主管挖孔班混凝土班钢筋班挖孔桩施工队设队长1名，副队长1名，技术主管1名，技术员2名，施工工班3个，工人90人。每3人一组施工一根孔桩，同时施工20根桩。2.5、人工挖孔桩技术标准（1）人工挖孔桩基底直径应符合设计要求，基底应平整无虚土，无积水，无淤泥，基底标高在允许误差范围内。（2）人工挖孔桩允许偏差必须符合下表4-2-2规定：人工挖孔桩允许偏差表表4-2-2序号项目允许偏差mm检验方法1钢筋笼主筋间距±10尺量箍筋间距±20直径±10长度±50主筋保护层厚度±102护壁厚度≥100±20尺量每循环护壁长度≤900—50护壁模板直径（长度）符合设计3桩的位置偏移垂直于桩基中心线单桩50拉线尺量单排桩群桩基础的边桩沿桩基中心线条形基础桩50群桩基础的中间桩4垂直度3‰吊线尺量5桩柱垂直度H/1000吊线6桩身直径±50尺量7桩底标高±10尺量、测量2.6、人工挖孔桩施工技术措施（1）开孔前，桩位应定位准确，在桩外设置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。（2）人工挖孔桩的护壁厚度不小于100mm，混凝土等级不低于桩身混凝土强度等级，上下节护壁间应用钢筋拉结。（3）护壁中心线应和桩的轴线重合，其与轴线偏差不大于20mm。第一节护壁比下面的护壁厚150mm，并高出地面150~200mm。（4）上下节护壁相互搭接不小于50mm。（5）每节护壁均应在当日连续施工完毕。（6）护壁混凝土必须密实，根据土层渗水情况可使用速凝剂。（7）遇有局部或厚度大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，每节护壁的高度可减小到300~500mm，并随挖、随验、随浇注混凝土；或采用钢护筒或有效的降水措施。2.7、人工挖孔桩施工安全措施人工挖桩施工时，人员要下到井底，桩深孔小，必须特别注意施工安全。1）开挖过程中加强地面及孔内开挖人员的上下呼应，防止井下发生意外。2）随时检查孔内有毒物质，特别是采用爆破作业的桩孔，人员进入之前必须采用高压风管或鼓风机进行足够的通风排烟处理，经动物实验检测确认安全后方可入孔作业。3）作业人员必须配戴安全帽，每班上下孔内均须认真检查爬梯及吊篮等上、下工具的安全可靠性，孔内采用36伏以下的低压照明灯具。4）孔口设第一道钢筋盖板，并在下班后加盖严实。井下作业人员头顶1.0m设第二道钢筋护盖，在土石方起吊过程中，人员站在盖板之下，防止高处坠物伤人。5）孔口高出地面10cm，附近不允许堆放材料工具，及时清除孔口周边的松散泥块和杂物。6）钢筋笼吊放须由专人指挥，确保周围建筑物和行人的安全。7）采用相邻孔同时施工的挖孔桩，其相邻施工工作开挖面之间最小距离不得小于4.5m。