人工挖孔桩施工工艺总结无水水下灌注.doc

人工挖孔桩无水水下灌注施工工艺总结
1、 工程地质概况
本协议段（YSTJ-7）为全线控制性工程, 起讫里程为K37+800～K45+000, 路线全长7.2km。根本桥梁有7座, 分别为: 标湖1号大桥、 标湖2号大桥、 张家沟大桥、 罗沟1号大桥、 罗沟2号大桥、 西沟大桥、 邓家湾大桥, 7座桥梁累计桩基346根, 总延米数为2343.8m。
本标段桥址区属结构剥蚀低山-丘陵地貌, 地形起伏改变较大。地表水受季节性控制, 通常不大。地下水关键为第四系覆盖层中孔隙水及基岩中风化裂隙水, 总体水量贫乏。依据地质勘测汇报、 设计图纸及施工规范要求, 结合现场实际地形地貌、 工程地质及水文地质情况, 将地形高差较大, 且无地下水或地下水极少, 无不良地质现象桩基础, 选型为适应范围广人工挖孔桩成孔; 依据水文地质情况, 和多年施工经验使用导管进行无水水下灌注成桩。
2、 施工准备
施工前需对施工场地做好“三通一平”, 即通水、 通电、 通路, 场地平整, 满足人工挖孔桩施工工艺要求。施工用水满足挖孔过程中护壁砂浆拌和用水, 及灌注桩清洗导管用水; 施工用电满足人工挖孔设备, 电动卷扬机, 砂浆拌和机, 空压机, 水泵及插入式振捣器等施工机具用电; 施工便道满足施工车辆, 汽车起重机, 混凝土搅拌罐车及其她运输车辆通行; 施工场地大小、 平整度满足成孔时多种机具设备及材料堆放和灌注成桩过程中各中机械停放等要求。
由项目部测量队依据设计图纸、 导线点和表高点, 进行桩基础测量放样并交底于现场人工挖孔桩作业队。现场技术人员对施工作业队进行人工挖孔桩施工技术交底、 安全技术交底及工钱教育, 确保施工质量、 施工安全及施工进度可控。
3、 设备及要求
成孔设备包含空压机、 风镐、 风钻、 电动卷扬机、 出渣桶、 铁锹等, 其中电动卷扬机要含有断电自锁功效, 确保施工安全, 岩层爆破时由项目部爆破员专员爆破。
护壁设备包含砂浆拌和机、 料斗车、 称量磅秤、 插入式振捣器。砂浆护壁所用砂浆必需采取器械拌合, 且现场有有效计量装置, 确保施工配合比材料用量正确。
钢筋笼加工设备包含钢筋切断机、 钢筋调直机、 钢筋弯曲机、 砂轮切割机、 滚轧直螺纹机、 电焊机、 钢筋笼胎架等。钢筋笼加工统一在钢筋加工场内加工成形, 现场采取直螺纹套筒连接, 设备有汽车起重机、 扳手、 手拉葫芦等。
灌注设备包含汽车起重机、 料斗、 导管、 混凝土输送罐车等。灌注导管需进行水密承压和接头抗拉试验, 因为是采取无水水下灌注, 导管内水压大于导管壁在灌注混凝土是承受最大压力P1.3倍, P=γchc, 式中P为导管承受到最大压力, γc为混凝土重度, 取2.5KN/m³, hc为导管内混凝土柱最大高度, 取导管全长。当地形不满足罐车直接灌注时, 采取汽车泵或地泵垂直输送混凝土。
3、 施工工艺
（1）孔桩第一节: 依据项目部测量班测量放样桩位中心点引出十字护桩开挖第一节桩孔土方。开挖桩孔应从上到下逐层进行, 先挖中间部分土方, 然后扩及周围, 有效地控制开挖桩孔截面尺寸。开挖完成后依据十字护桩安装模板并浇筑护壁锁口, 护壁顶宜高出地面20cm, 护壁采取与桩基础相同级强度混凝土。
（2）桩位复测: 挖孔桩完成第一节护壁锁口后通知测量队进行桩位复测及锁口标高, 检验桩基础中心是否符合设计及规范要求, 对不符合要求重新制作第一节护壁, 符合要求将护桩引到护壁顶, 采取水泥钢钉标识, 并测出护壁顶高程, 计算设计孔深, 填写桩位标识牌, 并将设计孔深交底于现场作业人员。
（3）挖孔施工: 安装电动卷扬机, 进行开挖施工, 以孔口十字桩为基准吊线测量控制桩孔垂直度, 每节开挖深度为1m, 直径为桩径+护壁厚度×2, 用电动卷扬机提升出渣桶将开挖土石提出。开挖每节桩孔结束后进行护壁模板安装, 然后浇筑混凝土护壁。混凝土应符合设计及规范要求, 现场采取滚筒拌和机拌合, 采取串桶入模或卷扬机提降入模, 插入振捣或人工振捣混凝土, 是混凝土密实。当强度达成0.2~0.5MPa时拆除模板, 进行下一节桩孔施工。当桩孔施工至岩层时候就需要爆破施工, 应专门计算设计, 宜采取浅眼松动爆破法, 严格控制炸药用量, 并采取电雷管或塑料导爆管引爆。爆破后先通风排烟15min, 并无有害气体后, 施工人员方可下孔继续施工。施工中要查对工程地质情况是否与地质勘测汇报一致, 假如不通立刻通知相关技术部门。
（4）成孔检测: 达成计算孔深后由作业工班技术员通知质检工程师验孔, 检验桩孔深度、 直径、 垂直度等。采取测绳测出孔深, 实测孔深大于设计孔深, 孔径和垂直度采取检孔器进行检验, 合格后能够进行下一步施工。
（5）钢筋笼制作和安装: 钢筋笼制作采取工厂式集中制作, 以确保成品钢筋笼加工质量符合设计及规范要求; 钢筋笼采取“炮车”运输, “炮车”主车使用装载机或其她可牵引车辆, 后炮采取单桥后炮。在加工场内用门式起重机将钢筋笼吊装至炮车, 并将钢筋笼和炮车固定好, 确保运输至施工现场钢筋笼不变形, 现场使用汽车起重机将钢筋笼吊装入孔, 吊装应采取多点吊装, 第一点用起重机主吊钩配合吊具吊在钢筋笼顶部, 第二点使用起重机副吊钩吊在钢筋笼顶部往下三分之二处, 起吊钢筋笼到一定高度, 继续提升主吊钩, 下降副吊钩, 使钢筋笼不接触地面前提下由水平状态变为竖直。然后吊装钢筋笼对准孔位, 尽可能轻放、 慢放, 碰到下放困难时应立刻停止查明原因, 将问题处理后继续下放至设计高程; 在孔口架设扁担梁, 吊筋将钢筋笼吊在扁担梁上以控制钢筋笼标高, 吊筋长度=吊筋净长+搭接长度+扁担梁高。
（6）清孔: 清理好孔底残渣、 杂物、 浮土, 桩有渗水孔底土层浸泡会有软化, 在灌注混凝土前应清除孔底积水, 并清除软化土层, 以确保灌注时混凝土质量不受孔内积水影响。
（7）安装导管: 对人工挖孔桩采取导管法将干孔灌注和水下灌注施工工艺结合进行混凝土灌注, 称无水水下灌注。采取丝扣式导管, 内径为200～300mm, 导管使用前进行水密承压试验和接头抗拉试验。导管配置依据实际孔深配置, 因为采取无水水下灌注工艺, 确保混凝土出导管底口后垂直落差小于2m, 则导管配置长度=实际孔深-2m。导管采取吊车配合人工安装, 导管安放时, 人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心, 然后稳步沉放、 预防卡挂钢筋笼。最终安装料斗, 将导管固定卡在灌注架上。
（8）混凝土灌注: 混凝土由拌合站强制式拌和机集中拌制, 控制好坍落度等各项指标, 应依据天气情况和运距合适增大出站时混凝土坍落度, 确保混凝土灌注现场灌注时坍落度符合要求。混凝土采取搅拌罐车运至施工现场, 经现场试验员试验合格能够开始混凝土无水水下灌注。
无水水下灌注施工分为三步控制混凝土坍落度及施工方法。
第一步, 灌注第一车混凝土坍落度控制为干孔灌注坍落度120～140mm, 分层灌注混凝土并振捣, 分层厚度为30cm。采取插入式振捣器有次序振捣, 振捣间距为振捣器作用半径1.5倍, 插入下层混凝土深度大于5cm, 每一振点振捣时间以20s~30m为宜, 通常以混凝土不再显著下沉, 不出现气泡, 开始泛浆时为准;
第二步, 第二车及以后混凝土坍落度控制为水下灌注施工坍落度180～220mm, 灌注时依靠混凝土自落冲击密实, 无需人工对混凝土进行振捣, 灌注过程中确保混凝土和易性、 坍落度及导管埋设深度。混凝土和易性不好轻易产生浮浆, 坍落度小和导管埋设深度不足会造成密实性不够, 坍落度大会造成混凝土离析, 影响砼强度。导管埋设深度相比水下灌注混凝土标准2m~6m能够合适加深, 因为无泥浆护壁或清水护壁, 混凝土翻出导管时受压力较小, 增加导管埋设深度, 使导管底口翻出混凝土与水下灌注时混凝土相同压力, 确保混凝土自密效果不低于水下灌注。
第三步, 当混凝土灌注至桩顶以下5米时调整混凝土坍落度为干孔灌注坍落度120～140mm, 将导管拔出混凝土面, 采取人工分层振捣方法进行灌注, 分层厚度小于30cm或插入式振捣器有效长度1.25倍, 施工方法与第一步相同, 通常浇筑混凝土面高程高出设计桩顶0.15cm, 确保破除浮浆后至设计桩顶高程时为密实混凝土。
4、 施工结论
对人工挖孔桩无水水下灌注工艺施工桩基, 请相关资质单位经过声测管进行超声波检测, 结果均为一类桩; 并抽取其中2根桩基进行钻芯取样检测, 检测结果均为一类桩。无水水下灌注施工工艺结合了干孔灌注和水下灌注两种施工工艺, 在确保施工质量前提下对桩基础灌注施工工艺进行了创新, 此创新工艺不仅缩短了灌注施工时间、 提升了桩基施工效率, 为企业发明了利润, 而且经过工艺创新响应国家节能减排、 建设资源节省型社会号召。