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人工成孔灌注桩施工工艺标准( 206-1996)

范围
本工艺标准适用于工业和民用建筑中粘土、 粉质粘土及含少量砂、 石粘土层, 且地下水位低的人工成孔灌注桩工程。

施工准备
2.1材料及主要机具:
2.1.1水泥: 宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
2.1.2砂: 中砂或粗砂, 含泥量不大于5%。
2.1.3石子: 粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石; 桩身混凝土也可用粒径不大于5cm的石子, 且含泥量不大于2%。
2.1.4水: 应用自来水或不含有害物质的洁净水。
2.1.5外加早强剂应经过试验选用, 粉煤灰掺合料按试验室的规定确定。
2.1.6钢筋: 钢筋的级别、 直径必须符合设计要求, 有出厂证明书及复试报告。
2.1.7一般应备有三木搭、 卷扬机组或电动葫芦、 手推车或翻斗车、 镐、 锹、 手铲、 钎、 线坠、 定滑轮组、 导向滑轮组、 混凝土搅拌机、 吊桶、 溜槽、 导管、 振捣棒、 插钎、 粗麻绳、 钢丝绳、 安全活动盖板、 防水照明灯( 低压36V、 100W) , 电焊机、 通风及供氧设备、 扬程水泵、 木辘轳、 活动爬梯、 安全帽、 安全带等。
2.1.8模板: 组合式钢模, 弧形工具式钢模四块( 或八块) 拼装。卡具、 挂钩和零配件。木板、 木方, 8号或12号槽钢等。
2.2作业条件:
2.2.1人工开挖桩孔, 井壁支护应根据该地区的土质特点、 地下水分布情况, 编制切实可行的施工方案, 进行井壁支护的计算和设计。
2.2.2开挖前场地应完成三通一平。地上、 地下的电缆、 管线、 旧建筑物、 设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施, 如照明、 动力、 通风、 安全设施准备就绪。
2.2.3熟悉施工图纸及场地的地下土质、 水文地质资料, 做到心中有数。
2.2.4按基础平面图, 设置桩位轴线、 定位点; 桩孔四周撒灰线。测定高程水准点。放线工序完成后, 办理预检手续。
2.2.5按设计要求分段制作好钢筋笼。
2.2.6全面开挖之前, 有选择地先挖两个试验桩孔, 分析土质、 水文等有关情况, 以此修改原编施工方案。
2.2.7在地下水位比较高的区域, 先降低地下水位至桩低以下0.5m左右。
2.2.8人工挖孔操作的安全至关重要, 开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底; 操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验, 确保施工安全。

操作工艺
3.1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→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位( 中心) 轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦( 卷扬机或木辘轳) →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( 放附加钢筋) →浇第二节护壁混凝土→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→放混凝土溜筒( 导管) →浇筑桩身混凝土( 随浇随振) →插桩顶钢筋
3.2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许点。确定好桩位中心, 以中点为圆心, 以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部( 即第一步) 的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。孔位线定好之后, 必须经有关部门进行复查, 办好预检手续后开挖。
3.3开挖第一节桩孔土方: 开挖桩孔应从上到下逐层进行, 先挖中间部分的土方, 然后扩及周边, 有效地控制开挖孔的截面尺寸。每节的高度应根据土质好坏、 操作条件而定, 一般以0.9～1.2m为宜。
3.4支护壁模板附加钢筋: 为防止桩孔壁坍方, 确保安全施工, 成孔应设置井圈, 其种类有素混凝土和钢筋混凝土两种。以现浇钢筋混凝土井圈为好, 与土壁能紧密结合, 稳定性和整体性能均佳, 且受力均匀, 能够优先选用。当桩孔直径不大, 深度较浅而土质又好, 地下水位较低的情况下, 也能够采用喷射混凝土护壁。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, 以最下面一节所承受的土侧压力和地下水侧压力, 经过计算来确定。
护壁模板采用拆上节、 支下节重复周转使用。模板之间用卡具、 扣件连接固定, 也能够在每节模板的上下端各设一道圆弧形的、 用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑, 防止内模因受涨力而变形。不设水平支撑, 以方便操作。
第一节护壁以高出地坪150～200mm为宜, 便于挡土、 挡水。桩位轴线和高程均应标定在第一节护壁上口, 护壁厚度一般取100～150mm。
3.5浇筑第一节护壁混凝土: 桩孔护壁混凝土每挖完一节以后应立即浇筑混凝土。人工浇筑, 人工捣实, 混凝土强度一般为C20, 坍落度控制在100mm, 确保孔壁的稳定性。
3.6检查桩位( 中心) 轴线及标高: 每节桩孔护壁做好以后, 必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口, 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。
3.7架设垂直运输架: 第一节桩孔成孔以后, 即着手在桩孔上口架设垂直运输支架。支架有: 木搭、 钢管吊架、 木吊架或工字钢导轨支架几种形式; 要求搭设稳定、 牢固。
3.8安装电动葫芦或卷扬机: 在垂直运输架上安装滑轮组和电动或穿卷扬机的钢丝绳, 选择适当位置安装卷扬机。如果是试桩和小型桩孔, 也能够用木吊架、 木辘轳或人工直接借助粗麻绳作提升工具。地面运土用手推车或翻斗车。
3.9安装吊桶、 照明、 活动盖板、 水泵和通风机。
3.9.1在安装滑轮组及吊桶时, 注意使吊桶与桩孔中心位置重合, 作为挖土时直观上控制桩位中心和护壁支模的中心线。
3.9.2井底照明必须用低压电源( 36V、 100W) 、 防水带罩的安全灯具。桩口上设围护栏。
3.9.3当桩孔深大于20m时, 应向井下通风, 加强空气对流。必要时输送氧气, 防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业, 桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况, 互相响应, 切实预防安全事故的发生。
3.9.4当地下水量不大时, 随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时, 吊桶已满足不了排水, 先在桩孔底挖集水坑, 用高程水泵沉入抽水, 边降水边挖土, 水泵的规格按抽水量确定。应日夜三班抽水, 使水位保持稳定。地下水位较高时, 应先采用统一降水的措施, 再进行开挖。
3.9.5桩孔口安装水平推移的活动安全盖板, 当桩孔内有人挖土时, 应掩好安全盖板, 防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边。吊运土时, 再打开安全盖板。
3.10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, 桩孔内人员应戴好安全帽, 地面人员应拴好安全带。吊桶离开孔口上方1.5m时, 推动活动安全盖板, 掩蔽孔口, 防止卸土的土块、 石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后, 再打开活动盖板, 下放吊桶装土。
桩孔挖至规定的深度后, 用支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。
3.11先拆除第一节支第二节护壁模板, 放附加钢筋, 护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。如往下孔径缩小, 应配备小块模板进行调整。模板上口留出高度为100mm的混凝土浇筑口, 接口处应捣固密实。拆模后用混凝土或砌砖堵严, 水泥砂浆抹平, 拆模强度达到1MPa。
3.12浇筑第二节护壁混凝土: 混凝土用串桶送来, 人工浇筑, 人工插捣密实。混凝土可由试验确定掺入早强剂, 以加速混凝土的硬化。
3.13检查桩位中心轴线及标高: 以桩孔口的定位线为依据, 逐节校测。
3.14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, 桩底应支承在设计所规定的持力层上。
3.15开挖扩底部份: 桩底可分为扩底和不扩底两种情况。挖扩底桩应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好, 再按扩底部位的尺寸、 形状自上而下削土扩充成设计图纸的要求; 如设计无明确要求, 扩底直径一般为1.5～3.0d。扩底部位的变径尺寸为1∶4。
3.16检查验收: 成孔以后必须对桩身直径、 扩头尺寸、 孔底标高、 桩位中线、 井壁垂直、 虚土厚度进行全面测定。做好施工记录, 办理隐蔽验收手续。
3.17吊放钢筋笼: 钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块, 按设计要求一般为70mm( 钢筋笼四周, 在主筋上每隔3～4m左右设一个φ20耳环, 作为定位垫块) ; 吊放钢筋笼时, 要对准孔位, 直吊扶稳、 缓慢下沉, 避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时, 应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时, 应采用焊接( 搭接焊或帮条焊) , 双面焊接, 接头数按50%错开, 以确保钢筋位置正确, 保护层厚度符合要求。
3.18浇筑桩身混凝土: 桩身混凝土可使用粒径不大于50mm的石子, 坍落度80～100mm, 机械搅拌。用溜槽加串桶向桩孔内浇筑混凝土。混凝土的落差大于2m, 桩孔深度超过12m时, 宜采用混凝土导管浇筑。浇筑混凝土时应连续进行, 分层振捣密实。一般第一步宜浇筑到扩底部位的顶面, 然后浇筑上部混凝土。分层高度以捣固的工具而定, 但不宜大于1.5m。
3.19混凝土浇筑到桩顶时, 应适当超过桩顶设计标高, 以保证在剔除浮浆后, 桩顶标高符合设计要求。桩顶上的钢筋插铁一定要保持设计尺寸, 垂直插入, 并有足够的保护层。
3.20冬、 雨期施工:
3.20.1冬期当温度低于0℃以下浇筑混凝土时, 应采取加热保温措施。浇筑的入模温度应由冬施方案确定。在桩顶未达到设计强度50%以前不得受冻。当夏季气温高于30℃, 应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。
3.20.2雨天不能进行人工挖桩孔的工作。现场必须有排水的措施, 严防地面雨水流入桩孔内, 致使桩孔塌方。

质量标准
4.1保证项目:
4.1.1灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
4.1.2实际浇筑混凝土量, 严禁小于计算体积。
4.1.3浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理, 必须符合设计要求和施工规范的规定。
4.2基本项目:
4.2.1桩身直径应严格控制。一般不应超过桩长的3‰, 且最大不超过50mm。
4.2.2孔底虚土厚度不应超过规定。扩底形状、 尺寸符合设计要求, 桩底应落在持力土层上, 持力层土体不应被破坏。
4.3允许偏差项目, 见表2-9。
人工成孔灌注桩允许偏差表2-9
项次项目允许偏差(mm)检验方法
1钢筋笼主筋间距±10尺量检查
2钢筋笼箍筋间距±20尺量检查
3钢筋笼直径±10尺量检查
4钢筋笼长度±50尺量检查
5桩位中心轴线±10拉线和尺量检查
6桩孔垂直度3‰L, 且不大于50吊线和尺量检查
7桩身直径±10尺量检查
8桩底标高±10尺量检查
9护壁混凝土厚度±20尺量检查
注: L为桩长。

成品保护
5.1已挖好的桩孔必须用木板或脚手板、 钢筋网片盖好, 防止土块、 杂物、 人员坠落。严禁用草袋、 塑料布虚掩。
5.2已挖好的桩孔及时放好钢筋笼, 及时浇筑混凝土, 间隔时间不得超过4h, 以防坍方。有地下水的桩孔应随挖、 随检、 随放钢筋笼、 随时将混凝土灌好, 避免地下水浸泡。
5.3桩孔上口外圈应做好挡土台, 防止灌水及掉土。
5.4保护好已成形的钢筋笼, 不得扭曲、 松动变形。吊入桩孔时, 不要碰坏孔壁。串桶应垂直放置, 防止因混凝土斜向冲击孔壁, 破坏护壁土层, 造成夹土。
5.5钢筋笼不要被泥浆污染; 浇筑混凝土时, 在钢筋笼顶部固定牢固, 限制钢筋笼上浮。
5.6桩孔混凝土浇筑完毕, 应复核桩位和桩顶标高。将桩顶的主筋或插铁扶正, 用塑料布或草帘围好, 防止混凝土发生收缩、 干裂。
5.7施工过程妥善保护好场地的轴线桩、 水准点。不得碾压桩头, 弯折钢筋。

应注意的质量问题
6.1垂直偏差过大: 由于开挖过程未按要求每节核验垂直度, 致使挖完以后垂直超偏。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。
6.2孔壁坍塌: 因桩位土质不好, 或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前应掌握现场土质情况, 错开桩位开挖, 缩短每节高度, 随时观察土体松动情况, 必要时可在坍孔处用砌砖, 钢板桩、 木板桩封堵; 操作进程要紧凑, 不留间隔空隙, 避免坍孔。
6.3孔底残留虚土太多; 成孔、 修边以后有较多虚土、 碎砖, 未认真清除。在放钢筋笼前后均应认真检查孔底, 清除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封底。
6.4孔底出现积水: 当地下水渗出较快或雨水流入, 抽排水不及时, 就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑, 及时下泵抽水。如有少量积水, 浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的, 大量积水一时又排除困难的情况下, 则应用导管水下浇筑混凝土的方法, 确保施工质量。
6.5桩身混凝土质量差: 有缩颈、 空洞、 夹土等现象。在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底, 坚持分层浇筑、 分层振捣、 连续作业。必要时用铁管、 竹杆、 钢筋钎人工辅助插捣, 以补充机械振捣的不足。
6.6钢筋笼扭曲变形: 钢筋笼加工制作时点焊不牢, 未采取支撑加强钢筋, 运输、 吊放时产生变形、 扭曲。钢筋笼应在专用平台上加工, 主筋与箍筋点焊牢固, 支撑加固措施要可靠, 吊运要竖直, 使其平稳地放入桩孔中, 保持骨架完好。

质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录
7.1水泥的出厂合格证及复验证明。
7.2钢筋的出厂证明或合格证, 以及钢筋试验单抄件。
7.3试桩的试压记录。
7.4灌注桩的施工记录。
7.5混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。
7.6混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。
7.7桩位平面示意图。
7.8钢筋及桩孔隐蔽验收记录单。