人工挖土灌注桩.doc

浅谈人工挖孔灌注桩
工艺流程、质量、安全控制要点、试桩结果
一、 概述
　　采用人工挖孔灌注桩做基础，具有机具设备简单、施工操作方便、占用施工场地小、对周围建筑物影响小、施工质量可靠、可全面展开施工、缩短工期、造价低等优点。因此得到广泛应用。以我之前所在的实习工地为例，建成和在建的砖混、底框和框架建筑大部分采用人工挖孔灌注桩基础，这主要是该地域的地质条件等因素造成的。人工挖孔灌注桩适用于土质较好、地下水位较低的黏土、亚黏土、含少量砂卵石的黏土层。可用于高层建筑、公用建筑、水工建筑做桩基，作支承、抗滑、挡土之用。对软土、流砂、地下水位较高、涌水量大的土层不宜采用。
　人工挖孔灌注桩是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺，适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层，因其占施工用场地少、成本较低、工艺简单、易于控制质量且施工时不易产生污染等优点而广泛应用于建筑桩基工程的施工中。
二、 施工工艺
Ⅰ、人工挖孔灌注桩桩孔的施工与质量验收：
1、 对地质资料、检验设备、工艺及施工技术要求是否适宜，桩在施工前，宜进行“试成孔”。
2、根据建设单位测量基准点和测量基线放样定位，经监理复核，用十字交叉法定出孔桩中心。桩位应定位放样准确，测量基准点应派专人负责保护。
3、当两桩间距小于4倍桩径且净距小于2.5m时，应采用间隔开挖，或停36小时后再挖。
4、第一节井圈护壁的中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm；井圈顶面应比场地高出150~200mm，壁厚比下面井壁厚度增加100~150mm。
5、修筑钢筋砼井圈护壁应保证：护壁的厚度、配筋、砼强度符合设计要求；上下节护壁的搭接长度不得小于50mm；每节护壁在当日施工完毕；护壁模板在24h后拆除；发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成质量、安全事故。
6、挖至设计标高时，孔底不应积水，终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、排除积水，然后进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和灌注桩身砼。
7、成孔的允许偏差：桩径 ±50mm，垂直度 0.5%，桩位 ±50mm。底部扩大段要按设计挖成圆台状，保证扩底尺寸、角度符合设计要求。
8、挖孔桩每天只宜挖一米（根据地质水文情况要严格控制开挖深度），挖好后要及时安设护壁模板，并在当天浇注好砼，夜晚则是护壁砼养护时间；在开挖过程中要严格控制桩的中心线，以保证桩身尺寸满足设计要求；孔内排水一般采用明排（不得直接排在施工场地上），如渗水量过大，必须在孔周围打井点降水；在挖孔到一定深度时，土质情况会发生变化，会碰到岩层，对于坚硬的岩石，可采用风镐掘进、或爆破（须专业人员），如开挖至设计标高仍未碰到岩层，要根据实际情况超挖。
Ⅱ、钢筋笼的制作与质量验收：
1、钢筋进场要验收，要有质保单，并要求作力学性能试验和焊接试验，合格后才能启用。
　  2、焊条要有质保单，型号要与钢筋的性能相适应。
　  3、钢筋笼严格按照设计要求制作加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差±10mm；箍筋或螺旋筋间距允许偏差±20mm；钢筋笼直径允许偏差±10mm；钢筋笼长度允许偏差±50mm。
　  4、加颈箍宜设在主筋外侧，以加强对钢筋笼的箍子作用，且不会增加施工难度，主筋一般不设弯钩。
　  5、钢筋笼搬运和吊装时，应防止变形；安放前需再次检查孔内的情况，以确定孔内无塌方和沉渣；安放要对准孔位，扶稳、 缓慢、顺直，尽量避免碰撞孔壁，严禁墩笼、扭笼。
　  6、注意钢筋笼的标高，到达设计位置后应采用工艺筋（吊筋、抗浮筋）固定，避免钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮。
　  7、钢筋保护层的厚度为无护壁时70mm、砼护壁时35mm.保护层用水泥砂浆制作，当无砼护壁时严禁用粘土砖或短钢筋头代替（砖吸水、短钢筋头锈蚀后会引起钢筋笼锈蚀的连锁反应）。垫块每1.5-2m一组，每组3个，圆周上相距120°，每组之间呈梅花形布置。保护层的允许偏差为±10mm。
8、当成孔深度与设计深度不同时，钢筋笼长度也宜随之变化，但摩擦桩的钢筋笼长度可不变。
Ⅲ、浇注桩身砼
挖孔达到设计标高后，要及时对成孔的各项数据(桩径、偏差、桩底渗水量)进行分析，以便及时采取补救措施；桩身钢筋笼在预制场地上分段加工，在成孔前就要运至孔边，安放到位后要及时固定，以防止其上浮；浇注砼前，要安放好溜槽或导管，并再次检查孔底渗水量，渗水量过大，要采用水下砼浇注，如检测需要，可埋设声测管。成桩后尽快灌注混凝土，以避免孔底岩层长期暴露在空气中而引起承载力发生变化；
1、检查成孔质量合格后应尽快灌注砼。在灌注砼前，应进行清孔工作，要求孔壁、孔底必须清理干净，孔底无浮渣，孔壁无松动。
　 2、当有地下水而渗水量不大时，则应抽除孔内积水后，用溜槽法灌注砼，槽底末端离孔底高度不宜大于2m，。砼宜采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大，积水过多无法排干，则应用导管法进行水下砼灌注，孔底沉渣厚度应符合端承桩50mm、摩擦端承桩和端承摩擦桩100mm、摩擦桩300mm。
　 3、砼的粗骨料可选用碎石或卵石，其最大粒径不宜大于50mm，并不大于主筋净距的1/3。
4、砼坍落度不宜过大，以6-12cm（干灌）为宜，每50cm为一层及时振捣，砼灌注时要保证其连续性。砼如有离析现象严禁灌入桩孔。
5、注意桩顶砼的标高，应适当超出设计标高（50cm），以保证在凿除浮浆层后，桩头进入承台内50~100mm.
　 6、桩身砼必须留有试件，对直径大于1m的桩，每根桩应有1组试块，且每100m3砼及每个灌注台班不得少于1组，每组3件，试件的制作必须客观真实。
　 7、气温高于30℃时注意缓凝，气温低于0℃时注意抗冻。
三、收集资料
　　 在正式施工前应具备必要的下列工程资料：
（1）建筑物场地工程地质勘察报告和必要的水位地质资料；
（2）桩基施工图及图纸会审纪要；
（3）建筑场地和邻近区域的地下管线（管道、电缆）资料；
（4）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；
（5）桩基的施工组织设计（方案）；
（6）重大质量、安全事故应急预案；
（7）钢筋、砼等原材料的质检报告；
（8）人员资质报审；
（9）测量放样计算书；
四、施工前质量管理措施
（1） 施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置；
（2） 制定施工作业计划和劳动力组织计划；
（3） 制定机械设备、工具、材料供应计划；
（4） 制定季节性（冬、雨季）施工的技术措施；
（5） 制定质量、安全事故应急措施；
（6） 做好质量、安全技术交底。
五、安全措施
　　   人工挖孔灌注桩应采取下列安全措施：
（1）人工挖孔灌注桩施工的重要因素是安全控制，本工艺施工操作面小、挖孔深度深、不确定因素多、地下水位和恶劣的天气环境等等因素都会严重影响到挖孔桩施工的安全，因此安全控制是重中之重；
（2）在开挖前，孔周围要用护栏隔离好，施工时孔口边缘不能摆放尖锐的施工用具，孔口处根据现场条件要安放安全网，防止物体落入孔底，如不施工时，护栏要封闭，要将孔口用盖板盖好；
（3）挖孔时因孔内潮湿，照明灯电压不能超过36伏在手动葫芦运渣及吊运护壁模板时，孔上和孔内的施工人员要保持密切联系、精神要高度集中，孔口操作人员一定要将安全带与护栏连接，以防止跌入孔中；
（4）挖孔到一定深度时，要经常探测孔底氧气含量及是否有有毒气体，如氧气含量过低或存在有毒气体，要在施工前进行通风换气；
（5）在排水时，孔底不能有操作人员，如孔底渗水量过大，要停止施工，及时采用井点降水，如碰到流沙等不良地质情况要另行处理，如遇上恶劣天气，要停止施工。
六、成桩质量检验
1、砼试块强度的质量检验和桩身动检，桩身动检包括强应变和弱应变，可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度，质量检验和桩身动检必须合格。
2、建议有条件的按1~2%抽样，按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验，必须满足设计要求。
3、要及时跟踪检验，及时评定质量结果。
　　人工挖孔灌注桩施工中的关键是安全和质量控制，现场施工操作人员如能按照程序认真执行；相互之间密切配合、通力协作，就能确保工程的安全与质量。
人工挖孔灌注桩施工方案

1、开挖前准确测量、放线定出各桩孔中心点。
2、挖孔灌注桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重电动葫芦或卷扬机、活底吊土桶、排水、通风照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔和垂直度和直径→拆上节模板、支第二节模板，浇筑第二节混泥土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑第二节混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。当桩孔不设支护和不扩底时，则无此两道工序。
3、桩孔开挖时，第一节挖深约1000mm，混凝土护壁，往下施工时，以每一节作为一个循环（即挖好一节施工一节护壁）。一般土层每节高度1000mm左右，在流砂、淤泥区段每节高度不宜大于500mm，特殊地质桩孔下挖视护壁的安全情况而定。
4、为防止坍孔和保证操作安全，可采用现浇钢筋砼护壁，壁厚视桩深度而定，深度小于10米时壁厚100，大于等于10米时取壁厚120
5、护壁施工采取一节组合式九胶板拼装而成，拆上节支下节，循环周转使用，模板脾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，上部留100mm高作浇筑口，拆模后用砌砖或混凝土堵塞，混凝土强度达成即可拆模。
6、为便于孔内组织排水，在流砂、淤泥或透水区段采用砼护壁时,应预留泄水孔，并在浇筑砼前预以堵塞。
7、为保证桩的垂直度，要求每施工完三节护壁时，须校核桩的中心线及垂直度一次。
8、钢筋笼钢筋采用焊接接头，接头须按规范要求错开，水平钢筋（加劲箍、螺旋箍筋）与纵向钢筋交接处均须焊牢。钢筋笼外侧设砼垫块，以确保砼保护层厚度。
9、挖孔由人工自上而下逐层用镐锹进行，遇坚硬土层用锤、钎破碎；挖土次序为先挖中间部分后挖周边，允许尺寸误差3cm，扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按护底尺寸从上到下削土修成扩底形。弃土装入活底吊桶或箩筐内。垂直运输，在孔上口安支架、工字轨道、电葫芦或搭三木搭，用1～2慢速卷扬机提升，吊至地面上后，用机动翻斗车或手推车运出。人工挖孔桩底部如为基岩，一般应伸入岩面150～200mm，底面应平整不带泥砂。
10、桩中线控制是第一节混凝土护壁上设十字控制点，每一节设横杆吊大线坠作中心线，用水平尺杆后圆周。
11、本工程利用挖孔井抽水，分若干组进行成孔，每组先1～2挖得较深的孔井作为该组挖孔的集水井。
12、一般在主筋内侧每隔2m加设一道直径25～30mm的加强箍，每隔一箍在箍内设一井字加强支撑，与主筋焊接牢固组成骨架，为便于吊运，一般分二节制作，钢筋笼的主筋为通长钢筋，其接头采用对焊，主筋与箍筋间隔点焊固定，控制平整度的误差不大于5cm，钢筋笼四侧主筋每隔5m设置耳环，控制保护层为5～7m,钢筋笼外形尺寸比孔小11-12cm。钢筋笼就位用小型吊运机具或履带式起重机进行，上下节主筋采用帮条双面焊接，整个钢筋笼用槽钢悬挂在井壁上，借自重保持垂直度正确。
13、由于地下水呈弱酸性，挖孔桩采用耐酸水泥。
14、混凝土用粒径小于50mm石子，水泥用425号普通水泥或矿渣水泥，坍落度4～8cm,用机械拌制。混凝土用翻斗汽车，机动车或手推车向桩孔内浇筑。混凝土下料采用串桶，深桩孔用混凝土溜管；如地下水大，就采用混凝土导管水中浇筑混凝土工艺。混凝土要垂直灌入桩孔内，并应连续分层浇筑，每层厚不超过1.5m。小直径桩孔，6m以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使密实；6m以内分层捣实。大直径桩应分层捣实，或用卷扬机吊导管上下插捣。对直径小、深度大的桩，人工下井振捣有困难的，可在混凝土中掺水泥用量0.25%木钙减水剂，使混凝土坍落度增至13～18cm，利用混凝土大坍落度下沉力使之密实，但桩上部钢筋部位应用振捣器振捣密实。
15、桩混凝土的养护：当桩顶标高比自然场地标高低时，在混凝土浇筑12h后进行湿养护，当桩顶标高比场地标高时，混凝土浇筑12h后覆盖草袋，并湿水养护，养护时间不少于7d。
16、桩芯砼浇筑及振捣：桩孔进入持力层深度满足设计要求时，应立即通知建设单位、监理及有关质检人员共同鉴定，认为符合设计要求后，迅速扩大桩孔，清理孔底，及时验收，随即浇筑封底砼，封底砼最小高度为500mm。浇筑封底砼后应尽快继续浇筑桩芯砼。如因条件所限需要延迟时，应在以后浇筑前先抽尽孔内集水，清理封底砼表面，然后浇筑桩芯砼。浇筑封存底砼时，当孔内渗水较少，可先抽清孔底积水，在积水深度未超过100mm前按常规方法浇筑砼，若渗水量较大，孔底积水深度大于100mm时，应采用水下砼施工方法浇筑，此时桩顶应超浇200mm。用常规方法浇筑封底砼及桩芯砼时，须用串简下料，出料口离砼面不得大于2000mm，且应连续浇筑，分层振捣，分层厚度1000～1500mm，砼坍落度一般取80～100mm。
17、人工挖孔桩的施工允许偏差：
① 桩孔直径偏差：≤±20mm
② 桩孔位置的水平偏差：≤50mm
③ 桩孔的垂直度偏差：≤桩长的1/100
④进入持力层深度偏差：≤50mm
18、施工安全措施
① 工作人员上下井必须使用电动葫芦之类的合格机械设备和钢丝绳，要有自动卡紧保护装置，井口支架必须牢固可靠。
② 井口出土绞盘必须采用直径不小于16的坚韧麻绳或尼龙绳，结构牢固，有安全的制动和吊钩装置。
③ 桩孔开挖过程中，应经常检测井孔内有无du害气体，和缺氧现象。
④ 坚持井下作业排风抽水先行，施工中应不断向孔内输送足够的新鲜空气，必要时抽、送同时进行。
⑤ 井口应设置围栏，井下设半边井的安全网，井内设特别可靠的救生软梯，下井作业人员必须戴安全帽，并系好安全带，挖孔暂停施工时井口应用盖板盖好。
⑥ 井下施工照明必须采用安全行灯，电压不得高于36伏，供电给井下的用电设备的线路必须装漏电保护装置。
⑦ 井下通迅联络要畅通，施工时保证井口有人，井下的工作人员必须经常注意观察，检查井下是否存在塌方，涌水和流砂现象以及空气和不的污染情况，如发现异常情况应停止作业，通知技术人员及时处理。
⑧ 根据地质情况，确定安全作业区，一般在相邻5米范围内有桩孔正在浇筑砼或有桩孔内蓄满了水时，不得下井作业，相邻桩距小于2.5d时应间隔施工。
19、施工时对每一根桩做好记录，并按规定留砼试块，做出试压结果，并将资料整理好，提交有关部门检查、验收。桩经承载力检测合格后，方可进行下道工序施工。