8、人工挖孔灌注桩施工工艺工法
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人工挖孔灌注桩施工工艺工法
QB/ZTYJGYGF-FJ-0108-2011 建筑安装工程有限公司 魏瑞芳
1 前言 工艺工法概况
人工挖孔灌注桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比旋挖钻机、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。 工艺原理
采用人工挖掘的方法成孔、灌注混凝土成桩的一种基桩。 2 工艺工法特点
单桩承载力高、可作支承、抗滑、锚位、挡土等。
桩身容易定位，可直接检查桩外形尺寸、垂直度和持力土层情况，质量可靠。
施工机具设备简单，操作简便；施工无振动、无噪声、无环境污染，对周围建筑物无影响。
可多桩同时进行，节省设备投资、降低工程造价。 3 适用范围
适用于多层住宅及公用建筑中直径800mm以上、无地下水或有少量地下水的粘性土，含少量的砂、碎石、卵石的粘性土的人工挖孔灌注桩工程。 4 主要技术标准
《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300） 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202） 《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025） 《建筑桩基技术规范》(JGJ94) 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106) 5 施工方法
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开挖采用卷扬机配合渣斗出土，人工风镐开挖，岩石较硬时，采用浅眼松动爆破。钢筋混凝土护壁根据开挖地层调整施工高度，但不能超过1m。每段护壁灌注时，在护壁底部距离坑底处预埋钢筋，以便搭设半圆形避人棚，孔口设高的移动护栏，并设简易防雨棚。
桩身位于粘土、泥岩及粉砂岩地层，人工开挖时，抽干孔内集水。 钢筋笼采用现场制作，汽车吊吊放。为了增加钢筋笼的刚度，在钢筋笼吊放时，要在钢筋笼身绑扎木杆。为了保证钢筋笼的保护层厚度，在每2m处加设对称的定位筋。
孔桩混凝土采用串筒法灌注，串筒口距离混凝土面不超过2m，以防止混凝土崩散离析。
6 工艺流程及操作要点 施工工艺流程
施工准测量放线定桩开挖成分节安装护壁钢筋和护壁模分节灌注护壁混凝土 重复作业至设计桩底标高 验底 吊装钢筋笼 灌注桩身混凝验收 3
技术准备 物资准备 施工设施准备 作业条件准备 分节挖土和出质量记录 架设垂直运输钢筋笼加
图1 人工挖孔灌注桩施工工艺流程图
操作要点
测量放线定桩位：以桩孔中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部的圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。
开挖成孔：应从上到下逐层开挖，一般～为一个施工段，先挖中间部分后周边，并与护壁施工紧密配合。当桩距小于2倍桩径或小于时，应间隔开挖。
分节安装护壁钢筋和护壁模板
1多采用现浇混凝土护壁，护壁钢筋插入下层护壁长度大于200mm，上下主筋应搭接。
2护壁模板高度一般为～，由4块至8块钢模板或木模板组合。模板之间用卡具、扣件连接固定，也可在每节模板的上下端各设一道圆弧形槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑。不设水平支撑以方便操作。
分节灌注护壁混凝土
1护壁的结构形式为斜阶型，砼塌落度按设计要求控制。 2护壁混凝土强度达到，常温约24h后方可拆除模板。
3第一节桩孔成孔后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架。搭设要稳定牢固。
4在垂直运输架上安装滑轮组和电动葫芦或穿卷扬机的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机。
5安装滑轮组及吊桶，要使吊桶与桩孔中心位置重合，以便控制桩位中心和护壁支模中心线。
重复作业至设计桩底标高：重复挖土、安装护壁钢筋、模板、灌注护壁混凝土工序。
验底和扩孔：桩底可分为扩底和不扩底。成孔以后应对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直度、虚土厚度进行全面测定，办理隐蔽验收手续，进行封底施工。
安放钢筋笼：钢筋笼按设计要求配置，运输及吊装防止扭转弯曲变形，并加焊内固定筋及外撑筋。钢筋笼整体安放。
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灌注桩身混凝土：高度大于3m用串筒灌注，桩孔深度超过12m宜用导管灌注。连续进行，分层振捣密实。灌注的混凝土应适当超过桩顶设计标高。
验收：包括成孔及清孔、钢筋笼制作及安放、混凝土搅拌及灌注等三个工序的质量检查。并检查混凝土强度做桩体质量及承载力试验。 7 劳动力组织
表1 劳动力安排表（按10根桩参考用工）
工 种 普工 混凝土工 模板工 8 主要机具设备 施工机械
垂直运输机械、混凝土搅拌机、振捣机械、钢筋加工机械、通风供氧设备、扬程水泵 工具用具
镐、锤、锹、铲、钢钎、线坠、吊桶、溜槽、插钎、粗麻绳、钢丝绳、安全活动盖板、防水照明灯、活动爬梯 9 质量控制 易出现的质量问题
桩孔塌孔、钢筋笼移位。 保证措施
已挖好的桩孔及时安放钢筋笼，浇注混凝土，间隔时间不超过4h，防塌孔。
挖孔时如遇上层滞水或地下水，应在孔中超前挖掘集水井，设潜水泵降低水位，边降水边挖孔，防止水位反复变化扰动土层，引起塌方。
如桩穿过含水土层，涌水量较大，混凝土浇筑采用导管水下灌注混凝土的方法，严禁直接往水中灌注混凝土，或采取随抽水随浇筑的方法。
钢筋笼防止被泥浆污染，浇筑混凝土，钢筋笼顶部固定牢固，防止钢筋笼上浮。 10 安全措施
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人员数量（人） 5 6～8 10 工 种 钢筋工 电工 测量工 人员数量（人） 10 2 2 10．1主要安全风险分析
桩孔坍塌、井底缺氧窒息、物体打击。 保证措施
现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。要有充足的应急措施所用的材料、机械。
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。操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免塌孔。挖出的土方及时远离孔口，不得堆放在孔口四周1米内。机动车辆的通行不得对孔壁安全造成影响。
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。
施工应选择经验丰富的专业施工队伍进行施工，必须确保安全施工，护壁高出自然地面150mm，井口设围栏并保证。以杂物、防土石块掉落井孔中伤及施工人员。施工时应及时检测有无毒害气体和缺氧情况，并采取有效措施为井下排水送风。
孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、系安全带，穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。每工作1h，井下人员和地面人员进行交换。
井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情，应及时以出联络信号，以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。
地面人员应注意孔下的联络信号，反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在距离孔口2m以外。
施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器，供电线路要用三蕊橡皮线，电线要架空，不得拖拽在地上。经常检查电线和漏电保护器是否完好。
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从孔中抽水时排水口应距孔口5m以上，并保证施工现场排水畅通。当天挖孔，当天浇注护壁。人离开施工现场，要把孔口盖好，必要时要设立明显警戒标志。 11 环保措施
桩孔挖出的泥土集中堆放，及时运走，孔口周边1m范围严禁堆放泥土，以防危害安全污染环境。
水泥、砂石统一堆放，并有防尘措施。 噪声控制及施工作业人员防尘。 12 应用实例 工程简介
山西大唐运城发电厂桩基工程，2005年10月25日开工，2005年12月04日完工，总工期40日历天。本工程2号标段为#2机组主厂房、锅炉基础、空冷平台、灰库基础的桩基工程，桩径Φ，桩长L=21m，钢筋混凝土人工挖孔灌注桩，钢筋混凝土护壁，桩数645根。 施工情况
预先做好孔口混凝土护圈及安设井盖，开挖采用卷扬机配合渣斗出土，人工风镐开挖，桩身超过10m时，用通风设备向孔内送风，以保证施工安全。
挖孔护壁采用C20混凝土，施工时注重检查护壁混凝土厚度，密实度达到设计要求，确保护壁能和桩身混凝土共同受力。挖孔到设计标高后，对孔底处理，做到孔底平整，无残渣、泥块等软层，并核对地质情况。灌注混凝土前安设混凝土串桶，灌注桩身混凝土，同时制作混凝土试件。 工程结果评价
成孔以后对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面检查验收，质量达到合格。桩体质量检验、混凝土强度、承载力均达到设计要求。 建设效果及施工图片
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图2 人工挖孔桩护圈
图3 人工挖孔桩下放钢筋笼
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图4 人工挖孔桩的护壁结构
图5 人工挖孔桩抽水
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