1、人工挖孔灌注桩施工 人工挖孔灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，然后安放钢筋笼、浇筑混凝土成桩。也称墩基础。人工挖孔灌注桩示例见图8-1图8-2，它穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩土层上。人工挖孔桩不需大型机具设备，成孔机具简单，桩身直径大，承载能力高。挖孔作业时无振动、无噪声，施工操作工艺简单，桩孔深度由地基土层实际情况控制，桩底清孔除渣彻底、干净，易保证混凝土浇筑质量，受力性能可靠，在各地应用普遍，已成为大直径灌注桩施工的一种主要方式。图图 8-1 混凝土护圈挖孔示意图混凝土护圈挖孔示意图 图图 8-2 混凝土护圈挖孔过程实例混凝土护圈挖孔过程实例 图图 8-3混凝土护圈挖孔完成实例混凝土
2、护圈挖孔完成实例 图图 8-4人工挖孔灌注桩完成实例人工挖孔灌注桩完成实例 步骤一：人工挖孔灌注桩施工图解读步骤一：人工挖孔灌注桩施工图解读以下为某人工挖孔灌注桩桩身剖面示意图，由该图以及与该图有关的表格和一般说明我们可以很清楚很方便的识别该图。桩冒的尺寸以及所用钢筋的类型、直径、间距等都可以从桩冒大样图得知，从A-A和B-B剖面图中我们可以了解到纵向钢筋的类型、直径、间距，箍筋的类型、直径和间距，剖面的大小等。图图8-5 某人工挖孔灌注桩桩身剖面示意图某人工挖孔灌注桩桩身剖面示意图NoImage2.1 特点及适用范围特点及适用范围 人工挖孔灌注桩的特点及适用范围见表8.1。步骤二：人工挖孔灌
3、注桩的特点、步骤二：人工挖孔灌注桩的特点、适用范围及构造要求适用范围及构造要求表表 8.1 人工挖孔灌注桩的特点及适用范围人工挖孔灌注桩的特点及适用范围特点特点适用范围适用范围1.1.单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，可一柱一桩不需承台，不需凿桩头可一柱一桩不需承台，不需凿桩头2.2.可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，桩质量可靠桩质量可靠3.3.施工机具设备较简单，都为工地常规机具，施工机具设备较简单，都为工地常规机具，施工工艺操作简单，占场地小施工工艺操作简单，占场地小4.4.施工无振动、无噪声、无环境污染，
4、对周围施工无振动、无噪声、无环境污染，对周围建筑物无影响建筑物无影响5.5.可多桩同时进行，施工速度快，节省设备费可多桩同时进行，施工速度快，节省设备费用，降低工程造价用，降低工程造价6.6.人工挖孔桩劳动强度较大，单桩施工速度较人工挖孔桩劳动强度较大，单桩施工速度较慢，安全性较差，这些问题一般可通过采取慢，安全性较差，这些问题一般可通过采取技术措施加以克服技术措施加以克服1.1.挖孔及挖孔扩底灌注桩适用于桩挖孔及挖孔扩底灌注桩适用于桩直径直径800mm800mm以上，无地下水或地以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，砂下水较少的粘土、粉质粘土，砂土土、人工填土、碎石土和风化土土、人工填
5、土、碎石土和风化土层，也可在湿陷性黄土、膨胀土层，也可在湿陷性黄土、膨胀土和冻土等特殊土中使用，适应土和冻土等特殊土中使用，适应性较强性较强2.2.深度一般深度一般20m20m左右，可用于高层左右，可用于高层建筑、公用建筑、水工结构（如建筑、公用建筑、水工结构（如泵站、桥墩作支承、抗滑、挡土泵站、桥墩作支承、抗滑、挡土、锚拉桩之用）、锚拉桩之用）3.3.对有流砂、地下水位较高、涌水对有流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地带、及近代沉积的量大的冲积地带、及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层不含水量高的淤泥、淤泥质土层不宜采用宜采用2.2 构造要求构造要求4.桩身混凝土及保护层要求：混凝土强度等
6、级不得低于C20。主筋混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注混凝土时不得小于50mm。1.人工挖孔桩直径一般为8002000mm，最大直径可达3500mm；桩长一般在20m左右，最深可达40m。2.当要求增大承载力、底部扩底时，扩底灌注桩扩底端尺寸的确定见第5.5.2节。3.配筋v端承桩宜沿桩身通长配筋。v对于单桩竖向承载力较高的摩擦端承桩宜沿深度分段变截面配通长或局部筋；对承受负摩阻力和位于坡地岸边的基桩应通长配筋。v构造配筋时，纵向主筋配筋率可取0.4%左右，且不宜小于810，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm。配筋长度一般为1/2桩长，且不小于10m。v箍筋采用82
7、00mm，宜采用螺旋式箍筋；桩顶35d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2.Om左右设一道1218焊接加劲箍筋，以加强钢筋笼的刚度和整体性。步骤三：人工挖孔灌注桩的施工过程步骤三：人工挖孔灌注桩的施工过程3.1 施工机具 6.通风照明设施 常用的通风工具为15kW的鼓风机，配以直径为100mm的薄膜塑料送风管。5.护壁模板 常用的为弧形钢模板。人工挖孔灌注桩施工用的机具比较简单，大都是一些小型轻便工具，主要有：4.混凝土浇筑机具 混凝土搅拌机、小直径插人式振动器、插钎、串筒等。水下浇筑混凝土时，应配金属导管、吊斗、提升装置（卷扬机或起重机等）、浇筑架、测锤及钢筋笼吊放机械等。
8、3.抽水工具 潜水泵和胶皮软管，用于抽出桩孔内的积水。2.出土提升机具 手摇轱辘或电动葫芦、吊桶。1.挖土工具、铁镐、铁锹、钢钎、铁锤、风镐等挖土工具。3.2 施工程序 人工挖孔桩护壁不同，其施工程序不同。人工挖孔灌注桩一般采用现浇混凝土护壁，但对于流砂地层、地下水丰富的强透水地带或承压水地层，须采用钢套管护壁。1.现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工程序 总的要求是分段开挖、分段浇筑混凝土护壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。桩孔采取分段开挖，每段高度取决于土壁直立状态的能力，一般0.51.0m为一施工段，开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。壁施工段，即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇
9、筑混凝土，其强度一般不低于C15，护壁混凝土要振捣密实；当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模板，进入下一施工段。如此循环，直至挖到设计要求的深度。现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工程序为：场地整平放线定位开挖第一节桩孔土方测量控制构筑第一节护壁安装垂直运输架、起重手动轱辘或卷扬机、吊土桶、排水、通风、照明设施循环挖土、构筑护壁至设计标高清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层、基底验收安放钢筋笼浇注混凝土。图8-6为现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工示意图。图图 8-6现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工示意图现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工示意图a）在护壁保护下开挖土方）在护壁保护下开挖土方 b）支模板浇
10、注混凝土）支模板浇注混凝土 c）浇注桩身混凝土）浇注桩身混凝土 2.钢护壁人工挖孔桩施工程序钢护壁人工挖孔桩施工程序 钢护壁人工挖孔桩施工的程序为：放线定位并构筑井圈安放打桩架打人钢套管挖土至钢套管下口基底验收安放钢筋笼浇注混凝土，拔出钢套管。图8-7为钢护壁人工挖孔桩施工示意图。图图 8-7 钢护壁人工挖孔桩施工示意图钢护壁人工挖孔桩施工示意图a)构筑井圈 b)打人钢套管 c)在钢套管护壁下人工开挖土方d)护底e)浇注桩身混凝土、拔出钢套管 1一井圈 2一链式电动葫芦 3一小型机架 4一钢套管 3.3 施工要点3.3.1 挖孔3.3.3 浇注桩身混凝土3.3.2 钢筋笼施工3.3.1 挖孔开
11、孔前，桩位应定位放样准确，在桩位外设置定位龙门桩，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。人工挖孔桩的孔径（不含护壁）不得小于0.8m，当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m，孔深不宜大于40m。为防止坍孔和保证操作安全，直径1.2m以上桩孔多设混凝土支护。土质较好的地层，护壁可用素混凝土，土质较差地段应增加少量钢筋。直径1.2m以下桩孔，井口用1/4砖或1/2砖砌护圈高1.2m，下部遇有不良土体用半砖护壁。人工挖孔桩混凝土护壁的厚度不宜小于l00mm，混凝土强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，每节高0.91.Om，采用多节护
12、壁时，上下节护壁间宜用钢筋拉结。第一节井圈护壁应符合下列规定：井圈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150200mm，壁厚比下面井壁厚度增加100150mm。护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计要求；上下节护壁的搭接长度不得小于50mm；每节护壁均应在当日连续施工完毕；护壁混凝土必须保证密实，根据土层渗水情况使用速凝剂；护壁模板的拆除宜在混凝土浇筑24h之后进行；发现护壁有蜂窝、渗水现象时，应及时补强以防造成事故；同一水平面上的井圈任意直径的级差不得大于5Omm。遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，护壁施工宜按下列方法处理：每节
13、护壁的高度可减小到300500mm，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。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、积水，然后进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和浇注桩身混凝土。7.修筑井圈护壁应遵守下列规定：修筑井圈护壁应遵守下列规定：3.3.2 钢筋笼施工钢筋笼施工为便于吊运，钢筋笼一般分节制作，主筋接头采用对焊，主筋与箍筋间隔点焊固定，控制平整度误差不大于5mm，钢筋笼四侧主筋上每隔5m设置耳环，控制保护层为5070mm，钢筋笼外形尺寸比孔小110120mm。图8-8为钢筋笼成型与加固示意图。直径1.2m内的桩，钢筋笼的制作与一般灌注桩
14、的方法相同，对直径和长度大的钢筋笼，一般在主筋内侧加设一道25302500mm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。图图 8-8钢筋笼成型与加固示意图钢筋笼成型与加固示意图a)钢筋笼加固成型 b)耳环 c）上下段钢筋笼主筋对焊连接1一主筋32mm 2一箍筋16150mm 3一耳环20mm 4一加劲支撑305000m 5一轻轨6一枕木3.3.3 浇注桩身混凝土浇注桩身混凝土浇注桩身混凝土时，混凝土必须通过溜槽；当高度超过3m时，应用串筒，串筒末端离孔底高度不宜大于2m，混凝土宜采用插人式振捣器振实。当渗水量过大（影响混凝土浇注质量时），应采取有效措施保证混凝土的浇注质
15、量。3.4 人工挖孔灌注桩施工安全技术人工挖孔灌注桩施工安全技术3.4.1 人工挖孔桩施工一般安全技术与要求3.4.5 事故应急措施3.4.4 人工挖孔桩施工防中毒、防触电安全技术与要求3.4.3 人工挖孔桩施工防坠物或坠落伤人安全技术与要求3.4.2 人工挖孔桩施工防坍塌安全技术与要求3.4.1 人工挖孔桩施工一般安全技术与要求人工挖孔桩施工一般安全技术与要求人工挖孔桩施工前必须编制人工挖孔桩专项施工方案，施工方案应包括如下内容：工程概况；施工准备；挖孔桩基础施工方案；井下照明及通风；井壁支护及井孔保护；井内排水及应急处理措施；其他安全措施及文明施工措施。各工种工人均应持证上岗。非机电专业人
16、员，不允许操作机电设备。翻斗车、搅拌车、电焊机和电葫芦等机械设备应由专人负责操作。参加挖孔的工人，事先必须检查身体，凡患精神病、高血压、心脏病、癫痫病的人及聋哑人等不能参加施工。井孔上、下应设可靠的通话联络，如对讲机等。夜间一般禁止挖孔作业，如遇特殊情况需要夜班作业时，必须经现场负责人同意，并必须要有领导和安全人员在现场指挥和进行安全检查与监督。3.4.2 人工挖孔桩施工防坍塌安全技术与要求人工挖孔桩施工防坍塌安全技术与要求直径大于l.2m以上的桩孔开挖，应设混凝土护壁，挖一节浇一节，以保证孔壁稳定和操作安全。多桩孔开挖时，应采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移。随时加强对土壁涌水情
17、况的观察，发现异常情况，应及时采取处理措施。对于地下水要采取随挖随用吊桶将泥水一起吊出。若为大量渗水，可在一侧挖集水坑，用高扬程潜水泵排出桩孔外。已扩底的桩，要尽快浇灌桩身混凝土，不能很快浇灌的桩，应暂不扩底，以防扩大头塌方。正在开挖的井孔，每天上班工作前，应对井壁、混凝土支护等进行检查，发现异常情况，应采取安全措施后，方可继续施工。3.4.3 人工挖孔桩施工防坠物或坠落伤人安全技术与要求人工挖孔桩施工防坠物或坠落伤人安全技术与要求采用人工从上到下逐层挖土，弃土装入活底吊桶或箩筐内，用l020kN慢速卷扬机提升。若桩孔较浅时，也可用木吊架或木辘轳及粗麻绳提升。应在孔口设水平移动式活动安全盖板，
18、严防土块、操作人员掉入孔内伤人。采用电葫芦提升吊桶，桩孔四周应设安全栏杆。井孔保护：v雨季施工，应设砖砌井口保护圈，高出地面150mm，以防地面水流入。v混凝土护壁在井口处应做宽400mm、高与护壁厚度相同的沿，以便保护井口。每天上班前及施工过程中，应随时注意检查辘轳轴、支腿、绳、挂钩、保险装置和吊桶等设备的完好程度，发现有破损的现象时，应及时修复或更换。现场施工人员必须戴安全帽、系安全带，井下人员工作时，井上配合人员不能擅离职守、孔口边lm范围内不得有任何杂物，堆土应离孔口边l.5m以外。人员上下可利用吊桶，但要另配滑车、粗绳或绳梯，以供停电时应急使用。挖孔作业进行中，当人员下班休息时，必须
19、盖好孔口或设800mm高以上的护身栏。3.4.4 人工挖孔桩施工防中毒、防触电安全技术与要求人工挖孔桩施工防中毒、防触电安全技术与要求挖井至4m以下时，需用可燃气体测定仪，检查孔内作业面是否有沼气，若发现有沼气应妥善处理后方可作业。下井前，应对井孔内气体进行抽样检查，发现有毒气体含量超过允许值，应将毒气清除后，并不致再产生毒气时，方可下井工作。上班前，先用鼓风机向孔底通风，必要时应送氧气，然后再下井作业。在其他有毒物质存放区施工时，应先检查有毒物质对人体的伤害程度，再确定是否采用人工挖孔方法。井下作业人员连续工作时间，不宜超过4h，应勤轮换井下作业人员。井孔内设l00W防水带罩灯泡照明，并采用
20、l2V的低电压用防水绝缘电缆引下，井上现场可用24V低压照明，现场用电均应安装漏电装置。井底需抽水时，应在挖孔作业人员上地面以后再进行。3.4.5 事故应急措施事故应急措施.现场救援措施：v最早发现事故者应立即大声呼救，并向有关人员报告或报警，事故原因明确可立即采取正确方法施救，但决不可盲目下井救助。v按照应急程序处置，迅速成立指挥部门。v有关人员迅速与附近的医院联系要求派遣医生来工地和报l20急救中心。v迅速查明事故原因和判断事故发展状态，采取正确方法施救，如系中毒或缺氧，必须先向井下通风或带好有供氧的防毒面具才可下井救人；如因未使用安全电压而导致触电，则必须先切断电源。v急救人员按照有关救
21、护知识，立即救护伤员，在等待医生救治或送往医院抢救过程中，不要停止和放弃施救，如采用人工呼吸，清洗包扎或输氧急救等。v现场不具备抢救条件时，立即向社会求救。工地应配备气体检测仪，通风设备，有供氧的防毒面具，担架，医用氧气瓶等急救设备、用具。.人工挖孔桩施工可能发生的安全事故有：有毒气体中毒；孔壁塌方；未使用安全电压，井下触电；坠物或坠落伤人等。3.5 人工挖孔灌注桩施工常见质量通病及防治措施人工挖孔灌注桩施工常见质量通病及防治措施质量通病质量通病产生的主要原因产生的主要原因防治措施防治措施护圈混凝土护圈混凝土坍塌或开裂坍塌或开裂1.1.壁厚过薄壁厚过薄2.2.混凝土质量差混凝土质量差，3.3.
22、不密实不密实4.4.拆模过早拆模过早1.1.挖土时加强检查，确保设计壁厚；地面如挖土时加强检查，确保设计壁厚；地面如有超载应予去除有超载应予去除2.2.严格按配合比施工；插捣充分，使混凝土严格按配合比施工；插捣充分，使混凝土密实密实3.3.减少对周围土体的扰动，防止土块掉入混减少对周围土体的扰动，防止土块掉入混凝土内凝土内4.4.浇筑时加强抽水，避免渗水将水泥浆带走浇筑时加强抽水，避免渗水将水泥浆带走5.5.到达强度后再拆模到达强度后再拆模护圈接缝处护圈接缝处渗水严重渗水严重接缝以上部分的接缝以上部分的渗水积聚于接缝处渗水积聚于接缝处加强引水加强引水孔壁坍方孔壁坍方土质较差土质较差减小护圈开挖
23、高度，及时浇筑护圈混凝土，必减小护圈开挖高度，及时浇筑护圈混凝土，必要时用钢护圈要时用钢护圈底部管涌或隆底部管涌或隆起起孔内外地下水位差孔内外地下水位差较较大，孔底部土质太大，孔底部土质太差差1.1.孔外降水孔外降水2.2.在孔外降水或注浆加固在孔外降水或注浆加固3.3.严重时，应采用其他成孔方法严重时，应采用其他成孔方法步骤四：人工挖孔灌注桩施工质量检查及步骤四：人工挖孔灌注桩施工质量检查及 要求要求4.1 一般规定4.2 人工挖孔灌注桩质量检验标准4.3 人工挖孔灌注桩施工验收资料4.1 一般规定一般规定群桩 20mm；单排桩 l0mm。1.桩位的放样允许偏差如下2.桩位验收，除设计有规定
24、外，应按下述要求进行：当桩顶设计标高与施工场地标高相同时，或桩基施工结束后有可能对桩位进行检查时，桩基工程的验收应在施工结束后进行。当桩顶设计标高低于施工场地标高，送桩后无法对桩位进行检查时，可对护壁位置做中间验收。待全部桩施工结束，承台或底板开挖到设计标高后，再做最终验收。桩位偏差必须符合表8.3的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m,桩底清孔质量按不同的成桩工艺有不同的要求，应按相应要求执行。每浇注50m3必须有1组试件，小于50 m3的桩，每根桩必须有1组试件工程桩应进行承载力检验。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性低的桩，应采用静载荷试验的方法进行检验，检验
25、桩数不应少于总数的1，且不应少于3根，当总桩数少于50根时，不应少于2根。桩身质量应进行检验。对设计等级为甲级或地质条件复杂，成检质量可靠性低的桩，抽检数量不应少于总数的30，且不应少于20根；对地下水位以上且终孔后经过核验的桩，检验数量不应少于总桩数的10，且不得少于10根。每个柱子承台下不得少于1根。对砂、石子、钢材、水泥等原材料的质量、检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行标准的规定。除以上第4、5条规定的主控项目外，其他主控项目应全部检查。表表 8.3 人工挖孔灌注桩平面位置和垂直度的允许偏差人工挖孔灌注桩平面位置和垂直度的允许偏差护壁方护壁方法法桩径允桩径允许许偏差偏差/mm/mm
26、垂直度允垂直度允许许偏差偏差/mm/mm桩位允许偏差桩位允许偏差/mm/mm1 13 3根、单排桩基垂根、单排桩基垂直于中直于中心线方向和群桩基础心线方向和群桩基础的边桩的边桩条形桩及沿中心条形桩及沿中心线方线方向和群桩基础中向和群桩基础中间桩间桩混凝土混凝土护壁护壁+50+500.50.55050150150钢套管钢套管护壁护壁+50+501 11001002002004.2 人工挖孔灌注桩质量检验标准人工挖孔灌注桩质量检验标准 人工挖孔灌注桩质量检验标准按前述沉管灌注桩和夯压成型灌注桩的执行。4.3 人工挖孔灌注桩施工验收资料人工挖孔灌注桩施工验收资料 工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等。经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录。成桩质量检查报告。单桩承载力检测报告。基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。人工挖孔灌注桩质量验收记录表见前述沉管灌注桩和夯压成型灌注桩的工程质量验收记录表 灌注桩施工验收应包括下列资料：
