人工挖孔灌注桩施工工艺应用实例

人工挖孔灌注桩施工工艺应用实例

李志坚

李志坚（中煤一公司31处）

摘要：人工挖孔灌注桩以其占用施工场地少、操作工艺简单、单桩承载力高、受力性能可靠且多桩可同时进行施工、施工速度快、成本低廉、施工质量易于控制、不产生施工污染等优点深受设计、建设、施工单位的青睐，目前被广泛应用于工业与民用各种建筑物的施工中。

关键词：工艺流程施工要点安全措施

0引言

笔者曾参与山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿主斜井工程项目井口房工程的施工建设。桩基施工均采用人工挖孔灌注桩施工工艺，取得了较好的效果。现结合本工程对人工挖孔桩施工工艺进行详细介绍。希望能对其它类似工程的施工提供一些借鉴。

1工程概况

该工程为改扩建项目，位于山西省襄垣县境内五阳煤矿矿区，地质情况为：第一层为杂填土（素）；第二层为粉土、碎石土（全风化）；第三层为泥岩、泥质砂岩、砂质泥岩（强风化）；第四层为砂岩、泥质砂岩（中风化），探明地下水位较低，在第一层杂填土中含有一部分地表水。设计桩径分别为￠900ｍｍ、￠1000ｍｍ、￠1200ｍｍ，桩长在10.10ｍ~10.70ｍ之间，共计40根。主筋分别为15Φ22、15Φ22、20Φ22；螺旋箍筋￠12＠100/200。护壁、桩身均为Ｃ30砼。该工程建设有矿建队伍、安装队伍、土建队伍等几家同时在交叉进行作业，施工条件比较复杂，施工难度很大。

2工艺流程：成孔—吊装钢筋笼—灌注砼

2.1成孔：以二名工人为一组进行一个桩孔的施工，考虑到大部分为岩层，故井下工人使用风镐、短把铁锹等工具开挖，井上工人使用电动辘轳将井下工人装到料斗中的土方绞上来，直接抛弃在距井口2m远的地方，然后用W-50铲车、自卸汽车运出场外。

2.1.1挖孔①挖孔前按施工图依据建设单位给定的控制桩准确放线，确定桩孔中心点位置，然后以中心点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画圆，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，同时用ф8钢筋在石灰线四周外边埋设四个桩心控制点，以控制桩心。桩位线定好后，经监理复查合格后进行开挖。②开挖桩孔时按顺序从上到下逐层进行，先开挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，这样可有效控制桩孔的截面尺寸。开挖区的侧壁要做到光滑平整，底面要水平。每节的开挖高度控制在1.20米左右。③第一节桩孔成孔后，着手在桩孔口上架设垂直运输架，要求搭设稳定、牢固。安装提升设备、吊桶、活动盖板、水泵、通风机等：安装提升设备时，尽量使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心重合，以便挖土时能直观控制桩位中心和支模中心，同时施工护壁模板。④待第一节护壁砼施工完拆模后即可开挖下节土方。开挖第二节桩孔土方时，桩孔内人员要配戴好安全帽，往上吊运土方时，当吊桶离开孔上方1.5米时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土，桩孔每开挖一节，均需用尺竿检查桩孔的直径及井壁圆弧度，要及时修整每节孔壁，使上下垂直平顺。⑤当桩孔达到设计深度后，应及时通知监理单位、地质勘探部门进行桩底土质验收，符合设计要求后再进行孔底处理，孔底必须做到无松渣、浮土及浮石，保证孔底基层满足设计要求及施工要求。

2.1.2护壁护壁模板采用定型模板，呈圆台体形状，由3块呈曲面扇形的薄钢板制作而成，背后焊接三角铁作为骨架起支撑作用，相邻两块模板拼缝预留20ｍｍ间隙。拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝处固定，两块模板间用木方填塞，以方便拆卸。拆模时，卸掉拼缝处固定的螺栓，向内侧敲打填塞的木方，使各块模板松动、分离后逐一取下即可。①第一节护壁支模时要高出自然地坪200ｍｍ，且高出部分的壁厚要比设计的护壁厚度增加100ｍｍ，以防止地面积水流入孔内。模板支好后立即浇筑第一节护壁砼，采用人工浇筑、人工捣实的方式进行施工，浇灌完毕后第二天即可拆模。同时检测桩位（中心）轴线、标高，并将桩位的控制轴线、高程标注在第一节护壁的上口，以后每节以十字线对中，吊线锤作中心控制，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深。②采用拆上节支下节依次周转的方式，循环施工直至到底。支第二节护壁模板时，模板上口要留出高度为100mm的砼浇筑口，以便于砼的浇筑。浇筑第二节护壁砼时，砼用吊桶运下，为了防止浇筑时模板产生偏移，应对称下料，用木棒敲击模板或插实的方法振捣。③因为护壁混凝土在地面以下。湿度、温度对其强度的增长非常有利，一般1天强度就能达到10Mpa左右，半天就可以拆模。拆模后若发现护壁有蜂窝、漏水现象，要及时加以堵塞和导流，保证护壁混凝土强度及安全。

2.2吊装钢筋笼钢筋笼骨架在现场制作加工，为使钢筋笼骨架有足够的刚度，按设计要求每隔2.0m在主筋外侧设置一道Φ16的加强箍筋，以保证在倒运和吊放过程中不产生变形。

2.2.1吊装前首先要检查孔内的情况，当确定孔内无塌方和沉渣后方能起吊。用25t吊车将钢筋笼吊运至桩孔旁，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后立即用钢管或型钢临时搁支在护壁上加以固定。防止钢筋笼下沉或上浮。经现场监理人员验收合格后方能进行下一道工序的施工。

2.2.2为了保证钢筋笼的位置准确和钢筋砼的保护层，在钢筋笼长度范围内每隔2.0m设置一处定位钢筋，每处的定位钢筋用Φ16沿钢筋笼周边对称布置4个，定位钢筋呈元宝状直接点焊在主筋上。钢筋笼吊装入孔时要避免墩笼、扭笼现象的发生。

2.3灌注砼本工程采用商品砼，用汽车泵进行浇筑施工。当钢筋笼在井筒中就位后且验收合格，便可向孔内灌注Ｃ30砼，砼坍落度控制在160-180mm内。浇筑前要仔细检查核对随砼泵车递送的砼配比单、材料试验单、出厂合格证、外加剂以及施工部位是否正确，无误后方可施工。砼浇筑要连续进行，中间不得留设施工缝。下部靠砼自身重量进行混合密实，浇筑到距顶部3-4m时采用插入式振动器垂直插入进行振捣，振捣点间距控制在40～50cm，应做到“快插慢拔”，以保证混凝土的密实度，同时要按规定留置砼抗压试块。砼桩头顶面在浇筑12H后进行浸水养护。砼浇筑到桩顶时，顶面高度要超过桩顶设计标高50-100mm，以保证在剔除浮浆、浮石后，桩顶标高符合设计要求。挖孔灌注桩的混凝土质量比较容易保证，而且在制作承台时，无需打掉桩头，只需将其顶面凿毛即可。

3施工要点

3.1在挖孔过程中施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，井上和井下之间应保持良好的联络信号。要勤检查，注意土层的变化，当遇到流沙、地下水等影响挖土安全时，要立即采取有效防护措施后，才能继续施工。

3.2混凝土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，且桩芯灌注混凝土量不得小于计算体积。嵌入承台的锚固钢筋长度不得低于规范规定的最小锚固长度要。

3.3每节桩孔挖好后，必须用十字线对中，用吊线锤向井底投设，以半径尺竿检查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。以保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。

3.4要严格按照逐层往下循环的方式进行作业。桩终孔要保证设计桩长和入岩深度，桩孔挖至设计深度后，必须检查土质情况，桩底必须支承在设计规定的持力层上。开挖扩底部分时，应先将扩底部分圆柱体挖好，再按设计扩底部位的尺寸、形状自上而下削土。

3.5对进场的钢材必须进行复检试验。人工成孔后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中心线、井壁垂直度等报监理验收，合格后做好施工记录。

4安全措施

4.1孔口四周必须浇筑砼护圈，并在护圈上设置围栏围护，围栏应高出地面1.2米，围栏采用钢筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周1米范围内。

4.2每节桩孔挖完后立即支护壁模板，浇筑护壁砼，避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象，上下护壁间搭接长度不得小于50mm。桩底设计要求扩底的，若扩底高度超过2米，扩底部分应分段做护壁，防止扩底部分坍塌。

4.3为防止土层中含有有毒气体，每次下孔前，必须先对桩孔内进行通风换气工作。要设置专门的通风设备，桩孔上人员要密切观察桩孔下人员情况并经常互相呼应。当孔深大于5米时，要及时向井下通风，加强空气对流，必要时输送氧气，防止有毒气体的侵害。

4.4施工现场一切电源、电路的安装、拆除必须由持证电工操作，施工现场电源、线路按“三相五线制”，TN—S系统要求布置，并按“三级配电”，“二级漏电”分级分段保护，各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用，必须一机一闸一漏一箱进行敷设，孔内电线电缆必须采用护套等有防磨损，防潮，防断等保护措施，操作工应戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋，配电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装要牢固。

通过对本工程的实施，我们发现就单个井筒而言，人工开挖一个12m深的井筒大约需要6～8天，人工挖孔的速度不如钻孔快，但在复杂的条件下，比如不能按顺序开挖，和其它几个工作面混合交叉在一起进行施工时，人工挖孔的优势就显现出来。人工挖孔可以几个甚至十几个工作面同时开展施工作业，机动灵活，从而也就大大地加快了施工速度。经过对所完成的40根挖孔灌注桩进行试块强度试验和桩身动检试验，结果均符合设计要求及施工规范规定，取得了预期的效果，也获得了建设单位的好评。