人工挖孔桩图集.docx
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人工挖孔桩图集
人工挖孔桩图集
挖孔桩灌筑混凝土前，应先放置钢筋笼，并再次测量孔内虚土厚度，超过要求进行清理。
搬运钢筋笼时应采取适当措施，防止弯曲、扭曲，埋设钢筋笼时应对准孔位吊直、扶稳、缓缓下沉，下到设计位置时立即固定。
混凝土下料采用串筒，深桩孔用混凝土导管，如地下水大，应采取混凝土导管水中灌筑混凝土工艺。
混凝土要垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁，造成塌方。
混凝土应连续分层浇灌，每层浇灌高度不得超过1.5米。
对小直径挖孔桩，距地面6米以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使之密实。
大直径挖孔桩应分层捣实。
第一次浇灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实，再分层浇筑桩身，直到桩顶。
在混凝土初凝前抹压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝。
表面有浮浆层应凿除，以保证与上部承台或底板的良好连接。
人工挖孔桩在施工中的规范要求:
第一节井圈护壁应符合:
井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20毫米;井圈顶面应比场地高出150,200毫米，壁厚比下面井壁厚度增加100,150毫米;修筑井圈护壁应符合:
护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、砼强度均应符合设计要求;护壁模板的拆除一般应在24小时后进行;发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故;上下节护壁搭接长度不得小于50毫米;浇注桩身混凝土时，必须通过溜槽;当高度超过3米时，应用串筒，串筒末端离孔底高度不宜大于2米，混凝土宜采用插入式振捣器振实;渗水量过大时，应采取有效措施保证混凝土的浇注质量;人工挖孔桩应采取下列安全措施:
孔内必须设置应急软爬梯;使用的电葫芦、吊笼等安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳挂或脚踏井壁凸缘上下;每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并应有足够的安全防护措施，桩孔开挖深度超过10米时，应有专门向井下送风的设备;孔口四周必须设置护栏。
三、施工过程质量控制在成桩过程中，常会出现以下几种情况:
1.孔底虚土多。
防治措施:
要有详细的地质报告，特别是水文地质报告，以便预先制定有效措施，减少孔底虚土超标。
严格控制孔深超挖，完孔后，孔底虚土必须全部清除，见到坚实的原状土。
扩底部位遇到砂土层时，应采取支护措施。
2.桩孔倾斜及桩顶位移偏差大。
在施工过程中，应严格按图定位，并有复检制度。
轴线桩与桩位桩应用颜色区分，不得混淆。
开始挖孔前，要用定位圈钢筋制作的圆环有刻度十字架放挖孔线，或在桩位外位置定位龙门桩，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。
定位圈中心线与设计轴线偏差不得大于20毫米。
挖孔过程中，应随时用线坠吊放中心线，发现偏差过大立即纠偏。
要求每次支护壁模板都要吊线一次（以顶部中心的十字圆环为准）。
扩底时，应从孔中心点吊线放扩底中心桩。
应均匀环状开挖进尺，每次以向四周进尺100毫米为宜，以防局部开挖过多造成塌壁。
成孔完毕后，应立即检查验收，紧随下一工序，吊放钢筋笼，浇筑混凝土，避免晾孔时间过长，造成不必要的塌孔，特别是雨季或有渗水的情况下，成孔不得过夜。
3.吊放钢筋笼与浇筑混凝土不当。
成孔验收后，应立即吊放钢筋笼，发现标高不够时，应测孔深，清除孔底虚土、回落土。
吊放钢筋笼要选择好吊点位置。
吊立时，要速度均匀地慢起，若起吊较长的钢筋笼，要采取加固措施，避免变形。
遇到卡笼时，要找出原因，排除故障，正常放入。
吊放钢筋笼前，对超偏的混凝土护壁进行处理，以保证钢筋笼顺利吊入，混凝土配合比要计算准确，保证坍落度均匀。
浇筑混凝土前，要放孔口漏斗，并再次测孔内虚土厚度。
当浇筑扩底混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实，特别是浇筑桩顶以下5米范围内混凝土时，应随浇随振捣，每次浇捣高度不得
大于1.5米。
当渗水量过大时，应采取有效措施，保证混凝土的浇筑质量。
浇筑混凝土要连续进行，不得过夜。
4.桩身混凝土产生离析。
处理方法:
?
对离析位置距桩顶距离小的，采取凿除上部混凝土及离析层重新浇筑混凝土接桩;?
对离析位置距桩顶距离较大的，用风钻沿桩身垂直钻孔，穿过离析层，然后以高压注浆填补离析层的空间。
人工挖孔桩施工保证质量的前提，是要有健全的施工现场质量保证体系。
人员素质要高，材料质量要保证，施工机具性能要佳，各种制度要完善。
四、试桩为检验桩身质量及单桩竖向极限承载力是否满足设计要求，根据《建筑基桩检测技术规程JGJ106-2003》规范要求，该工程对所有桩进行了低应变桩身质量检测，并抽查了桩径800毫米、桩径1000毫米无大头、1000毫米桩端扩大至1200毫米的3根桩，进行单桩竖向极限承载力试验。
根据检测结果，单桩竖向极限承载力均满足设计要求，桩身质量?
类桩达86%，?
类桩达14%，无?
类桩。
文香苑桩基从施工开始到检测结束，共历时65天，大大缩短了工期，人工挖孔灌注桩造价为750元/立方米，节省了投资，取得较好的社会经济效益。
评价答案:
一、成孔质量控制1、桩位定位质量控制，根据建设单位的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。
2、垂直度质量控制，且底部扩大段要按设计挖成圆台状，保证尺寸。
笔者认为，在实施“智能化”的过程中，事先要听取各级管理部门的意见，研究“智能化”要实现什么管理职能，这是制定方案的核心;其次要多听听专业人员的意见，在充分发挥硬件设备功能的基础上，注重在管理手段上，现有设备、方案能够对管理工作提供哪些数据，对具体管理工作有哪些补充和提高„„目的明确，切忌“长官意志”、“想当然”办事。
3、孔桩护壁质量控制，采用砼护壁，一般每节高度以60cm，厚度15cm为宜，混凝土等级与桩一致。
采用砖护壁，净距不小于设计桩径。
二、成桩质量控制:
1、清孔质量控制:
孔壁、孔底必须清理干净，孔底无浮渣，孔壁无松动，有地下水则要设泵坑排水。
2、钢筋笼制安质量控制:
（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，有条件的监理单位应作平行试验，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）钢筋笼制作严格按设计加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。
（4）钢筋保护层用水泥砂浆块制作，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。
（5）坚持按配合比投料，坍落度损失大于5cm/h时，要调整配比。
（6）砼拌合料质量控制，每盘砼的拌和时间不得少于90秒，开始搅拌时必须做一次坍落度检测，调整好流动性，且具有较好的粘聚性，灌注时作坍落度损失的观察，以指导砼配合比的调整，拌好的砼应立即使用，有离析现象严禁灌入桩孔。
（7）砼浇灌质量控制:
混凝土导管离孔底距离不大于0.5m;砼坍落度不宜过大，以5-8cm为宜，每50cm为一层及时振捣，砼灌注要保持连续。
三、桩身质量检验:
1、砼试块强度质量检验，桩身动检，必须合格。
四、监理控制:
1、监理按要求作重要项目的平行试验。
2、混凝土灌注过程中必须实行旁站，全员、全过程控制，严格把关。
3、要及时跟踪检验，及时评定质量结果
人工挖孔桩图集
引言人工挖孔桩作为以其承载力大，无振动、无噪音、无场地污染，便于施工质量检查等优点，在工程地质和水文地质条件较好且持力层埋藏较浅的单桩竖向承载力要求较大的工程中广泛使用。
常见的施工法就是人工向下挖掘土（岩）成孔，且每挖深1m左右就支模浇筑一圈混凝土护壁，如此循环作业，直至达到设计要求的深度为止，然后在桩孔里安放钢筋笼，灌注桩身混凝土，在软弱土层较多的江浙地区较少采用。
而对于军队工程而言，因多处于山坡，施工场地受限制，大型机械设备不易进入，预制桩、钻孔灌注桩不易施工，人工挖孔桩不失为一种可行的选择。
一、人工挖孔桩适用范围
1）单桩承载力特征值?
2000kN。
2）有中硬以上的粘土、中密以上砂土、卵石层、岩层等作持力层。
3）所穿越的土层不含淤泥层、流砂层，或淤泥层、流砂层厚度不大，并经降水后挖进中不会垮塌。
设计人工挖孔桩必须注意如下几个要点:
（1）在没有可靠的技术和安全措施的情况下，如有流砂、涌泥、涌水、高压缩性淤泥层、流塑淤泥层的地质状况，不得采用人工挖孔桩方案;
（2）设计人工挖孔桩前，设计人员应与建设单位共同查勘现场孔桩开挖后对邻近建（构）筑物、地下管线、道路、桥梁、高低压电杆线路等有无危及和影响的程度，视情况提出预防方案;
（3）孔深一般不宜超过25米，孔径（不含扩壁）不小于1.2米。
当孔深超过20米时，孔径应加大;
（4）设计桩基时必须一并设计护壁的厚度和混凝土强度及拆模时间;
（5）桩间净距不宜小于三倍桩径，并不小于0.5米。
二、人工挖孔桩设计中应采取的有效措施:
（一）、改善桩端部的构造尺寸及形状，提高端承力。
常用的人工挖孔桩直径一般为ф800~ф2000，为节省投资，在满足柱身强度的前提下，直径尽量取小值。
以桩心直径为1000的桩为例，桩轴心受压时:
Q?
0.7Apfc式中Q=0.7fcAp=0.7x14.3x3.14x5002=7857kNfc----混凝土轴心抗压强度设计值，取C30。
fc=14.3N/mm2Ap---桩身横截面积
Q----相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值
Quk,ψpqpkAp，up?
ψsiqsiali
Ra,1/2Quk而Q=1.2Ra
因此，一般来说，对于极限桩端阻力qpk?
4000kpa土层而言，桩端土承载力均小于桩身混凝土抗压力。
为更好的节约造价，就应使桩设计的承载力接近桩身材料决定的承载力，具体有以下做法:
1、在规范允许的范围内，尽量扩大桩端部尺寸，以扩大端部持力层受压面积，增大端承力。
按现行《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008，挖孔桩扩大端直径D可达3倍桩径，而目前设计人员多仅采用1.5倍左右，端部持力层承载力未被充分利用。
如把扩大端改为2.2倍d，端承力将大幅度提高。
以d为1000mm挖孔桩为例，Q1/Q2=Ap1/Ap2=d12/d22=2.15
为简化计算，对于桩端持力层为密实的粗砂、砾砂、圆砾、角砾、碎石、卵石及中风化、微风化软质岩石，中风化强风化硬质岩石均可按端承桩考虑。
经扩大后的桩端部截面，桩持力层承载力均可达到或超过由桩数材料决定的单桩承载力设计值，充分发挥了混凝土作用。
2、必要时将桩端部挖成锅底形。
其目的是进一步扩大持力层受压面积，提高单桩承载力。
3、在饱和单轴抗压强度高于桩身混凝土强度的基岩中不必要扩孔;扩底端不能置于有软弱下卧层的薄硬土层上。
（二）、施工中力求使混凝土与桩孔内壁土结合紧密，提高桩侧摩阻力
当仅桩端土层端承力不能满足设计要求，而桩身较长，桩身周围土较好时，可把桩设计成摩擦端承桩。
施工中应注意:
浇筑混凝土护壁时要用竹竿或木棒反复插捣，使混凝土与周围土层结合紧密，护壁面保持粗糙。
因为人工挖孔桩为排土成孔，使得孔壁土粒结构受挠动而松弛，因此必须在混凝土浇筑时反复插捣挤密，提高桩侧摩阻力。
对于挖孔桩侧阻力标准值的选用笔者认为应充分考虑施工中实际情况，因为现场施工时常常
忽视施工护壁时反复插捣密实的基本工艺，因此，设计图纸中应说明并在交底时强调，同时桩侧摩阻力标准值应按下限取用。
（三）、调整上部结构，减少总桩数
适当调整上部结构柱网间距，使柱子的竖向荷载接近或达到桩身混凝土的承载力，以最大限度减少总桩数。
在不影响上部建筑使用功能的情况下，调整结构柱网的间距，使每柱承担的竖向荷载达到桩竖向承载力。
从而减少基础总桩数，降低工程造价。
（四）、在满足规范规定及结构外力所需的情况下，减少混凝土构件设置及其含钢率，从而降低造价。
规范规定，一般情况下挖孔桩应设承台或桩帽，地梁、拉梁柱及桩纵筋均应锚入承台或桩帽内La.桩帽每边须大于桩边200mm,高度大于1000mm,并需配置不少于Ф12@150双层双向钢筋。
实际工程中，基础中都已设置地基梁，可不设桩帽。
三、施工中遇到特殊情况的处理:
1、地下水、
地下水是深基础施工中常见问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。
含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。
如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。
如遇到细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。
处理方法有以下几种:
1）地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。
2）水量较大，用水泵抽水也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法。
3）对不太深的挖孔桩，可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数。
4）抽水时环境影响。
有时施工周围环境特殊，一是周围基础设施等影响较多，不允许无限制抽水;二是周围有江河、湖泊、沼泽等，不可能无限制达到抽水目的。
因此在抽水前均要采取可靠措施。
最有效的方法是截断水源，封闭水路。
桩孔较浅时，可用板桩封闭;桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。
2、流砂
人工挖孔桩基开挖时，如遇细砂、粉砂层地质，加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。
1）、流砂情况较轻时，可缩短这一循环的开挖深度，将正常的1米左右一段，缩短为0.5米，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。
当孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。
2）、流砂情况较严重时，常用办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4,6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5米左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2米，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5米，装后即支模浇注护壁混凝土。
若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。
也可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇注水泥浆，提高周围及底部土壤的不透水性。
3、淤泥质土层
遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，缩短开挖深度，并及时浇注混凝土护壁。
支挡木方要沿周边打入底部不少于0.2米深，上部嵌入上段已浇好的混凝土
护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。
4、桩身混凝土的浇筑
1）、孔底积水。
浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，保证混凝土的均匀性、密实性，防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。
2）、孔壁渗水。
可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。
对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时再关闭。
3）、保证桩身混凝土的密实性。
桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。
为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度是关键，即力求在最短时间内完成一个桩身混凝土浇筑。
对于深度大于10米的桩身下线，可依靠混凝土自身落差形成的冲击力及混凝土自身重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣。
经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。
5、合理安排施工顺序
在可能条件下，先施工较浅的桩孔，后施工较深的桩孔。
在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而作为排水井，以方便其他孔位施工，保证桩孔的施工速度和成孔质量。
四、安全技术措施
（1）、孔口围护措施:
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，围栏应采用钢筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周1米范围内。
（2）、防护壁坍塌措施:
每节桩孔挖完后立即支护壁模板，浇筑护壁砼，一般情况下24H后方可拆除护壁砼，护壁可加配适量钢筋，上下护壁要有钢筋拉结，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小于50?
。
桩底如果设计要求扩底，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。
（3）、孔中防毒措施:
地下特殊土层中往往含有CO2,SO2,H2S或其他有毒气体，故每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有毒气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气，通风量不少于25L/S，以防止急性中毒事故发生。
（4）、防触电措施:
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，孔上电线电缆必须架空20米以上，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，空中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，安装牢固。
五、人工挖孔桩技术、经济效益比较
以13米长桩为例，比较挖孔桩、钻孔灌注桩、静压预制管桩三种桩型的承载力及经济指标。
假设桩端土为硬塑粘性土，入土厚1米，桩侧土为可塑粘性土。
砼等级:
C30
桩型
人工挖孔桩（Φ800）
钻孔灌注桩（Φ600）
静压预制管桩（Φ
500）
桩极限侧阻力qsk（kPa）
66
68
70
桩极限端阻力qsk（kPa）
1500
900
2300
单桩极限承载力Quk（kN）
5915
2047
1989
桩身混凝土抗压力（设计值）kN
0.9fcAps=6465
0.75fcAps=3030
0.85fcAps=4190
浙江省定额价
元/m3（2003）
人工挖孔:
58.6x13.3=779
砼护壁:
542.4x5=2573.5
灌注桩芯砼:
243.9x7,1707
钻机成孔;207.5x3.95,821
灌注砼:
326.4x3.95=1289
176.56/m
每百千牛费用
（元/100kN）
85.5元/100kN
103
124.3
上述单价均为2003年宁波市预算价格，实际工程中对于钻孔灌注桩、静压预制管桩基础还应增加基础承台混凝土及钢材费用。
工程实际中采用人工挖孔桩也都取得较好的经济效益。
结语:
人工挖孔桩作为一种安全可靠、经济的桩基础形式在多年来的工程实践中广泛应用并逐渐积累了丰富的施工经验。
在山区坡地、狭窄场地等预制桩、钻孔桩不易施工的地区较为适用。
尤其是沉管灌注桩因应用不当造成严重后果而被规范严格控制使用的今天，人工挖孔桩基础是众多基础形式中重要的补充。
设计人员在实际工作中认真分析地质资料，结合工程结构形式，荷载大小，因地制宜采用，设计施工中采取各种有效措施，就可以充分发挥该桩型的优势，满足工程需要。
参考文献
1、建筑桩基技术规范JGJ94-2008
2、全国民用建筑工程设计技术措施结构2003
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