人工挖孔混凝土灌注桩.docx
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人工挖孔混凝土灌注桩
人工挖孔混凝土灌注桩
本章适用于工业与民用建筑的粘土、粉质粘土及含少量砂石的粘土层，且地下水位低的地区、以人工挖孔、用混凝土护壁混凝土灌注桩工程施工。
地质情况复杂、地下水位高的地区不宜采用。
一、材料要求
1水泥：
宜用PO32.5水泥，具有出厂合格证和检测报告。
2砂：
洁净的中砂或粗砂，含泥量不大于5%,质量符合相关规范规定。
3石子：
质地坚硬的卵石或碎石，粒径5～44mm,含泥量不大于2%，质量符合相关规范规定。
4钢筋：
品种和规格均符合设计规定，并有出厂合格证及试验报告。
5预拌混凝土：
符合设计及相关验收规范要求，坍落度宜取70～100mm,水下灌注时宜取160～220mm,强度不低于C25。
6垫块：
用1：
3水泥砂浆埋22#火烧丝提前预制成或采用塑料卡。
7火烧丝：
规格18～22#。
8外加剂、掺合料根据施工需要通过试验确定。
二、主要机具
1根据施工方案，一般应分别具有三木搭、卷扬机组或电动葫芦、手推车或翻斗车、镐锹、手铲、锤、钎、线坠，定滑轮组、导向滑轮组、混凝土搅拌机、吊桶、溜槽，导管、振捣棒、插钎、粗麻绳、安全活动盖板、送风设备、扬程水泵、木辘轳、活动扒梯、工作灯、安全帽、安全带等。
2模板：
组合式钢模、弧形工具式钢模4块（或8块）拼装，卡具、挂勾等零配件，木板、方木、8#或12#槽钢等。
三、作业条件
1对施工队伍进行资质检查。
应根据该地区的土质特点，地下水分布情况编制切实可行的挖孔，井壁支护施工方案，进行井壁支扩的计算和设计。
2开挖前场地应完成三通一平。
地上、地下如电线、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排队处理完毕，无碍施工。
各项临时设施如照明、动力、通风、安全设备准备就绪，设置好排水沟、集水井和沉淀池等。
3熟悉施工图纸及场地的土质、水文地质资料，做到心中有数。
已会同有关单位对场四周建（构）筑物，尤其危房、地下管线等进行详细调查，对因挖孔和抽水可能危及的房屋、地下管线采取必要的加固或其他保护措施。
并对穿越砂层、淤泥层的挖孔作业可能出现的流沙、涌水、涌泥等现象制定有效的技术和安全防范措施。
4按基础平面图，测设桩位轴线、定位点，测定高程基准点。
测量放线工序完成后办理预检手续。
5按设计要求预制钢筋笼，长度超过12m可分成两节制作。
6开挖之前，有选择地先挖两个，作为成孔试挖，分析土质、水文等有关情况。
7有地下水区域，宜先降低地下水位至桩底以下。
8人工挖孔操作安全极为重要。
开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底，操作前对吊具进行安全可靠性检查，确保施工安全。
四、操作工艺
（一）工艺流程：
（二）放线定桩位及高程：
在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。
确定好桩位中心，以中点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径划出上部（即第一节）的圆周。
撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。
并沿桩中心位置向桩孔外引出四个桩中轴线控制点，用牢固木桩标定。
桩位线定好之后，必须经有关部门复查，办好预验手续后开挖。
（三）开挖第一节桩孔土方，由人工开挖从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效控制开挖截面尺寸。
每节的高度应根据土质好坏及操作条件而定，一般以0.9～1.2m为宜。
开孔完成后进行一次全面测量校核工作，对孔径、桩位中心检测无误后进行支护。
（四）安放附加钢筋、支护壁模板：
成孔后应设置井圈，宜优先采用现浇钢筋混凝土井圈护壁。
当桩的直径不大，深度小、土质好、地下水位低的情况下也可以采用素混凝土护壁。
护壁的厚度应根据井圈材料、性能、刚度、稳定性、操作方便、构造简单等要求，并按受力状况，以及所承受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。
土质较好的小直径桩护壁可不放钢筋，但当设计要求放置钢筋或挖土遇软弱土层需加设钢筋时，桩孔挖土完毕并经验收合格后，安放钢筋，然后安装护壁模板。
护壁中水平环向钢筋不宜太多，竖向钢筋端部宜弯成U型钩并打入挖土面以下100～200mm，以便与下一节护壁中钢筋相联结。
护壁模板用薄钢板，圆钢、角钢拼装焊接成弧形工具式内钢模每节分成4块，大直径桩也可分成5～8块，或用组合式钢模板预制拼装而成。
采取拆上节、支下节的方式重复周转使用。
模板之间用卡具、扣件连接固定，也可以在每节模板的上下端各设一道用槽钢或角钢做成的圆弧形内钢圈作为内侧支撑，防止内模变形。
为方便操作不设水平支撑。
第一节护壁以高出地坪150～200mm为宜，护壁厚度按设计计算确定，一般取100～150mm。
第一节护壁应比下面的护壁厚50～100mm，一般取150～250mm。
护壁中心应与桩位中心重合，偏差不大于20mm，且任何方向二正交直径偏差不大于50mm，桩孔垂直度不大于0.5%。
符合要求后可用木楔稳定模板。
（五）浇灌第一节护壁混凝土：
护壁混凝土每挖完一节以后应立即浇灌混凝土，人工浇灌，人工捣实，不宜用振动棒。
混凝土强度一般为C20，坍落度控制在70～100mm。
护壁模板宜24h后拆除，一般在下节桩孔土方挖完后进行。
拆模后若发现护壁有蜂窝、漏水现象，应加以堵塞或导流。
第一节护壁筑成后，将桩孔中轴线控制点引回到护壁上，并进一步复核无误后，作为确定地下和节护壁中心的基准点，同时用水准仪把相对水准标高标定在第一节孔圈护壁上。
（六）检查桩位（中心）轴线及标高：
每节的护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆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，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
（七）架设垂直运输架：
第一节桩孔成孔以后，即着手在孔上口架设垂直运输支架，支架有三木搭、钢管吊架或木吊架、工字钢导轨支架，要求搭设稳定、牢固。
（八）安装电动葫芦或卷扬机：
浅桩和小型桩孔也可以用木吊架、木辘护或人工直接借助粗麻绳作提升工具。
地面运土用翻斗车、手推车。
（九）安装吊桶、照明、活动安全盖板、水泵、通风机：
1在安装滑轮组及吊桶时，注意使吊桶与桩孔中心位置重合，挖土时直观上控制桩位中心和护壁支模中心线。
2井底照明必须用低压电源（36V，100V）、防水带罩安全灯具。
井上口设护拦。
电缆分段与护壁固定，长度适中，以上与吊桶相碰。
3当井深大于5m时应在井下通风，加强井下空气对流，必要时送氧气，密切注视，防止有毒气体的危害。
操作时上下人员轮换作业，互相呼应，井上人员随时观察井下人员情况，切实预防发生人身安全事故。
4当地下渗水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，或在井底挖集水坑，用潜水泵抽水。
并加强支护。
当地下水位较高，排水沟难以解决时，可设置降水井降水。
5井口安装水平推移的活动安全盖板：
井下有人振作时，掩好安全盖板，防止杂物掉入井内，无关人员不得靠近井口，确保井下人员安全施工。
（十）开挖吊运第二节桩孔土方（修边）：
从第二节开始，利用提升设备运土，井下人员应戴好安全帽，井上人员栓好安全带，井口架设护拦，吊桶离开井上口1m时推动活动盖板，掩蔽井口，防止卸土时土块、石块等杂物坠落井内伤人。
吊桶在小推车内卸土后（也可以用工字钢导轨将吊桶移出向翻斗车内卸土）再打开井盖。
下放吊桶装土。
桩孔挖至规定的深度后，用尺杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平顺，修整孔壁。
（十一）第二节护壁支护模板：
安放附加钢筋，并与上节预留的竖向钢筋连接，拆除第一节护壁模板，支护第二节。
护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。
使上节护壁的下部嵌入下节护壁的上部混凝土中，上下搭接50～75mm。
桩孔检测复核无误后浇灌护壁混凝土。
（十二）浇灌第二节护壁混凝土：
混凝土用吊桶送来，人工浇灌、人工振捣密实，混凝土掺入早强剂由试验确定。
（十三）检查桩位（中心）轴线及标高：
以井上口的定位线为依据，逐节投测、修整。
（十四）逐层往下循环作业，将桩孔挖至设计深度，清除虚土，检查土质情况，桩底应进入设计规定的持力层深度。
（十五）开挖扩底部分：
桩底可分为扩底和不扩底两种。
挖扩底桩应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好。
再按照扩底部位的尺寸、形状，自上而下削土扩充成扩底形状。
扩底尺寸应符合设计要求，完成后清除护壁污泥、孔底残渣、浮土、杂物、积水等。
（十六）检查验收，成孔以后必须对桩身直径、扩大头尺寸、井底标高、桩位中心、井壁垂直度、虚土厚度、孔底岩（土）性质进行逐个全面综合测定。
做好成孔施工验收记录，办理隐蔽验收手续。
检验合格后迅速封底，安放钢筋笼，灌注桩身混凝土。
（十七）吊入钢筋笼：
按设计要求对钢筋笼进行验收，检查钢筋种类、间距、焊接质量、钢筋笼直径、长度及保护块（卡）的安置情况，填写验收记录。
钢筋笼用起重机吊起，沉入桩孔就位。
用挂钩钩住钢筋笼最上面的一根加强箍，用槽钢作横担，将钢筋笼吊挂在井壁上口，以自重保持骨架的垂直，控制好钢筋笼的标高及保护层的厚度。
起吊时防止钢筋笼变形，注意不得碰撞孔壁。
如钢筋笼变形太长时，可分段起吊，在孔口进行垂直焊接。
大直径（>1.4m）桩钢筋笼也可在孔内安装绑扎。
超声波等非破损检测桩身混凝土质量用的测管，也应在安放钢筋笼时同时按设计要求进行预埋。
钢筋笼安放完毕后，须经验筋合格后方可浇灌桩身混凝土。
（十八）浇注桩身混凝土：
桩身混凝土宜使用设计要求强度等级的预拌混凝土，浇灌前应检测其坍落度，并按规定每根桩至少留置一组试块。
用溜槽加串桶向井内浇注，混凝土的落差不大于2m,如用泵送混凝土时，可直接将混凝土泵出料口移入孔内投料。
桩孔深度超过12m时宜采用混凝土导管连续分层浇灌，振捣密实。
一般浇灌到扩底部的顶面。
振捣密实后继续浇注以上部分。
桩直径小于1.2m,深度达6m以下部位的混凝土可利用混凝土自重下落的冲力，再适当辅以人工插捣使之密实。
其余6m以上部分再分层浇灌振捣密实。
大直径桩要认真分层逐次浇灌捣实，振捣棒的长度不可及部分，采用人工铁管、钢筋棍插捣。
浇灌直至桩顶。
将表面压实、抹平。
桩顶标高及浮浆处理应符合要求。
当孔内渗水较大时（可以以孔内水面上升速度>15mm/min为参考），应预先采取降水、止水措施或采用导管法灌注水下混凝土。
水下灌注时首次投料量必须有足以将导管底端一次性埋入水下混凝土中达800mm以上。
冬期施工当气温低于0℃浇注时，混凝土的浇灌温度不得低于5℃。
桩顶混凝土未达到冻结强度前不准受冻。
当气温高于30℃时，应在混凝土中掺入缓凝剂。
按规范规定制作试块，填写混凝土灌注施工记录。
五、质量标准
（一）主控项目：
1灌注桩用的原材料混凝土强度必须满足设计要求和施工规范规定。
试块应在浇灌地点制作，试块组数应按规定留置，检查材料合格证和试验报告。
2桩位中心和深度必须达到设计要求。
沉渣或虚土厚度严禁大于标准规定。
3钢筋笼制做必须符合设计要求和施工规范的规定。
4成桩后承载力必须满足设计要求。
（二）一般项目：
1桩径、桩孔垂直度、孔底沉渣厚度符合设计要求和施工规范的规定。
2混凝土配合比计量准确，坍落度符合设计要求和施工规范的规定。
3实际浇筑混凝土量不得小于计算体积。
4浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆处理，符合设计要求和施工规范的规定。
（三）允许偏差项目见下表。
混凝土护壁人工挖孔灌注桩允许偏差表
项次
项目
允许偏差（mm）
检验方法
主控项目
1
钢筋笼主筋间距
±10
钢尺量检查
2
钢筋笼长度
±100
钢尺量检查
3
桩的位置
1~3根桩、单排桩基垂直于桩基中心线方向和群桩基础的边桩
50
拉线和尺量检查
条形桩基沿桩基中心线方向和群桩基础的中间桩
150
拉线和量尺检查
4
孔深
+300
垂锤或测钻杆
续表
项次
项目
允许偏差
（mm）
检验方法
一般
项目
5
钢筋笼箍筋间距
±20
钢尺量检查
6
钢筋笼直径
±10
钢尺量检查
7
桩径（不含混凝土护壁厚度）
+50
井径仪或钢尺
8
垂直度
＜0.5%
测钻杆
9
桩底虚土厚度：
端承桩
摩擦桩
≤50
≤150
重锤测量
10
钢筋笼安装深度
±100
用钢尺
11
混凝土坍落度：
干法灌注
水下灌注
70～100
160～220
坍落度仪
12
混凝土充盈系数
＞1
检查实际灌注量
13
桩顶标高（扣除桩顶浮浆层及劣质桩体）
+30
-50
水准仪
六、成品保护
1桩孔开挖施工时，应注意观察地面和邻近建（构）筑物的变化，保证其安全。
2挖出的土方应及时运走，不得堆放在孔口附近，孔口四周2m范围内不得堆放杂物，3m内不得行驶和停放车辆。
3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。
严禁用草席、塑料布虚掩。
4已挖好桩孔及时放好钢筋笼，办理隐检手续，间隙时间不得超过4h。
将混凝土浇灌完毕，防止坍方。
5桩顶外圈作好挡土台，防止灌水、掉土。
6保护好已成形的钢筋笼，不得扭曲、松动变形。
要竖直放入井内，不要碰坏井壁，浇灌混凝土时吊桶要垂直放置，防止因混凝土斜向冲击孔壁，破坏护壁上层，造成夹土。
7钢筋笼不要被泥浆污染，浇灌混凝土时在笼顶部固定牢固，控制钢筋笼上浮。
8浇灌完毕，复核桩位和桩顶标高。
将外露主筋和插筋扶正，保持桩位正确。
桩顶压实抹平以后用塑料布或草帘将桩头围好养护，防止混凝土出现收缩、干裂。
9施工过程妥善保护好场地轴线桩、水准点，不得辗压桩头，弯折钢筋。
七、应请注意的问题
1从事挖孔桩作业的工人应挑选身体健壮的男性青年，并须经健康检查和井下、高空、用电、吊装及简单的机械操作等安全作业培训，且经过考核合格，方可进入现场施工。
2对施工现场所有设备、设施、装置、工具配件及个人劳防用品等必须经常进行检查。
严格执行《北京市建筑工种施工安全操作规程》DBJ01—62—2002有关规定。
3垂直偏差大：
桩孔垂直度超偏差，由于开挖过程未按每挖一节即吊线坠核查桩井的垂直度，致使挖完以后垂直度超偏差。
必须每挖完一节即根据井上口护壁上的轴线中心线吊线坠，用尺杆测定修边，使井壁圆弧保持上下顺直。
4孔壁坍塌：
因桩位土质不好，或地下水渗出造成孔壁土体坍落，开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，随时观察土体松动情况，必要时可在坍塌处用砌砖封堵，操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。
5井底残留虚土太多：
成孔、修边以后有大量虚土存积在井底，未认真清除，扩大头斜面土体坍落。
挖到规定深度以后，除认真清除虚土外，放好钢筋笼之后再检查一次，必须将孔底的虚土清除干净，必要时用水泥砂浆或混凝土封底。
6孔底积水过多：
成孔以后孔底积水，开挖过程采取的排水措施不当，渗出的地下水积聚在井底。
地下水位高、渗出量大的地区，应采取降水措施，将地下水位降低到桩底以下然后开挖。
少量积水浇灌时首盘可采用半干硬性混凝土。
7混凝土振捣不实：
由于桩身混凝土浇灌、振捣操作条件具有一定难度，未采取有效的辅助振捣措施，造成桩身混凝土松散不实，空洞、缩颈、夹土等现象。
应在混凝土浇灌、振捣操作前进行技术交底，坚持分层浇注、分层振捣、连续作业。
分层浇注厚度以一节护壁的高度为宜，必要时用铁管、竹杆、钢筋钎人工辅助插捣，以补充机械振捣的不足。
8钢筋笼扭曲变形：
钢筋笼加工制作，点焊不牢，未采用支撑加强筋，运输吊放时易产生变形、扭曲。
钢筋笼应在专用平台上加工。
主筋与箍筋点焊要牢固，支撑加强要可靠。
吊运要竖直，使其平稳地放入井中，保持骨架完好。
9桩身混凝土质量问题：
灌注时不用串筒或未正确使用串筒，使砂浆和骨料离析，桩孔内未按要求抽干水或本应用水下灌注法而仍用干法施工，或水下灌注操作有误产生离析、断桩等。
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