人工挖孔桩施工工艺及检测与质量保证措施

0 前言

我省京福高速公路A段在桩基施工前期为加快桥梁工程进度，允许施工单位在有条件的地方采用人工挖孔方法进行。人工挖孔桩在施工过程中曾遇到一些技术问题，下面就人工挖孔桩施工技术及检测与质量保证措施等注意事项作初步探讨。

1 人工挖孔桩施工技术

1.1挖孔顺序

凡遇相邻桩间距小于2倍桩身直径、间隔桩施工，且后施工桩开挖前，先施工的桩应已浇筑混凝土且满足强度要求。桩芯砼浇灌完成，经抽芯检验合格后，再进行上部结构施工。

1.2挖孔桩施工

施工程序为：场地平整→放线→定桩位→架设支架→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→每下挖900mm进行桩孔周壁的清理→校核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌护壁砼→拆模继续下挖，达到微风化一定深度后验收→绑扎钢筋笼→验收钢筋笼→排除孔底积水、放入串筒，灌注桩芯砼至设计顶标高。

1.3场地处理

1.3.1对原有场地进行平整。

1.3.2在建筑物外围四周适当位置设置排水沟，做集水井。

1.3.3开挖面做混凝土垫层，C10混凝土厚100mm。

1.3.4桩孔土方的处理

施工现场设置临时土方堆放场地，挖出土方必须在两天内用汽车外运（挖掘机配合人工装车），所挖土方不堆放在孔边，确保施工现场畅通。

1.4掘进

1.4.1掘进前向每个操作小组作地下土层、地下分布情况的交底。并指出可能出现的问题和处理的一般方法。

1.4.2每个桩孔有一个固定的小组负责施工，每个正在施工的井下、井上均应有人操作，并明确对井下操作人员应负的安全责任，上、下之间有良好的联络信号。

1.4.3保持井内有足够的新鲜空气，不断向井内送风。

1.4.4弃土和其它建筑材料在井内垂直运输时，采取措施，确保井下操作人员的安全，在井底设置安全区，以防物体堕落伤人。

1.4.5掘进工作必须连续进行，交接班的时间尽量缩短，使未经支护的土体减少在空气中或水中的暴露时间，以防坍塌。

1.4.6当相邻孔桩在浇灌桩蕊砼时，应停止掘进，以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌。

1.5钢筋笼

钢筋笼采用现场加工，然后再吊入井底的方法施工，钢筋驳接采用双面搭接焊，搭接长度≥5d。

1.6挖孔的砼工程

挖孔桩的砼分护壁砼及桩蕊砼两部分。

1.6.1护壁砼工程

1.6.1.1护壁是一个上大下小的楔形圆环，在掘进过程中逐段在竖井内捣制，在较稳定的土层中，护壁的前段高度取900mm，当桩通过强透水层时，每段高度应在500mm左右，如遇含水量丰富，出现流砂的情况，可在钢筋处塞稻草以挡泥砂流出，若遇严重情况时，可在护壁位置的四周打入14@100的钢筋，不至于造成桩孔的四周塌方。

1.6.1.2护壁砼密实早强，坍落度为3-5cm，采用1cm细石，严禁用插入振动器振捣，以免影响模外的土体稳定。上下护壁间预埋纵向钢筋加以联结，使之成为整体，并确保各段联接处不漏水。

1.6.2桩蕊砼工程

当挖孔桩至设计要求的土质后，将井底残渣清除干净，组织桩孔验收，达到设计要求，再进行下道工序绑扎钢筋，浇灌桩蕊砼。

1.6.3浇灌桩蕊砼前的准备工作

1.6.3.1堵漏和积水的排除：浇砼前及时将砼护壁上的渗漏处堵塞，然后把井内积水抽干，以保证桩蕊砼质量。堵漏的方法，大面积堵成小面积的、小面积堵成点漏而最后堵塞之。

1.6.3.2溜斗、溜槽和串筒的准备：砼经过串筒而达到浇筑面，其自由落下的高度不宜大于2m，否则会造成砼的离析，影响砼的质量。

1.6.4桩蕊砼的施工

1.6.4.1桩蕊砼振捣，由井下操作人员用插入式振动器分层振捣，前层厚度不超过50cm，插入形式为垂直式。插点间距约40-50cm，并且做到“快插慢拔”。

1.6.4.2每个桩的桩蕊砼必须一次连续浇捣完毕，不留设施工缝，交接班间隙不超过2小时。

1.6.4.3注意控制桩蕊砼的浇筑高度，以免造成桩蕊砼浇筑过高（但必须高出设计桩顶标高3cm左右、在上部结构砼施工前把桩顶浮浆凿掉）。如桩顶浮浆过多时，必须将浆淘掉，再用坍落度小的砼浇筑，以不存在浮浆为宜。

2 检测及质量控制

2.1收集资料：

在正式施工前应具备必要的下列工程资料：

2.1.1建筑物场地工程地质和必要的水位地质资料；

2.1.2桩基施工图及图纸会审纪要；

2.1.3建筑场地和邻近区域的地下管线（管道、电缆）资料；

2.1.4主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；

2.1.5桩基的施工组织设计或施工方案；

2.1.6桩基钢筋砼所用建材（水泥、砂、石、钢筋）的质检报告；

2.2施工前质量控制：

2.2.1施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置；

2.2.2制定施工作业计划和劳动力组织计划；

2.2.3制定机械设备、工具、材料供应计划；

2.2.4制定季节性（冬、雨季）施工的技术措施；

2.3灌注桩孔的施工与质量验收：

2.3.1为核对地质资料、检验设备、工艺及施工技术要求是否适宜，人工桩在施工前，宜进行“试成孔”。

2.3.2开孔前，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。桩位应定位放样准确，在桩位外设置定位龙门桩，并派专人负责。

2.3.3当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应采用间隔开挖。

2.3.4第一节井圈护壁的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150--200mm，壁厚比下面井壁厚度增加100--150mm。

2.3.5修筑钢筋砼井圈护壁应保证：护壁的厚度、配筋、砼强度符合设计要求；上下节护壁的搭接长度不得小于50mm；每节护壁在当日施工完毕；护壁模板在24h后拆除；发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故。

2.3.6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，应立即封底和灌注桩身砼。

2.3.7成孔的允许偏差应满足：桩径±50mm，垂直度 0.5%，桩位 ±50mm。且底部扩大段要按设计挖成圆台状，保证尺寸。

2.4钢筋笼的制作与质量验收：

2.4.1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，合格后才能启用。

2.4.2焊条要有质保单，型号要与钢筋的性能相适应。

2.4.3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。主筋间距允许偏差±10mm；箍筋或螺旋筋螺距允许偏差±20mm；钢筋笼直径允许偏差±10mm；钢筋笼长度允许偏差±50mm。

2.4.4箍筋宜设在主筋外侧，以加强对钢筋笼的箍子作用，且不会增加施工难度，主筋一般不设弯钩。

2.4.5钢筋笼搬运和吊装时，应防止变形；安放前需再检查孔内的情况，以确定孔内无塌方和沉渣；安放要对准孔位，扶稳、 缓慢、顺直，避免碰撞孔壁，严禁墩笼、扭笼。

2.4.6注意钢筋笼的标高。到达设计位置后应采用工艺筋（吊筋、抗浮筋）固定，避免钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮。

2.4.7钢筋保护层的厚度为无护壁时70mm、砼护壁时35mm。保护层用水泥砂浆块制作，当无砼护壁时严禁用粘土砖或短钢筋头代替（砖吸水、短钢筋头锈蚀后会引起钢筋笼锈蚀的连锁反应）。垫块每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。保护层的允许偏差为±10mm。

2.4.8当成孔深度与设计深度不同时，钢筋笼长度也宜随之变化，但摩擦桩的钢筋笼长度可不变。

2.5砼灌注施工：

2.5.1检查成孔质量合格后应尽快灌注砼。在灌注砼前，应进行清孔工作，要求孔壁、孔底必须清理干净，孔底无浮渣，孔壁无松动。孔底沉渣厚度应符合端承桩50mm、摩擦端承桩和端承摩擦桩100mm、摩擦桩300mm的要求。

2.5.2当有地下水而渗水量不大时，则应抽除孔内积水后，用串筒法灌注砼，串筒末端离孔底高度不宜大于2m，砼宜采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大，积水过多不便排干，则应用导管法水下灌注砼。

2.5.3砼的粗骨料宜卵石，其最大粒径不宜大于50mm，并不大于主筋净距的1/3。

2.5.4坚持按配合比投料，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。坍落度损失大于5cm/h时，要调整配比。

2.5.5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。

2.5.6注意桩头砼的标高，应适当超出设计标高，以保证在凿除浮浆层后，桩头进入承台内50--100mm。

2.5.7桩身砼必须留有试件，对直径大于1m的桩，每根桩应有1组试块，且每100m3砼及每个灌注台班不得少于1组，每组3件，试件的制作必须客观真实，严禁“开小灶”。

2.5.8气温高于30℃时注意缓凝，气温低于0℃时注意抗冻。

2.6砼灌注监理

砼灌注过程中严格监理，必须实行旁站，全员、全过程控制，严格把关。

2.7成桩质量检验

2.7.1砼试块强度的质量检验和桩身动检。桩身动检包括大应变和小应变，可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度，质量检验和桩身动检必须合格。

2.7.2按1-2%抽样，按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验，必须满足设计要求。

2.7.3要及时跟踪检验，及时评定质量结果。

3 结语

人工挖孔桩施工，要严格谨慎，施工过程中严格施工程序，加强质量检测，在确保施工质量的前提下，人工挖孔桩必竞能加快工程进度和降低工程造价，是可以推广使用。