PAGE10PAGE1人工挖孔桩施工工艺工法1前言（一）

PAGE 10 PAGE 1人工挖孔桩施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩造价比冲击锤冲孔、回旋钻机钻孔等机械成孔方法更为经济高效，施工质量也更有保证。所以在铁路、公路建筑中得到了广泛应用。在人工挖孔灌注桩施工中，经常会遇到高水位、淤泥、流砂等复杂情况，通过采取井点降水、双浆液注浆截水固土、钢套筒和混凝土护壁支护等综合工程措施，能安全、快速、经济、有效地达到成孔的目的。1.2 工艺原理人工挖孔桩是采用人工与小型机具相配合，通过弱爆破配合人工作业的方法挖土成孔和卷扬机出渣的施工方法，边开挖边防护，逐段开挖护壁跟进直至达到设计孔深。2 工艺特点2.1 工艺简单，施工方便，不需大型机械设备；2.2 可多桩同时施工，速度相对较快人工挖孔桩机械设备，成本较低，节省设备投资；2.3 孔内作业空间狭小，安全风险较大；2.4 环境污染相对较小。3 适用范围人工挖孔桩直径（不含护壁）一般不小于1.2m，且不宜大于2.5m，孔深不宜大于30m；适用于无地下水或地下水较少的黏土、粉质黏土，含少量砂、砂卵石、姜结石等土层，特别适于黄土层采用，深度一般20m左右。 #

在采用井点降水措施时，可用于高水位、涌水量大、流沙的冲积地带及涌含水量高的淤泥、淤泥质土层的桩基施工。4 主要技术标准《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415）《城市桥梁工程施工与质量验收标准》（CJJ 2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）《公路工程质量检验评定标准》（-1）《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规范》（JGG4-80）5 人工挖孔桩施工方法人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘、护壁防护、渣土提运的方法，进行成孔。如果孔内遇到岩层时，采用浅眼松动爆破法爆破开挖。护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成，拆上节，支下节，循环周转使用，模板间用U形卡连接，或用螺栓连接，不另设支撑，以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。混凝土用人工或机械拌制，用吊桶运输人工浇筑；挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。然后安放钢筋笼，灌注混凝土成为支撑上部结构的桩基。6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程挖孔灌注桩的成孔工艺是在排水、护壁紧跟的情况下用人工辅以轻微爆破配合简单机具设备下井挖掘成孔的方法。 #

放线、定桩位及高程放线、定桩位及高程降水施工（遇高水位）开挖第一节桩孔土方降水施工（遇高水位）开挖第一节桩孔土方立模浇注第一节护壁立模浇注第一节护壁架设垂直运输架架设垂直运输架开挖第二节孔桩土方开挖第二节孔桩土方立模浇注第立模浇注第二节护壁重复作业至设计桩底标高重复作业至设计桩底标高拆除护壁模板拆除护壁模板对孔桩全面验收对孔桩全面验收桩钢筋笼加工吊放钢筋笼及声测管 钢筋笼加工吊放钢筋笼及声测管浇注砼浇注砼图1 施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 施工准备1 平整场地施工场地，必须做好“三通一平”，并根据现场情况，有条件的先做好地面混凝土垫层，以利施工。现场四周应设置排水沟、集水井，桩孔中抽出积水，经沉淀后排入下水道。施工现场的出土路线应畅通。2 测量定位依据建筑物测量控制网资料和桩位平面布置图，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撤石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后，经监理复查合格后方可开挖。挖桩前，要把桩中心位置向桩的四周引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定。3 孔口护壁孔口护壁一般应比下面的护壁厚100～150 mm，并应高出现场地面200～250 mm，双层钢筋混凝土，上下护壁间的搭接长度不得少于50 mm。

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在地面上设十字控制网、基准点，将桩控制轴线、高程测到第一节护壁上，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。4 安装起吊设备及抽水设备架设垂直运输架：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。安装提升设备时，尽量使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心重台，以便挖土时能直观控制桩位中心和支模中心，桩口上设围护栏。桩孔上人员密切观察桩孔下人员情况互相呼应，桩口安装水平推移的活动盖板。当桩孔内有人挖土时，应掩盖好安全盖板，防止杂物掉下伤人，吊运土时，再打开安全盖板。当孔桩开始渗水时，在工作面角落设置一集水坑，使用能达到设计深度扬程的抽水机，并将其中较深孔作为井点降水。抽水机使用麻绳系住头部，在需要爆破时将其吊出孔口外。6.2.2 降水施工（遇高水位）1 轻型井点降水轻型井点降水常用于土层渗透系数为0.1～20m/d的土质及土层中含有大量细砂和粉砂土质的情况下，轻型井点降水由井点管、连接管、集水管及抽水设备等组成，井点降水管距坑壁不小于1～1.5m，间距一般为0.8～1.6m，入土深度应达储水层，且比基底深0.9～1.2m；井点管可采用射水法冲孔、钻孔法或套管法埋设，埋设后接通总管与抽水设备进行试抽水，检查有无漏水等情况，井点进行后要连续抽水，一般在抽水后2～5d后，水位漏斗基本稳定。 #

桩基施工完成后借助于倒链等拔出井点管，并下部用砂，上部1～2m采用粘土回填。2 管井降水管井降水常用于土层渗透系数20～200m/d的土层、砂层或易引起边坡塌方及轻型井点无法满足要求的情况。管井由滤水井管、吸水管和抽水设备等组成。管井埋设最大深度为10m，间距10～50m，降水深度5m。通常每个滤水井管单独用一台水泵。管井埋设可采用泥浆护壁钻孔法。钻孔直径比井管大200mm以上，井管下沉前应清孔，并保持滤网通畅，然后下管，用圆木堵住管口，井管与土壁间用15mm砾石填充作为过滤层，地面0.5m以内用粘土填充夯实。6.2.3 压浆施工人工挖孔桩在遇到深孔、涌水量大、流砂和坍孔时，为保证桩身混凝土质量，采取在挖孔桩桩位的外围设置封闭的截水帏幕，切断挖孔桩孔内外透水层的水力关系，改善孔桩的施工条件。注浆孔沿桩周布置，注浆钻孔直径100 mm，浆液有效扩散半径R＝0.5 m，以挖孔桩桩心为圆心环形布置两圈，孔距为0.8m，搭接20cm，孔深超过桩基深度1～2 m并进6.2.4 为防止坍方，保证操作人员安全，在人工挖孔桩施工前，应对孔位附近场地进行人工处理，然后大多采用分段挖土、分段护壁的方法施工。 #

在场地处理后，应准确测量放线，定出桩位以保证人工挖孔桩施工的正确；桩孔开挖进尺每一循环开挖深度不超过l m，每一循环开挖完成后随即施作钢筋、混凝土护壁。在锁口及每节护壁施工中，应及时复核桩孔中线和结构尺寸，保证桩孔垂直度符合设计要求。根据计算确定混凝土护壁厚度，桩基施工时为保证安全在护壁混凝土内适当设置竖向连接钢筋和横向箍筋，护壁模板采用拆上节支下节一次周转使用，模板上口留出高度为100mm的混凝土浇注口。浇注第二节护壁混凝土，混凝土用吊桶运送，人工浇注，人工插捣密实，依次循环。6.2.5 爆破施工在挖孔桩地质进人岩层时，人工无法进行直接开挖时，须采取钻爆施工进行成孔，孔深大于5 m时必须采用电雷管引爆。由于人工挖孔桩人岩桩孔爆破均采用中心掏槽眼、辅助眼、周边眼相结合的布孔方式，且中心掏槽眼较其他眼深10%～15%中心掏槽眼、辅助眼和周边眼全部布成梅花形，对中心掏槽眼、辅助眼和周边眼全部采用不同段的毫秒延期电雷管，实现微差控制爆破，保证爆破效果和减小爆破振动。在爆破施工过程中结合岩石的变化情况，以及岩层结构和构造的变化，再根据试炮效果作适当的药量调整，达到在安全的前提下取得良好的爆破效果。

6.2.61 开挖掘进的控制开挖桩孔应从上到下逐层开挖，先挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，有效控制桩孔的截面尺寸，每节的开挖高度应根据土质和护壁设计而定，一般以每循环0.9～1.2m2 通风及有害气体的控制当桩孔深大于5 m时，使用快速检测管对孔内气体进行抽检。有害气体超标时应向井下通风，加强空气对流，必要时输送氧气，防止有毒气体危害，通风量不少于25L/s。并采取足够的安全卫生防范措施。孔深大于10 3 成孔工艺挖孔灌注桩的成孔工艺是在排水、护壁紧跟的情况下用人工辅以轻微爆破配合简单机具设备下桩孔挖掘成孔的方法。检查桩位（中心）轴线、标高：每节桩孔护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线锤向井底投设，以半径尺竿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。6.2.7 桩孔挖至设计标高，核实桩底地质情况，桩底应支承在设计规定的持力层上。桩底抽干渗水后用桩身同标号砂浆淌底。用尺竿检查桩孔的直径及井壁圆弧度，修整孔壁，使上下垂直平顺。7 劳动力组织人员配备见表1。表1 劳动力组织表序号工种配备人数/孔备注1管理、技术人员22测量工33爆破工2特殊工种4普工45混凝土工26电焊工2特殊工种7电工1特殊工种8机械司机6含拌和司机、车辆司机8 主要机具设备所需机具设备见表2。

表2 主要设备配置表序号设备名称规格型号数量1水泵2台2卷扬机3t1台3起爆器MFJ-1001台4吊碴筒2个5鼓风机1个6照明设备1套7风镐1台9 质量控制9.1 易出现的质量问题人工挖孔桩施工过程中，易出现的质量问题有混凝土灌注时由于灌注高度过高使混凝土离析现象。9.2 保证措施9.2.1 桩身混凝土要分层连续浇筑，分层浇捣，每次浇筑高度不得超过1.5米，每层浇捣厚度不得超过0.5米，出料口到浇筑面高度大于2米时，必须使用溜槽或串桶，防止混凝土发生离析，混凝土塌落度宜控制在70～90mm，在距桩孔口6米以下时，人工浇捣较困难，可以采用在混凝土中掺入水泥用量0.25%的木钙减水剂，使混凝土塌落度增至150～180mm，利用混凝土大塌落度下落时冲击力使混凝土自身密实，在距孔口6米以内时，混凝土9.2.29.2.39.2.49.2.59.2.610 安全措施10.1主要安全风险分析挖孔桩施工容易发生坍塌和空气中毒事故。10.2 保证措施10.2.1 应采用机械通风，并必须有足够保证安全的支护设施及常备的安全梯道。人工挖孔最深不得超过15m应配备送风装置，挖孔深度超过10m后，每次开工前先送风5分钟左右。

10.2.2 10.2.3 人工挖孔，对孔壁的稳定及吊具设备等应经常检查，孔10.2.4 人工挖孔，除应经常检查孔内的气体1 挖孔人员下孔作业前，应用鼓风机将孔内空气排出更换；2 二氧化碳气体含量超过0.3％时，应采取通风措施。对含量虽不超过规定，但作业人员有呼吸不适感觉时，亦应采取通风或换班作业等措施；3 空气污染超过三级标准浓度值时，如没有安全可靠的措施不得采取人工挖孔作业。10.2.5 人工挖孔超过10 m深，应采用机械通风，并必须有足够保证安全的支护设施及常备的安全梯道。人工挖孔最深不得超过15m10.2.6 挖孔桩需要嵌岩或孔内有岩层需要爆破时，应采取浅眼爆破法，严格控制炸药用量10.2.8 人工挖桩孔采用混凝土护壁时，每挖深1 m(土质不好还应适当减少)。应立即浇注护壁，护壁厚度不小于10 cm10.2.9 成孔作业完成后，人工清孔验孔要先放安全防护笼，笼距孔底不得大于l m。10.2.10 人工挖孔采用混凝土护壁时，应对护壁进行验收，第一圈护壁要做成沿口圈，沿口宽度要大于护壁外径300mm，沿口处要高出地面10.2.11 在较好土层，人工挖扩孔可不采用混凝土护壁时，必须使用工具式的安全防护笼进行施工。 #

防护笼每节长度不超过2 m，防护笼总长度要达到扩孔交界处，孔口必须做沿口混凝土护圈。10.2.12 挖出的土方应随出随运，暂时不能运走的，应堆放在孔口边1 m以外处，且堆土高度不得超过1 m。10.2.13 孔下作业一般要求不超过2人，凡孔内有人作业时，3 m以内不得有机动车辆行驶或停放。10.2.14 孔内人员作业时人工挖孔桩机械设备，必须佩带必要的安全防护用品，如安全帽、雨衣、雨鞋等，孔上必须有监护人员，并要随时与孔下人员保待联系，不得擅自撤离岗位。孔上监护工作人员应随时注意孔壁变化及孔底施工情况，发现异常时，应立即协助孔内人员撤离，并向有关人员汇报发现的真实情况。11 环保措施11.1 施工中产生的废液应先通过沉淀池处理后再排人江河。11.2 施工中产生的废渣应用汽车运输至指定弃土场倾倒，运输过程中覆盖防止扬尘。11.3 弃土场按照要求进行培土、植草绿化，并做好挡护工程和防、排水措施。11.4 靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，避免污染生活水源。11.5 在弃碴场设置喷水降尘系统，在弃碴作业时喷水降尘。12 应用实例12.1 工程简介哈大客运专线双盛大桥全长397.5m，孔跨布置：12-32m双线简支箱梁。

桥位位于2.33‰的坡道和R=9000m的曲线上。本桥桥墩均采用矩型桥墩，一字台，0号台、1号墩采用明挖基础，其余墩台均采用挖孔灌注桩基础。桩基直径为1.0m，共90根，桩长最长22m，最短15m。12.2 施工情况人工挖孔占用工具、场地等比较少，而且作业工序简单，容易操作，很好的控制了挖孔桩的质量。该挖孔桩的顺利实施，确保我单位在施工工期紧的情况下，顺利地完成了桩基施工。12.3 工程结果评价挖孔桩施工解决了施工场地受地形条件制约，施工成本投入小，施工安全得到了保证，对周边环境无污染，大大缩短了施工周期。12.4 建设效果及施工图片 图2 挖孔作业图3 挖孔作业图4 挖孔作业