人工挖孔灌注桩【图】

人工挖孔灌注桩一、设计计算书

人工挖孔桩计算书计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《土力学与地基基础》

（一）参数信息

1、基本参数

2、土层参数

3、计算系数

（二）土压力计算

人工打孔桩荷载示意图

1、水平荷载

1）主动土压力系数

K a1=tan2（45°- φ1/2）= tan2（45-20/2）=0.49；

K a2=tan2（45°- φ2/2）= tan2（45-13.8/2）=0.615；

K a3=tan2（45°- φ3/2）= tan2（45-30/2）=0.333；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：0 ~ 2.08m

H1'=∑γ0h0/γ1=0/19=0m；

Pak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=19×0×0.49-2×2×0.7=-2.8kN/m2；

Pak1下=[γ1(h1+H1)]K a1-2c1K a10.5=(19×(2.08+0))×0.49-2×2×0.7=16.565kN/m2；

第2层土：2.08 ~ 5.58m

H2'=∑γ1h1/γ2=39.52/19.9=1.986m；

Pak2上=γ2H2'K a2-2c2K a20.5=19.9×1.986×0.615-2×29.2×0.784=-21.493kN/m2；

Pak2下=[γ2(h2+H2)]K a2-2c2K a20.5=(19.9×(3.5+1.986))×0.615-2×29.2×0.784=21.342kN/m2；

第3层土：5.58 ~ 6m

H3'=∑γ2h2/γ3=109.17/20=5.458m；

Pak3上=γ3H3'K a3-2c3K a30.5=20×5.458×0.333-2×5×0.577=30.58kN/m2；

Pak3下=[γ3(h3+H3)]K a3-2c3K a30.5=(20×(0.42+5.458))×0.333-2×5×0.577=33.377kN/m2；

护壁压力计算值取最不利的情况即：p = max(Pak3上、Pak3下)= Pak3下=33.377kN/m2；

三、护壁结构计算

1、材料参数

2、护壁的受力简图

3、护壁壁厚及强度验算

混凝土护壁轴心抗压强度：

f= KpD/2t=1.65×33.377×0.8/(2×0.1)=0.22×106N/m2

f＜f c=14.3×106N/m2

满足要求！

4、护壁配筋验算

人工挖孔桩护壁在侧向压力作用下，截面上同时作用有轴向力N和弯矩M，由于人工挖孔桩为圆心护壁且同一高度一圈作用力相同，可按《混凝土结构设计规范》中轴心受压公式进行计算。另：在井壁设计中一般采用对称配筋的方式。

环向配筋计算

N=pD/2=33.377×0.8/2=13.351×103N/m

σ=N/A=13.351/(1×0.1)=0.134×106N/m3

井壁圆环截面配筋率

μ= (σ- f c)/f y=(0.134-14.3)/360=-0.039

A s'=μth=-0.039×0.1×1=-0.004×106mm2

A s=((h×103/S l)+1)×S a=301.8mm2≥A s'

根据构造进行配筋，环向Φ8@200，竖向Φ10@200~300mm钢筋，上一段竖向筋插入下一段混凝土中，长度不小于100mm。

配筋符合要求

竖向配筋计算

在施工过程中，井壁支护仅承受自重，其强度足够，一般不需验算。但考虑人工挖孔桩现场施工情况，存在井壁下部土方被掏空的情况，而使井壁支护处于悬挂状态，使井壁支护有可能在自重作用下被拉断的危险，故还需验算井壁支护竖向受拉钢筋。本计算书将人工挖孔桩护壁视为等截面，计算公式如下：S max=G0/4

S max---井壁支护最大垂直拉力

G0---井壁混凝土支护自重，G0=π×D×t×H×24

竖向钢筋承载力A s'=S max/f y=(π×D×t×H×24)/(4×f y)=(3.14×0.8×0.1×6×24)/(4×360×103)=25.12mm2

A s=(π×D×103/S l)×S a=503mm2≥A s'

配筋符合要求

（三）施工总体方案

抗滑桩桩口土方部位采用人工辅以风镐风钻进行开挖；电动提升机配合吊筒出渣，小型斗车装运至附近倾倒。桩身钢筋采用人工绑扎，套筒连接，模板采用定型钢模，现场组合安装并进行固定，混凝土采用C30混凝土，泵车输送入模，人工手持捣固棒进行分层捣固密料。在施工时按以下四步安排控制推进。

第一步：采用人工进行单桩孔口开挖。为保证施工质量，抗滑桩按跳桩施工的工序进行，即先开挖序号为奇数的抗滑桩，后开挖序号为偶数的抗滑桩，孔口开挖完成后及时施工锁口。

第二步：孔口以下分节人工开挖，每节开挖深度宜为1m，挖一节立即支护一节。因土质较松软、破碎或有地下水时，分节不超过1.0m，不得在土石变化

处和滑动面分节。出渣由人工转运至现场临时堆放点，再用挖掘机装车运至指定渣场处置。挖孔时采用钢筋混凝土护壁，护壁的内孔尺寸不得小于桩的截面尺寸。护壁模板采用活动钢模，支撑采用钢管支撑。

二、施工工艺技术

（一）施工工艺流程图

施工顺序：施工准备→施作地表临时排水沟→孔口以上土石方开挖平整→锁口施工→搭设提升架→挖孔、浇注护壁混凝土→清孔→基底检测→桩身钢筋绑扎→桩身混凝土灌注→桩基检测→挡土板安装

（二）施工方法

1、测量放样

按照设计的桩位进行施工放样。依据设计坐标，用全站仪放出桩孔的开挖线，定出桩位、设十字护桩，并引至挖孔范围以外，以备施工中校核桩位。

2、单根抗滑桩施工

（1）锁口施工

根据设计锁口尺寸在原地面下挖2.0m深，进行护壁和锁口钢筋的制作并及时进行模板安装，保证锁口顶面平整，锁口顶面高出原地面不小于30cm。在井口模板的支护过程中用全站仪对其位置及桩口方位进行校核无误后采用C20砼浇筑锁口盘，锁口盘浇注完毕后，立即将桩心十字轴线及标高投测到锁口护壁砼上，作为桩孔施工的桩心、垂直度、深度控制的依据。

（2）搭设提升架

本项工程拟采用斜三角架配合固定卷扬机提升装置，提升设备必须有自锁装置。待井口混凝土强度达到75％后，方可进行提升设施的安装，提升设备安装牢固稳定。

提升架示意图

（3）桩身开挖

桩身开挖期间，桩内排水、通风、照明设备准备齐全。桩内土方的开挖主要采用机械配合人工的方式，辅以电动或气动工具和抽水机械。

1）开挖深度

开挖采取边挖边支护的方法。每节开挖1m 后，浇筑砼护壁，护壁厚根据地质情况具体确定。遇到特殊地质时开挖深度视地质情况确定，如石质风化易破碎或有地下水出露地段，井壁容易发生坍方，每节开挖深度相应缩短。

2）开挖方法

为减轻开挖时对井壁的震动，土质地段采用人工从上到下逐段用风镐或铁锹进行开挖，坚硬土层用锤、钎或风镐破碎，挖土次序先中间后周边。开挖过程中遇到地质破碎的地带临时用钢箍或木头加强支护，同时加紧护壁的施工，使护壁尽快达到固壁作用。施工中随时检查孔径、中线及标高，每次开挖后都作好井身地质的观察和记录，描绘地质柱状图，地质与设计不符时报请监理工程师，并采取相应的处理措施。

为保证施工安全，每开挖下节桩孔前，用1.2m 长直径20mm 的钢筋打入土中，测试是否有流砂、淤泥出现，遇到砂层时，每节挖深可降到0.5m ；挖深超过10m 后，要用鼓风机连续向孔内送内，风管口要求距孔底1m 左右；孔内照明采用低压电源（36V 、100W ）的防爆灯，灯炮离孔底 2.0m ，并且是防水带罩的安全灯具。桩口周围设围护栏。每天操作工人下井前必须检测井底是否有

有害气体，采用简单有效的办法把小动物放入井底不少于30分钟，以检测井底有害气体和孔井内缺氧，符合要求方准作业。操作时上下人员2小时轮换作业，桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况，使用对讲机通讯，互相响应，切实预防安全事故的发生。局部遇较大孤石时，采用周边钻心法，逐层剔除。

3）出渣

桩内出碴采用孔内人工装碴,提升设备垂直提升，井外人工配合手推车运输的施工方法出渣。

渣土提吊尽可能使用电动提升机，电动提升机必须配有自锁装置，用吊桶人工提升到孔外指定地点堆放。孔口四周必须设置护栏，护栏高度宜为1.20m。

4）爬梯

人员上下通行采用钢制爬梯，φ16mm光圆钢筋焊接而成，焊接必须牢固可靠。安装后的梯子不得有歪斜、扭曲、变形及其他缺陷，所有部件表面光滑、无锐角、无毛刺、无尖角。

梯子踏棍净高30cm，梯子宽度50cm；单段梯高不宜大于10m，攀登高度大于10m时宜采用多段梯，梯段水平交错布置，并设梯间平台。梯段高度大于3m时宜设置安全护笼，大于7m应设置护笼。

（4）钢筋砼护壁

挖孔桩每节护壁长1m。挖孔过程中每次护壁施工前必须检查桩身净空尺寸和平面位置、垂直度，保证桩身的质量；下一节开挖应在上一节护壁砼终凝并有一定强度后再进行，并且要先挖桩芯部位，后挖四周护壁部位。

1）钢筋安装

每节护壁纵向分布筋采用焊接方式进行连接，根据设计要求，搭接长度30cm。相邻两根纵向分布筋搭接错缝长度不小于50cm，钢筋净保护层厚度不小于3cm。钢筋安装完成后进行钢筋净保护层厚度复核，合格后方可进行模板安装。

2）模板安装

在立模前，先清除岩壁上的浮土和松动石块，使护壁砼紧贴围岩，护壁模板由2块活动钢模板组合而成，采用钢管支撑进行固定。护壁支模由中心线控制，将控制桩轴线、高程引到第一节砼护壁上，每节以十字线对中，吊垂球控制中心点位置，用尺杆找四边净距，然后由基准点测量孔深。上下护壁间应搭接50mm，预留供灌注砼用空隙不大于250mm，灌注砼后立即填满空隙。

3、护壁砼灌注

护壁砼灌注采用提升设备运送砼，小型插入式振捣器捣固。灌注砼时，对上节护壁底部进行凿毛，使两节护壁形成交错搭接状。护壁灌注后，桩井净断面尺寸不得小于桩身设计断面尺寸，每浇完三节护壁后进行一次桩中心位置的校核工作，并对桩的直径和垂直度进行检查，发现偏差，及时采取措施纠正。为使护壁

尽快达到固壁作用，砼搅拌时掺入早强剂，提高砼早期强度。

（三）桩底处理

桩身开挖完成后对桩底虚土进行清理并碾压平整，密实。

（四）桩砼灌注

1、施工准备

（1）浇筑部位钢筋、预埋件等全部安装完毕，验收合格后方可施工。

（2）浇筑砼的操作平台已辅设完毕，辅助设备准备就绪。

（3）砼使用的水泥、砂、碎石送检合格，已委托试验室进行砼配合比试配，配合比经设计、监理和业主确认。

2、施工程序

检查钢筋数量、规格及位置和搭接作法→清理井内杂物→监理确认→浇砼→养护

3、施工方法

（1）准备：砼桩芯浇注前准备工作十分重要，对桩芯砼质量关系很大，此工作必须认真。准备工作内容如下：

砼配合比确定，设计要求桩芯砼为C30，坍落度6～8cm，为了确保渗水大时也能浇筑，在设计配合比时，应同时设计二种配合比，即常规砼配合比和水下砼配合比。

检查电气、机械、工具等，搭设溜槽及串筒。

（2）砼运输：本工程采用商品砼浇注桩芯，通过砼灌车送砼至现场。

（3）砼下料：串筒下料，砼还未下料前，应对孔底水再次处理，方法将积水装入吊桶，并在不关闭电源情况下，将潜水泵提出到井面，每桩内准备好一包干水泥迅速撒在孔底扫匀，此时等候在井面砼立即快速下料，要求砼下料集中快速，串筒离砼面不大于2m。

（4）砼振捣：桩内砼应使用插入式振动器分层振捣，除孔底800mm为第

一振捣层外，其它均以500mm为一振捣高度层，边灌注边分层振捣密实，直至桩顶，以保证砼的密实度。振捣手必须选派经验丰富工人担任，当砼桩浇至设计桩顶标高时，应根据浮浆厚度确定砼浇注后标高。当砼表面无浮浆时，砼灌注最终标高为设计桩顶标高。

（5）灌注桩身砼的注意事项：

①灌注砼不得在孔口抛铲或倒车卸入。

②灌注过程中，砼表面不得有超过50mm厚的积水，否则，必须排除积水后才能继续灌注砼。

③灌注桩身砼时要留置试块，每根桩一组。

④如果桩井内有积水应将积水排除干净。在浇注前砼输送、料斗、导管、振捣器必须安装到位并检查砼输送管路是否松动漏水等，发现后及时解决，以保证混凝土的浇注质量。对配料机的配料计量要认真标定，以免出现误差。

⑤混凝土必须严格按实验室给定的施工配合比配料，搅拌时间不得低于2分钟，混凝土通过泵送系统到达孔口必须通过漏斗，串筒或导管进入浇注作业面，由井下操作人员用插入式振动棒将砼分层振捣密实，每层高度不超过50cm，插入形式为垂直式间距50cm，快插慢拔。若桩截面过大，还应考虑用两台振动棒对砼进行振捣。每根桩要求一次性连续浇注完毕。整桩浇注完毕后，在桩顶铺草袋洒水养护。

⑥砼开始灌注接近钢筋骨架底部时，要控制灌注速度，以减少砼对钢筋骨架的冲击，避免钢筋笼上浮。

⑦砼灌注高度应超出桩顶标高10cm,在浇筑冠梁时剔除浮浆。

⑧桩身混凝土强度达到设计要求的75％，方可开挖相邻桩序，严禁超前开挖土石方后施工桩。