人工挖孔桩施工方法及施工工艺

2、人工挖孔桩施工方法及施工工艺

2.1、人工挖孔桩工程概况

交通层围护结构为人工挖孔桩排桩，共有挖孔桩484根，直径为Φ1200mm，桩间距有1300mm和1000mm两种。交通层南端靠罗湖口岸联检大楼前2#出入口及西侧火车站前均为φ1200@1300挖孔桩，深度10.8~12.2m，嵌固深度5m，共304根，桩间用φ1000@800旋喷桩止水；交通层东侧罗湖商业城前为φ1200@1000咬合桩，深度17.2m，嵌固深度10m，共180根。排桩完成后将桩头凿除干净，用0.6×1.2m压顶的冠梁将各桩顶连成一体。从罗湖站起伏较大的地质情况分析，有部分挖孔桩进入中风化岩层。

2.2、人工挖孔桩施工工艺流程

人工挖孔桩施工工艺流程见图4-2-1。

图4-2-1人工挖孔桩施工工艺流程图

2.3、人工挖孔桩施工方法

2.3.1、人工挖孔桩施工顺序

为保证两施工孔桩净距大于4.5米，非咬合桩段采用跳4孔开挖，咬合桩段采用跳5孔开挖。如下图4-2-2所示：

图4-2-2挖孔桩施工顺序示意图

2.3.2、人工挖孔桩施工机具

1）挖掘工具：以铁锹、铁镐、铁锤、钢钎、风镐等简易轻便工具为主。

2）出土工具：由机架、电动葫芦及活底吊桶组成。

机架采用型钢焊成的简易门式机架，其上安置单轨电动葫芦。

起重工具采用链式电动葫芦，起吊能力为10kN，吊放深度根据桩长选择，铰链处设有自动限位防坠装置，承重吊链的破坏拉力不小于60kN。

3）降水工具：孔内设集水坑，采用大扬程的潜水泵抽水。

4）照明工具：孔内照明采用低压防水照明灯具。

5）通风工具：采用1.5kw的鼓风机，配以直径为10cm的塑料送风管，向孔内送风不小于25L/s。

6）混凝土护壁模板：采用钢模板。

7）人员上下：采用吊挂式软爬梯。

8）水平运输：手推车运至临时堆土场，然后用自卸汽车弃运。

2.3.3、平整场地，测量定位

施工前，平整场地，铲除松软土层并夯实，施测孔桩十字线，桩孔位置定位，

设置护桩并经常检查校核。孔口四周挖排水沟，作好排水系统，及时排除地表水，搭好孔口雨棚，安装提升设备，布置好出碴道路，合理堆放材料和机具，孔口四周2m范围内不得堆放水泥杂物。孔口四周设护栏，高度80~100cm，防止土、石、杂物及人员落入孔内。

2.3.4、井孔开挖

1）井孔开挖由人工自上而下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先挖中间部分后挖周边。挖至地下水位时，在孔内挖集水井，设小型潜水泵将水排至场地排水沟内，集水井随挖土加深而加深。随着挖孔加深，及时安装通风、照明、通讯等设备。

2）挖孔达到设计标高后，进行孔底处理，使孔底平整、无松碴淤泥及沉碴，嵌入岩层符合设计要求，经监理工程师检查合格后应马上封底，安放钢筋笼，灌注桩身混凝土。

图4-2-3挖孔桩垂直运输示意图

3）当遇到流动性淤泥或流砂时，可采取以下措施：

（1）减少每节护壁的高度（可取0.3-0.5m），即挖即护。

（2）采用钢护筒施工，在井孔内设高1~2m 高，厚4mm 钢套护筒，直径略小于混凝土护壁内径，利用混凝土护壁作支点，用小型油压千斤顶将钢护筒逐渐压入土中，阻挡流砂，钢套筒可一个接一个下沉，压入一段即开挖一段桩孔，直至穿过流砂层，再转入正常挖土和设混凝土支护。

（3）采用注浆加固措施，在桩四周预先注入水泥、水玻璃双液浆止水加固土体后再进行开挖和支护施工。

（4）采用上述方法仍无法施工时，即迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，防止周围地面下沉及坍孔，并速报有关部门及设计单位处理。

4）挖孔桩内强风化及部分中风化软石采用风镐凿除，中~微风化岩石则采用微差控制爆破开挖。

（1）挖孔桩爆破施工参数如下： 炮孔直径：Ф32

炮眼深度：0.5～0.7m 以内 起 爆：非电毫秒雷管 炸 药：2#RJ 乳胶炸药 装药集中度：0.12~0.15kg/m 爆破震速控制：2cm/s

（2）挖孔桩内爆破炮孔布置及起爆顺序如下图4-2-4所示。

图4-2-4挖孔桩爆破方案

（3）挖孔桩爆破施工注意事项

爆破时井口覆盖钢筋网和砂袋，以杜绝飞石外逸。

爆破作业时须加强爆破振动监测，并用监测结果及时修正爆破参数。

爆破后须采用高压风和鼓风机进行足够的通风排烟处理，经小动物试验检测确认后方可进入孔内作业。

2.3.5、护壁施工

为防止坍孔和保证施工的安全，根据设计要求，孔桩采用砼护壁支护，人工填土层中每节高0.6m，其它土层中每节护壁高0.8m。护壁厚100mm，C20砼内配φ6@300钢筋。为了便于混凝土的浇注，护壁做成锥形，上口宽150~200mm，下口宽100mm（如图4-2-5）。护壁施工采取一节组合钢模板拼装而成，拆上节支下节循环周转使用，模板用U形卡连接，上下设两半圆组成的钢圈顶紧不另设支撑，混凝土用吊桶运输人工浇筑，从第二节护壁模板开始上部留100mm高作浇筑口，拆模后用砼堵塞。正常温度下24h后即可拆模。

灌注护壁混凝土时，可用敲击模板或用木棒反复插捣。不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土。发现护壁有蜂窝、漏水现象应及时加以堵塞或导流，防止孔外水通过护壁流入桩孔内。同一水平面上的孔圈二正交直径不宜大于50mm。

在第一节砼护壁上设十字控制点，每一节设横杆吊大线坠作中心线，用水平尺杆找圆周。控制桩径偏差在+50mm～-50mm内。

2.3.6、钢筋笼制作安装

人工挖孔桩钢筋笼采用在孔外绑扎，然后用1台50t履带吊和1台20T汽车吊起吊安装。钢筋笼制作与安装遵守以下规定：

（1）钢筋笼制作外径比设计孔径小140mm左右；

（2）钢筋笼在制作、运输和安装过程中，为防止变形，在钢筋笼内布置一定数量的内撑及加强箍筋；

（3）钢筋笼的主筋净保护层不小于70mm，其允许偏差±20mm；

（4）钢筋笼吊装采用1台50t履带吊和1台20T汽车吊同时起吊,先使钢筋笼离开地面一定距离,然后履带吊机升高,汽车吊机配合使钢筋笼底端不接触或冲撞地面,直至履带吊将整个钢筋笼垂直吊起并安装就位。吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，灌注混凝土时应采取安设砼垫块及固定箍筋等措施固定钢筋笼位置。

（5）钢筋笼需分段连接时，其连接焊缝及接头数量要符合技术规范要求；

（6）钢筋笼的制作偏差应符合下表4-2-1的规定：

钢筋笼的制作偏差表表4-2-1

2.3.7、桩身混凝土灌注

桩身混凝土采用C25商品砼。混凝土由搅拌运输车运输，混凝土输送泵泵送入模。当孔内地下水不大，浇筑前清理孔底浮土和积水，采用串筒下料。砼要垂直灌入桩孔内，并连续分层浇筑，每层厚度控制在1.5m以内，由于人工下井振捣有困难，在混凝土中掺水泥用量0.25%木钙减水剂，提高混凝土坍落度，利用砼大坍落度下沉力使之密实。在桩上部钢筋加密部位，仍用振动棒振捣密实。为了保证桩端的砼强度，施工时要超灌一定高度的砼，在砼达到规定的强度以后进行桩头处理。

当桩孔内渗水量过大（>1m3/h）时，要采用水下混凝土灌注方法，按挖孔桩水下混凝土灌注有关规定进行。

由于南方气温较高，故砼浇筑12h后，采取覆盖草袋，并洒水的方法进行养护，养护时间不少于14d。

2.3.8、人工挖孔咬合桩施工方法

人工挖孔桩桩间距1000mm地段为咬合桩，咬合200mm，护壁厚100mm，护壁为网格钢筋砼。挖孔桩采用跳桩开挖施工，后施工孔桩在挖孔过程中，必须

将与先施工孔桩相割的护壁拆除确保桩芯有充分的接触面，并尽可能扩大桩芯砼接触面；在开挖交通层基坑时，必须将孔桩与交通层侧墙面的护壁全部拆除。

精心施工，防止泥土和泥浆污染先施工桩桩间接触面。对先施工桩桩间接触面按施工缝方法处理，先凿毛后冲洗，在最后浇筑桩芯砼前应对先施工桩桩间接触面再冲洗一次。

2.4、人工挖孔桩施工组织

2.4.1、机械配备

挖孔桩施工配备以下机械：

单轨电动葫芦20台；1t机动翻斗车4台；

50t履带吊机1台、NK200E型20t汽车起重机1台；

36v低压变压器1台；钢筋加工设备1套；

QY25型潜水泵3台、QB40-25型潜水泵3台；凿岩机4台。

2.4.2、机构及人员配备

针对罗湖站具体情况，成立挖孔桩专业施工队，机构管理框图如下：

挖孔桩施工队设队长1名，副队长1名，技术主管1名，技术员2名，施工工班3个，工人90人。每3人一组施工一根孔桩，同时施工20根桩。

2.5、人工挖孔桩技术标准

（1）人工挖孔桩基底直径应符合设计要求，基底应平整无虚土，无积水，无淤泥，基底标高在允许误差范围内。

（2）人工挖孔桩允许偏差必须符合下表4-2-2规定：

人工挖孔桩允许偏差表表4-2-2

2.6、人工挖孔桩施工技术措施

（1）开孔前，桩位应定位准确，在桩外设置定位龙门桩，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。

（2）人工挖孔桩的护壁厚度不小于100mm，混凝土等级不低于桩身混凝土强度等级，上下节护壁间应用钢筋拉结。

（3）护壁中心线应和桩的轴线重合，其与轴线偏差不大于20mm。第一节护壁比下面的护壁厚150mm，并高出地面150~200mm。

（4）上下节护壁相互搭接不小于50mm。

（5）每节护壁均应在当日连续施工完毕。

（6）护壁混凝土必须密实，根据土层渗水情况可使用速凝剂。

（7）遇有局部或厚度大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，每节护壁的高度可减小到300~500mm，并随挖、随验、随浇注混凝土；或采用钢护筒或有效的降水措施。

2.7、人工挖孔桩施工安全措施

人工挖桩施工时，人员要下到井底，桩深孔小，必须特别注意施工安全。

1）开挖过程中加强地面及孔内开挖人员的上下呼应，防止井下发生意外。

2）随时检查孔内有毒物质，特别是采用爆破作业的桩孔，人员进入之前必须采用高压风管或鼓风机进行足够的通风排烟处理，经动物实验检测确认安全后方可入孔作业。

3）作业人员必须配戴安全帽，每班上下孔内均须认真检查爬梯及吊篮等上、下工具的安全可靠性，孔内采用36伏以下的低压照明灯具。

4）孔口设第一道钢筋盖板，并在下班后加盖严实。井下作业人员头顶1.0m 设第二道钢筋护盖，在土石方起吊过程中，人员站在盖板之下，防止高处坠物伤人。

5）孔口高出地面10cm，附近不允许堆放材料工具，及时清除孔口周边的松

散泥块和杂物。

6）钢筋笼吊放须由专人指挥，确保周围建筑物和行人的安全。

7）采用相邻孔同时施工的挖孔桩，其相邻施工工作开挖面之间最小距离不得小于4.5m。