旧楼加装电梯工程人工挖孔桩施工技术-新

1、旧楼加装电梯工程人工挖孔桩施工技术摘要：某职工宿舍加建电梯工程受地下复杂管线 （沟） 和场地限制， 采用人工挖孔灌注桩桩基施工工艺。 本文以此为背景，详细阐述人工挖孔灌注桩的施工流程及操作要点，为类似工程施工提供借鉴。 关键词：地质条件；人工挖孔灌注桩；护壁；施工技术Construction Technology of manual hole digging pile for built buildings being equipped with elevatorengineeringAbstract:Key words: geological conditions; manual hole

2、digging pile; breast wall; construction technology人工挖孔灌注桩作为一种特殊成孔灌 注桩，受工程地质条件的限制，施工操作不 当，极容易影响周边建筑安全，特别是井下 施工作业环境恶劣，劳动强度大，随时可能 由流砂、涌水、塌方及高处坠落等施工隐患 造成人员伤亡的重大安全事故 1,2。鉴于这种 状况，限制在工程地质和水文地质条件复杂 情况下使用人工挖孔桩 3 ，规范人工挖孔桩 施工，完善、提高施工安全管理水平 4 ，有 效避免灾难性事故发生。然而人工挖孔灌注桩以其造价低廉、施 工设备简单、成桩直径大、单桩承载力高和 成桩质量易保证等优点， 在工业与民

3、用建筑 中得到广泛使用，尤其是在场地狭小、地下 管线复杂，对周边自然环境保护和噪音控制 有严格要求， 大型钻孔机械施工困难的情况 下，人工挖孔灌注桩具有相当优势 5 。本文以北京某职工宿舍加建电梯工程 为例，详细阐述了在地下管线较为复杂及场 地严重受限的条件下人工挖孔灌注桩的施 工流程及操作要点， 希望能对其他类似工程 施工提供些许经验。1 工程概况 本工程位于北京市海淀区某一高校住宅 区，为职工宿舍加建电梯工程。场地地形基 本平坦，地面平均标高约为 47.3748.74m； 拟加装电梯紧邻已建住宅楼，施工场地狭 窄，地下管线、管沟较多。采用大型桩基设 备施工困难，且对居民生活影响大，易对地

4、下管线造成损坏。因此，本次桩基施工采用 人工挖孔灌注桩施工工艺， 具体灌注桩参数 详见表 1。表 1 灌注桩施工参数一览表桩 号桩顶标高桩径施工 桩长钢筋 笼长桩数ZH1-1.80m800mm9.0m9.7m11根ZH2-3.10m800mm8.0m8.7m8根ZH3-2.10m800mm8.7m9.4m5根2 工程地质条件2.1、地层条件 根据工程勘察咨询报告，本次钢筋混凝 土灌注桩设计深度及桩端影响范围内的地 基土层有 4 个大层，自上而下依次是： 1）人工堆积层，主要是杂填土和素填土， 厚度一般为 0.26 5.7m。2）新近代沉积层，由上而下依次为：粘土 / 粉土层，厚度为 0.34.

5、5m；砂层，厚度为 0.235.5m；圆砾层，杂色，湿，中密密 实，以圆砾为主，见少量角砾、卵石。2.2、地下水条件 该区场地存在一层地下水，地下水类型为潜水，2002年 8 月之前地下水静止水位埋 深一般为 7.168.39m，绝对标高为 39.06 40.68m。根据 2010 年 12 月在附近的勘察资 料，地下水静止水位埋深约为 17.50m。本场区地下水对混凝土结构具有微腐蚀 性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀 性，对钢结构具有微腐蚀性。3 工艺流程及操作要点3.1 工艺流程人工挖孔灌注桩的施工工艺程序是： 定 桩放线及高程 开挖第一节桩孔土方 检查 桩位（中心）轴线 支护壁模板

6、放附加钢筋 浇筑第一节护壁混凝土 架设垂直运输架 安装辘轳） 安装吊桶、照明、活动盖板、水 泵、通风机等 开挖吊运第二节桩孔土方（修 边） 先拆第一节支第二节护壁模板（放附加 钢筋） 浇第二节护壁混凝土 检查桩位（中 心）轴线 逐层往下循环作业至设计孔深 检查验收 吊放钢筋笼、定位 放混凝土溜 筒（导管） 浇筑桩身混凝土（随浇随振）具体施工流程详见图 1。图 1 人工挖孔桩施工工艺流程图3.2 操作要点3.2.1、施工准备（a）正式进场前应对整套施工设备进 行检查，保证设备状态良好，禁止带故障设 备进场。（b）开工前进行质量、安全技术交底， 并进行书面记录。c）桩位放线定位后，先在桩位处搭 设

7、 2.5m2.5m、高 2.5m 的防护棚。防护棚 用钢管搭设，地表以上 1.0m 高用安全网围 护，顶部用木板封盖，具体作法见图 2：图2 防护棚示意图3.2.2、定位放线 根据业主单位提供的建筑物定位坐标 进行现场定位，双方应共同进行核查，签字 确认。根据施放好的建筑物定位轴线，由专 职测量人员按钢筋混凝土灌注桩平面图准 确无误地将钢筋混凝土灌注桩桩位放样到 现场。现场桩位放样采用插木制短棍加白灰 点作为钢筋混凝土灌注桩桩位标识。桩位放样允许误差 6： 20mm。桩位放样后经自检无误，经总包单位、 监理单位及设计人员共同检验桩位合格并 签字后，可进行下道工序。3.2.3、挖孔及护壁（1）挖

8、孔由人工从自上而下逐层用镐、 锹进行，遇坚硬上层，用锤、钎破碎，挖土 次序为先挖中间部分，后挖周边，有效控制 开挖截面尺寸，允许尺寸误差 20mm。每节 的高度应根据土质好坏及操作条件而定， 一 般为 1.00m。开挖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。本工程地层主要为细砂、砾砂、可塑状 态的粘性土和圆砾层，均可采用短柄铁锹、 镐挖掘。（2）为防止桩孔壁坍方，确保安全施 工，安放附加钢筋、支护壁模板。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。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。竖向钢筋端部宜打 入挖土

9、面以下 100200mm，以便与下一节 护壁中钢筋相联结 6。护壁模板用薄钢板，圆钢、角钢拼装焊 接呈弧形工具式内钢模每节分成 4 块，或用 组合式钢模板预制拼装而成。采用拆上节、 支下节重复周转使用。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 设一道圆弧形的、 用槽钢或角钢做成的内钢 圈作为内侧支撑，防止内模因受涨力而变 形。不设水平支撑，以方便操作。第一节护壁高出地坪 200mm，便于挡 土、挡水。桩位轴线和高程均应标定在第一 节护壁上口。 第一节护壁高出地坪部分厚度 取 200mm 。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 5

10、0mm， 桩孔垂 直度不 大于 0.5%。符合要求后可用木楔稳定模板。（3）浇筑第一节护壁混凝土：为防止坍孔和保证操作安全，设混凝土支护，每节 高 1.00m，厚 200250mm，上下两节护壁搭 节 50mm；加配直径 8mm 圆钢筋网片，网 片钢筋 200mm 200mm，混凝土强度等级为 C25，坍落度控制在 70100mm。桩孔护壁 混凝土每挖完一节以后应立即浇筑混凝土。 人工浇筑，人工捣实，确保孔壁的稳定性。 护壁模板 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。 人工挖孔桩及护壁施工可见图 3.提土辘轳200mm 内径 20

11、0mm提吊架200mm吊自然地表200mm200mm自然地表人工挖孔桩护壁图 8200mm 200mmAA人工挖孔桩剖面图图 3 人工挖孔桩及护壁施工示意图（4）检查桩位（中心）轴线及标高： 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。（5）架设垂直运输架：第一节桩孔成 孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支 架。支架采用钢管吊架，要求搭设稳定、牢 固。（6）第一节护壁施工后，安装垂直运 输支架及

12、辘轳。地面运土用手推车或翻斗 车。（7）安装吊桶、照明、活动盖板和通 风机。1）在安装吊桶时，注意使吊桶与桩孔 中心位置重合， 作为挖土时直观上控制桩位 中心和护壁支模的中心线。2）井底照明必须用低压电源（ 24V、 100W）、防水带罩的安全灯具 7 。电缆分段 与护壁固定，长度适中，防止与吊桶相碰。 桩口上设防护棚，顶部设竹胶板或木板覆 盖，防止高空坠物造成物体打击。3）每次开挖前先对孔内进行有毒有害 气体检测，并持续向井下通风，加强空气对 流。当桩孔开挖深度超过 10m 时，应有专门 向井下送风的设备，风量不宜少于 25L/s6 操作时上下人员轮换作业， 桩孔上人员密切 注视观察桩孔下人

13、员的情况，互相响应，切 实预防安全事故的发生。4）若个别桩孔当遇到地下渗水时，先 在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水， 边抽水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。 并查明出水原因，截断漏水源。若地下水位 均较高，应进行统一降水后，再进行人工挖 孔施工。桩孔抽出的水经沉沙井沉淀后排入 市政下水道。在存在地下水的桩孔内，每次 开挖深度不得超过 1.0m。（8）第一节护壁施工后不拆模，可开 挖第二节桩孔土方。从第二节开始，利用提 升设备运土，桩孔内人员应戴好安全帽，地 面人员应拴好安全带。 吊桶内装土不能高出 吊桶上沿，防止土块、石块等坠落孔内伤人。挖孔过程中，用支杆检查桩孔的直径及 井壁圆弧度，上下

14、应垂直平顺，修整孔壁。 护壁砼的内模拆除，根据气温等情况而定， 一般可在 24 小时以后进行，使砼有一定强 度，以能挡土。如遇流动性淤泥或流沙时，孔壁应采 用钢护筒施工。对较易塌方施工段要即挖， 即校对，即验收，即灌注护壁砼，要保证砼 密实度，避免渗漏。对少量流沙的桩位，先将附近无流沙的 桩孔先挖深，使其起集水井作用，集水井应 选在地下水流的上方，用水泵抽水时，将桩 孔和附近的地下水位降至井底下， 使井底部 免除水淹状态下施工。发现流沙层，应减少每节护壁高度， 可用3050cm，砼应加速凝剂，加快凝固速 度。（10）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，护壁 模板采用

15、拆上支下依次周转使用。 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 5075mm。桩孔检测复核无误后浇 灌护壁混凝土。模板上口留出高度为 100mm 的混凝土浇筑口，接口处应捣固密实。（11）浇筑第二节护壁混凝土：混凝土 用吊桶送下，人工浇筑，人工插捣密实。发 现护壁有蜂窝、漏水现象，及时加以堵塞和 导流，防止孔外水通过护壁流入孔内，保证 护壁砼强度及安全。（12）检查桩位中心轴线及标高：以桩 孔口的定位线为依据，逐节校测。（13）根据挖土速度，每班组每次可开 挖 3 至 4 个桩孔。每个桩孔每天开挖深度不 超过 3 节护壁的深度，施工 24 小时后，方 可拆除前次施工护壁模板

16、， 继续向下挖土施 工。每个桩孔逐层往下循环作业，将桩孔挖 至设计深度，清除虚土，检查土质情况，桩 底应支承在设计所规定的持力层上 （本工程 规定进入持力层不小于 0.5m）。（14）检查验收：成孔以后必须对桩身 直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚 土厚度进行全面测定。做好施工记录，办理 隐蔽验收手续。检验合格后迅速封底，安放 钢筋笼。3.2.4、钢筋笼加工及吊放 钢筋笼采用在现场加工的方法， 钢筋根 据设计图纸下料、 焊接（单面焊焊缝长 10d、 双面焊焊缝长 5d），焊缝长度和高度要符合 规范要求。纵横钢筋交接处都要焊牢，同一 截面钢筋搭接面积不超过总面积的 50%。钢 筋笼验收主要检

17、查钢筋种类、间距、焊接质 量、钢筋笼直径、长度及保护块的安置情况， 并填写验收记录。钢筋笼放入前应先绑好导向耳环， 导向 耳环高 50mm，在主筋上每隔 34m 左右设 一组 16 耳环（一组 4 个、对称分布）；吊 放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳、缓慢 下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置 时，应立即固定。3.2.5、浇筑桩身混凝土 桩身混凝土宜使用设计要求强度等级 的预拌混凝土。 用溜槽加串桶向桩孔内浇筑 混凝土。混凝土的落差不宜大于 2m， 深度 达 6.0m 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 6.0m 以上部分再分层浇灌振捣密 实。

18、大直径桩要认真分层主次浇筑捣实，振 捣棒的长度不可及部分，采用人工铁管、钢 筋棍插捣。浇灌至桩顶。将表面压实、抹平。 桩顶标高及浮浆处理应符合要求。每个灌注台班不超过 100m3 的同配合 比混凝土，取桩身混凝土试块不少于 1 组， 留取护壁混凝土试块不少于 1 组，并填写混 凝土灌注施工记录。3.2.6、成孔弃土清运本工程紧邻居民住宅楼，施工时，成孔 弃土及废弃混凝土应及时清运， 避免影响小 区居民出入。 挖出的土方必须临时堆放在距 离孔口 1m 以外，孔口四周 2.0m 范围内不 得堆放杂物， 3.0m 内不得行驶和停放车辆。 每天下午将当天不再进行挖土施工的桩孔 边的堆土进行装车（载重 5 吨的翻斗车）， 待可以通行后运出场外消纳。弃土清运时应注意保护桩位放线点， 避 免桩位点移位或丢失。4 结语人工挖孔灌注桩在工业与民用建筑中 广泛采用，优势与缺点分明，一方面质量容 易保证，另一方面施工安全风险较为突出。 本工程应用实践表明， 在施工前期针对具体 的地质水文条件和场地环境制定详尽的施 工方案和应急预案， 充分考虑可能发生的各 种风险，同时严格把握施工过程的动态控 制，便可发挥人工挖孔灌注桩占用场地小、 质量可靠、施工方便、经济实用的优势。 5 参考文献1 刘平。 人