人工成孔灌注桩施工工法

1、人工成孔灌注桩 施工工法人工成孔灌注桩施工工法四川省佳宇建筑安装工程有限公司总工办1. 前 言人工成孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法成孔，安放钢筋笼并灌注砼后而形成的桩基。人工成孔灌注桩以其成孔机具简单、施工灵活、噪音小、经济适用等特点在工程中普遍采用，当施工场地狭窄、邻近建筑物密集时，对现场原有建筑物影响较小，尤为适用。人工成孔时，可按施工进度计划要求，确定同时开挖桩孔的数量，在场地容许范围内配置足够的施工人员，达到缩短工期，提前完成施工任务的结果。具有施工速度快的特点，且不需要大型施工机械，对环境无污染，施工场地要求低，该工艺在工程施工中被广泛应用。人工成孔由于是人力操作，施工人员必须进入

2、孔内作业。故施工安全是过程控制的重点。公司经长期实践对施工过程安全措施总结出较好的施工方法，确保了井下施工人员的安全。2. 工法特点2.1 人工挖孔灌注桩适宜在覆盖层较深且具有起伏较大基岩面的山区和丘陵地区采用，可在不同设计深度的基础中使用。一般在地下水位以上进行施工操作，在人工填土层、粘土层、粉土层、砂土层、碎石土层和风化岩层施工中较为普遍。也可在黄土、膨胀土和冻土中使用，适应性较强。采用挖孔灌注桩，技术可靠，受力合理。2.2 施工工艺简单，施工成本低，可以同时开挖，提高工作效率，且互相不受影响，当土质复杂时，可直接观察或检验分析土质情况，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠。桩底也可人工扩大成

3、为扩底桩，能满足各种土质承载能力要求。2.3 较预制桩相比，具有施工噪音低、低震动、桩长和直径可按设计要求变化自如、桩端能可靠地进入持力层或嵌入岩层、单桩承载力大、含钢量低等特点。2.4 采用手动、电动提升渣土时，均配置制动刹车装置，操作部位配置遮护板，保证施工人员在提升材料时的人身安全。3. 适用范围本工法适用于工业和民用建筑中粘土、粉质粘土及含少量砂、石粘土层，且地下水位低的人工成孔灌注桩工程施工。   4. 工艺原理人工成孔灌注桩是由人工挖掘的方式，根据孔径、孔深和现场情况采用不同的垂直运输工具，将井内挖掘的土方运出井外，然后安装护壁模板，逐节浇筑护壁混凝土

4、后，再安装钢筋笼，浇筑桩体混凝土，形成桩基础。5. 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程：图 5.1 施工工艺流程图5.2 操作要点：5.2.1 方案制定和施工前准备工作1. 根据建筑场地的地质勘查报告资料、桩基础施工图纸及图纸会审纪要、制定人工挖孔桩基础的施工组织设计方案及安全保障措施。2. 确认钢筋、混凝土等原材料的质检合格。3. 确定操作人员资质合格及人员配置数量。4. 确定护壁混凝土模板施工方案。5. 确定钢筋施工、安装方案。6. 确定混凝土浇筑方案。7. 确定检测、试验方法。5.2.2 施工准备1. 材料准备1）水泥：宜采用325号425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。砂：中砂或

5、粗砂，含泥量不大于5%。2）石子：粒径为0.53.2cm的卵石或碎石；桩身混凝土也可用粒径不大于5cm的石子，且含泥量不大于2%。3）水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。4）外加早强剂应通过试验选用，粉煤灰掺合料按试验室的规定确定。5）钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。6）模板：组合式钢模板或木模板，弧形工具式钢模或木模四块拼装为宜。卡具、挂钩和零配件。木板、木方，8号槽钢等。2. 机具设备1）常用工具：手推车或翻斗车、镐、锹、手铲、钎、线坠、定滑轮组、导向滑轮组、吊桶、导管、插钎、粗麻绳、钢丝绳、安全活动盖板、活动爬梯、安全帽、安全带等。2）施工机具：凝土搅拌

6、机、振捣棒、电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵、防水照明灯（低压36V、100W），电动提升机、配置卷扬机组或电动葫芦，人工提升机，配置铰盘和刹车装置。5.2.3 作业条件1. 人工开挖桩孔时，井壁支护应根据该地区的土质特点、地下水分布情况，编制切实可行的施工方案，进行井壁支护的计算和设计，经批准后实施。2. 施工场地应完成三通一平。地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施准备就绪。3. 熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料，做到心中有数。4. 按基础平面图，设置桩位轴线、孔位中心定位点；桩孔四周撒灰线。测定高程水准点，

7、确定桩顶标高。放线工序完成后，办理预检手续。5. 按设计图制作好钢筋笼，整齐堆码在适合吊装的井口附近位置。6. 全面开挖之前，有选择地先挖两个试验桩孔，分析土质、水文等有关情况，如与方案不符时，应调整施工方案。7. 在地下水位比较高的区域，先降低地下水位至桩低以下0.5m左右。8. 操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。9. 开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底；5.2.4 人工挖土成孔1. 根据人工成孔特点：护壁混凝土灌注后，需要等待其强度达到60%以上，才能拆除模板，进行下一段施工，故适宜采用分组承包一定桩孔数量的方法安排护壁施工，即根据桩孔数量和总工程量，一般按每孔单日

8、产量1节高度确定施工小组的数量及各小组分别承包的桩孔个数，施工时便于对护壁循环进行挖掘。每孔完成1米护壁施工后，让护壁混凝土凝固，避免孔壁垮塌。施工人员进入第2个孔施工，既确保安全又提高施工效率，避免等待时浪费工作时间。2. 放线定桩位及高程控制：在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。根据方格网确定好桩位中心点，以中点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为施工开挖半径画出上部（即第一节护壁）的圆周线。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好之后，经监理工程师进行复查，合格后办好预检手续。3. 开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层进行

9、，先挖中间部分的土方，然后扩至园周边线，有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。每节的高度应根据土质好坏、操作条件而定，一般以0.91.2m为宜。第1段弃土一般不用垂直提升设备，土方由挖土人将土堆至孔周边不用运走，待第1段护壁浇筑完成并拆除模板后，再将井内挖出的土方堆于护壁外侧，并向外铺成一定坡度，混凝土井口应高于周边场地200mm左右，防止雨水灌入井内，以后土方运输一般采用手推车或翻斗车进行。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度和高程。井深必须以基准点为依据，逐根进行引测。保证桩孔

10、轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求，如有误差时，及时进行修整，确保孔位正确、标高符合设计要求。护壁井底定位检查参见图5.2.4-1。图 5.2.4-1 护壁井圈定位检查示意图5. 第一节桩孔成孔以后，完成第1段护壁施工，架设垂直运输架,安装垂直运输设备，垂直运输设备可采用电动和人力两种提升方式，第1种为电动卷杨机提升材料，应配置机架并安装电动卷扬机和控制器，卷扬机应配置刹车装置，确保紧急情况控制材料掉下伤人，提升工具一般采用吊桶。6. 采用电动提升时，先安装木搭提升架，再安装电动葫芦或卷扬机：在木塔提升架前端安装滑轮组和电动葫芦或穿卷扬机的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机；同时安装照明、活动盖

11、板、水泵或通风机。在安装滑轮组及吊桶时，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。木塔提升原理及方法参见图5.2.4-2。 图 5.2.4-2 电动提升机工作示意图7. 采用人工提升时，安装提升机架，将铰盘固定在机架上，在铰盘轴上配置刹车装置，以控制材料在紧急情况下悬停空中，避免出现危险状况时掉落井底伤人，同时安装照明、活动盖板、水泵或通风机。在安装滑轮组及吊桶时，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。手动提升方法参见图5.2.4-3所示：上述两种提升方式，项目因根据自己的条件确定使用何种设备。图 5.2.4-3 人工

12、提升机工作示意图8. 井底照明必须用低压电源（36V、100W）、防水带罩的安全灯具，桩口上无人操作时设围护栏，避免其它人失误掉入井内。 当桩孔深大于20m时，应向井下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。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员的情况，互相呼应，切实预防安全事故的发生。9. 当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，边降水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。应日夜三班抽水，使水位保持稳定。地下水位较高时，应先采用统一降水的措施，再进行开挖施工。 10

13、提升土石方时，是人工成孔的危险源控制点，极容易产生物体打击和伤害井底操作人员情况，操作时应上下照应，通过对话确认起吊土方和放下料筒时间，警示下面人员避让到安全位置，井底安全防护参见图5.2.4-4。图 5.2.4-4 井底安全防护示意图5.2.5 模板工程施工1. 成孔应设置护壁井圈，其种类有素混凝土和钢筋混凝土两种，护壁施工是否配置钢筋按设计确定，一般超过1.5m直径的井圈宜采用现浇钢筋混凝土井圈，小于1.2m直径的井圈可采用无筋混凝土井圈，当桩孔直径不大，深度较浅而土质又好，地下水位较低的部位，也可以采用喷射混凝土护壁，采用何种方法施工应经监理工程师批准后执行。护壁的厚度应根据井圈材料、性

14、能、刚度、稳定性、操作方便、构造简单等要求，并按受力状况，以最下面一节所随受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。2. 第一节护壁上口以高出地坪200mm为宜，主要便于挡土、挡水。桩位轴线和高程均应标定在第一节护壁上口，护壁厚度一般取100150mm，模板高度大于每段护壁100mm。当采用1.2m桩直径和4片模板合拢时，配置的模板尺寸参见图5.2.5-1、5.2.5-2：图中尺寸为合拢后尺寸。在模板制作时可扣除20mm配置，该20mm留作锥形木条连接用，便于拆除模板。其它桩径可根据计算确定模板各部位尺寸。图 5.2.5-1 1.2m模板尺寸控制图图 5.2.5-1 1.2m模板尺寸展开图3

15、. 模板安装:每段土石方开挖至1.0m左右时，作定位检查，位置正确无误后，拼装护壁模板。当采用配筋护壁时，应首先绑扎护壁钢筋，然后再将4片模板两两连接在一起，采用螺栓连接或U形卡连接固定，完成连接并固定后，吊线锤校正孔位。确认正确后再浇筑护壁混凝土。4. 护壁模板采用拆上节、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。根据上述浇筑顺序完成单桩护壁施工，进入下道工序施工。5.2.6 护壁混凝土浇筑1. 护壁钢筋成型后的直径比模板大80100mm左右，钢筋笼距园心

16、距离应基本相等，钢筋安装定位后再安装井壁内测模板，浇筑第一节护壁混凝土：桩孔护壁混凝土每挖完一节安装完成模板以后应立即浇筑混凝土。采用人工浇筑，人工捣实，除浇筑密实外，还应确保孔壁的稳定性。2. 护壁混凝土宜采用小于30mm石子作粗骨料，从井圈四周逐层灌注，并随灌随用插钎震动密实，直至灌注到上段井圈下口，用抹子压实。5.2.7 桩基钢筋笼制作、安装1. 严格按照设计图纸配筋、制作钢筋笼，钢筋笼绑扎的箍筋宜采用缠绕方式由一端向另一端进行，完成箍筋绑扎后，在长度方向上每隔2.0m配置一道加劲箍，总长度按成孔后尺寸决定，下料时留够桩承台锚筋。钢筋笼直径按护壁直径减保护层厚度确定，钢筋笼绑扎完成后的成

17、品宜放置在方便吊运、安装处。2. 钢筋笼安装前应作清基处理，井底不得有浮土，碎土，石渣等，基地经验收合格后，安装钢筋笼，钢筋笼采用塔吊吊运安装，人员护定到位后逐步下降缓慢下沉放入井中，避免碰撞孔壁。钢筋笼下到井底后，沿纵向在加劲筋上点焊三处水平钢筋桩，支撑住护壁，定位钢筋笼在井中位置，避免混凝土浇筑时钢筋跑位。按设计要求保护层厚度一般为70mm，吊放钢筋笼时孔桩钢筋安装及井口护筒参见图5.2.7-1、3. 钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，应采用焊接（搭接焊或帮条焊），双面焊接，接头数按50%错开，以确保钢筋位置正确，保护层厚度符合设计要求。桩基钢筋大样 孔顶护筒大样图

18、5.2.7-1 桩基钢筋大样图5.2.7 孔桩混凝土浇筑1. 检查验收：成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、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。2. 桩身混凝土可使用粒径不大于50mm的石子，坍落度80100mm，机械搅拌。桩孔深度超过3.0m时，宜采用混凝土导管、串筒进行灌注。一般采用串筒向桩孔内灌注混凝土时串筒的底部距浇筑面不大于0.5m，浇筑混凝土时应连续进行，分层振捣密实。第一步宜浇筑到扩底部位的顶面，然后浇筑上部混凝土。分层高度以捣固的工具而定，但不宜大于1.5m。3. 当井下有大量水时，应采用潜水泵抽水后进行浇筑，如水量过大，无法完全抽

19、干时，可采用排水法灌注混凝土，即将导管插入水中距基土200300mm，使混凝土直接铺在基土上，避免离析，灌注不得停顿，直到混凝土将水挤到高位逐渐排到护壁外。4. 混凝土震动采用深井泵用细钢绳吊住放入井中，开启后插入混凝土中进行振捣。当井太深光线不足时，应配置井下照明，照明位置应使井口操作人员看清混凝土面振捣情况，每次都必须看到表面泛桨到气泡基本消失为准。5. 混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。桩顶上的钢筋插铁一定要保持设计尺寸，垂直插入，并有足够的保护层。6. 材料与设备所需要的进场材料，加工安装前应有制造合格证，各种规格尺寸和性能应通过现场

20、抽查和检查试验合格后方可使用。使用的安全带、安全帽、垂直运输机具以及钢筋砼等必须是国标合格产品，否则不得使用。施工过程中所使用的钢筋、砼等必须符合设计要求和满足相应规范和标准要求。7. 质量控制7.1 灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。 7.2 实际浇筑混凝土量，严禁小于计算体积。 7.3 浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。 7.4 桩身直径应严格控制。一般不应超过桩长的3，且最大不超过50mm。 7.5 孔底虚土厚度不应超过规定。扩底形状、尺寸符合设计要求，桩底应落在持力土层上，持力层土体不

21、应被破坏。人工成孔灌注桩允许偏差表 表7.1序号项目允许偏差（mm）检验方法1钢筋笼主筋间距±10尺量检查2钢筋笼箍筋距 ±20尺量检查3钢筋笼直径±10尺量检查4钢筋笼长度±50尺量检查5桩位中心轴线±10拉线和尺量检查6桩孔垂直度3L，且不大于50掉线和尺量检查7桩身直径±10尺量检查8桩底标高±10尺量检查9护壁砼厚度±20尺量检查8. 安全措施8.1 桩孔内土体坍塌，遇土体潮湿、松软、含水操作、土体含砂量重、出现流砂时易塌方，针对上述可能出现情况，施工时应根据土体情况确定每段开挖深度，一般不超过1

22、.2m为宜。施工过程中如出现土体不正常裂缝、随挖掘垮塌过大时，应采取措施注意观察井壁情况，必要时停止施工，排除险情后再继续施工。8.2 每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，防止中毒。桩孔开挖深度超过10m时，采取向井内通风的办法向井下供给氧气，并防有害气体中毒。施工期间停工时间过长时，井底易缺氧或产生有害气体，一般采用蜡烛放至井底，或小动物放至井底，停留5分钟左右，如蜡烛继续燃烧或动物鲜活无损，人员可下井操作。8.3 护壁所用模板由组合式钢模板拼装而成，每节模板的上下端各设一道用槽钢做成的内钢圈作为内侧支撑，模板之间用卡具、扣件连接固定。不另设水平支撑，以方便操作。施工时采取拆上节，支下节，

23、循环周转使用的办法，确保井壁土体安全。8.4 护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计。上下节护壁的搭接长度不得小于50mm。每节护壁均应在当日连续施工完毕，即混凝土浇筑完成。每段护壁模板的拆除宜在24小时之后进行。护壁混凝土必须保证密实，根据土层渗水情况使用速凝剂。发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故。8.5 防止物体打击: 井下作业人员除佩戴安全帽外，井下还需设置安全区，防止提土时掉土、石伤人。即在操作层施工人员上方安装50mm厚木板，提升土方时人员应避让至板下，由上面人员通知吊桶已移出井外时，再开始挖土操作。8.6 孔口设水平移动式活动安全盖板，下班时将井口盖住，孔口四周必须设置0.8m高围栏进行围护。避免行人掉入井内，产生不不要事故。参见图8.1。8.7 人员上下井可利用吊桶，不得脚踏井壁凸缘上下。桩孔内壁要配备粗绳做保险绳，并随挖孔深度放长至工作面，作为救急之备用。8.8 井口作业人员佩戴安全带，同时应对井下操作人员安全负责，必须随时对井下人员进行联系，每次吊桶移出井外后，再通知下面人员进行挖土。挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔