人工挖孔灌注桩施工工艺应用

一、概述

人工挖孔灌注桩是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺,适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层,因其占施工用场地少、成本较低、工艺简单、易于控制质量且施工时不易产生污染等优点而广泛应用于桥梁桩基工程的施工中。

河南省道S226翟阳线马家庄至东岩段改建工程为河南省2004年路网建设重点项目,全长54.445公里。项目位于河南省北部林州境内,西倚太行山,地形多呈丘陵、盆地和河谷地形,起伏较大,基岩裸露,有稀疏植被,土质多为黄褐色、棕褐色亚粘土和灰黄色黄土,地下水主要靠大气降水供给,水位较低。沿线桥梁设计均为灌注桩基础,桩径有120cm和140cm两种。在灌注桩的施工中全部采用了人工挖孔灌注桩的施工工艺,取得了理想的效果,现笔者结合本工程对人工挖孔灌注桩施工工艺进行详细介绍,希望能对其他类似工程的施工提供借鉴。

二、挖孔及护壁

人工挖孔灌注桩需要进行人工开挖、扩壁、土石方外运和护壁,是与其他灌注桩类型最大的区别之处。

(一)挖孔

挖孔前应按施工图纸准确放线,确定桩位中心位置,并向桩心位置四周引出四个控制点,以控制桩心。开挖应自上而下分层进行,每一层土方开挖区的形状呈上小下大圆台体形状,厚度为100cm,上底和下底的口径分别大于设计桩径20cm和40cm。自上而下分步进行开挖,开挖区的侧壁要求做到光滑平整,底面要水平,挖出的土方要及时运送到地面并外运,不得堆放在孔边。

在挖孔过程中施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况,井上和井下之间应保持良好的联络信号。要勤检查,注意土层的变化,当遇到流沙、大量地下水等影响挖土安全时,要立即采取有效防护措施后,才能继续施工。

人工挖孔比较容易组织,一般以三到四名工人为一组,井下工人使用短把铁锹、羊镐等工具开挖,井上工人使用辘轳将井下工人装到料斗中的土方绞上来,并用手推车推到指定的地方。如果井下没有岩层,人工开挖一个12m深的井筒大约需要6~8天。就单个井筒而言,人工挖孔的速度不如钻孔,但人工挖孔可以几个甚至十几个工作面同时开展施工作业,从而大大加快了施工进度。

(二)护壁

为防止塌孔,每一层土方开挖后应进行护壁。

1.护壁钢筋笼。护壁钢筋笼的形状为一个圆台体的侧表面,由6道φ8环形钢筋及8道φ8母线钢筋焊接而成,环形钢筋间距为20cm,自上而下排列,其顶部和底部环向钢筋的直径分别大于设计桩径10cm和30cm,其余环向钢筋的直径按线性变化的规律自上而下递增。

第一层开挖位于地表,可将其开口适当加大,以使护壁钢筋笼在场地上制作好后直接放入其中,对于第二层及以下各层而言由于护壁钢筋笼底部直径大于顶部钢筋直径,所以护壁钢筋笼不能直接放入,只能在井下制作完成。

2.护壁模板。浇铸护壁的模板相应也呈圆台体形状,其上口的直径等于设计桩径,下口的直径大于设计桩径20cm,高100cm,由3块呈曲面扇形的薄钢板制作而成,背后焊接三角铁作为骨架起支撑作用,相邻两块模板拼缝要预留2cm间隙。拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝处固定,并用木条填塞预留缝隙,以方便拆卸。拆模的方法是:卸掉拼缝处固定的螺栓,向内侧敲打填塞的木条,使各块模板松动、分离后逐一取下。

3.浇铸护壁混凝土。护壁混凝土按C20设计,在混凝土内应掺一定数量速凝剂,以尽快达到强度要求。浇铸护壁时,为了防止模板产生偏移,应对称下料,用敲击模板或木棒插实的方法振捣,由于护壁混凝土在地面以下,湿度、温度对护壁混凝土强度的形成和增长非常有利,一般1天强度就能达到10Mpa左右,半天就可以拆模。如拆模后发现护壁有蜂窝、漏水现象,要及时加以堵塞和导流,保证护壁混凝土强度及安全。

4.岩体中的开挖。当开挖的时候遇到岩体时,应采用爆破的方法进行。

本项目马家庄中桥共有18根挖孔灌注桩,这些挖孔灌注桩的直径为120cm,长度为12m,在挖至9~10m深度时遇到了石灰岩层,采取了爆破的方法进行施工。每一次爆破的厚度大约为60~80cm,以井筒的中轴线为圆心,分别以20cm和60cm为半径,各以相等的间距打两圈80cm深的垂直炮孔。其中里圈炮孔为4个,外圈炮孔为8个,每个炮孔装药约300g,里圈的装药先爆炸,300毫秒后,外圈的装药再爆炸。这样,里圈的四个药包将爆碎的岩体向上抛起,外圈的8个药包对爆破部位的残存岩体实施光面爆破,以形成垂直的井壁,效果十分理想。经过清孔后,再进行相同程序的爆破,直至桩底标高。爆破后形成的井壁不需要进行混凝土护壁,但爆破时的飞石有可能会使上面土体中护壁遭到破坏,所以每次爆破后,应逐一进行检查,将受到破坏的护壁进行加固处理,以免发生安全事故。(下转第40页)

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三、钢筋笼的制作与安装

钢筋笼骨架在加工场地分段制作,分段长度视起吊设备的高度和钢筋主筋规格而定,一般为6m左右,如12m长的钢筋笼可分为两段。为使钢筋笼骨架有足够的刚度,每隔2.5m应在主筋外侧设置一道Φ18加强箍筋,以保证在运输和吊放过程中不产生变形。将钢筋笼运至现场后,用吊车起吊,第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护壁上,再起吊第二节钢筋笼,对正位置焊接,焊接应采用搭接焊法,要注意搭接应满足规范的要求,焊接后逐段放入孔内至设计标高。安放前需再检查孔内的情况,以确定孔内无塌方和沉渣,安放要对准孔位,扶稳、缓慢、顺直,避免碰撞孔壁,严禁墩笼、扭笼。放入后应反复校正设计标高并用工艺筋固定,防止钢筋笼下沉或上浮。

四、灌注混凝土

当钢筋笼在井筒中就位以后,便可灌注混凝土,混凝土坍落度宜控制在7~9cm,拌和时间不得少于90秒。在井口的上方搭起支架,将溜槽和串筒接上,串筒宜距混凝土面2m以内为宜,随着混凝土表面不断上升逐步减少串筒数量。严禁在井口向井下抛铲或倾倒混凝土料,以免产生离析现象,影响混凝土整体强度。每次灌注高度不得大于60cm,由井下工人用插入式振动器捣振,插入形式为垂直式,插点间距约40~50cm,应做到“快插满拔”,以保证混凝土的密实度。孔内的混凝土必须一次连续灌注完成,不留施工缝。挖孔灌注桩的混凝土质量容易保证,在制作承台时,无需打掉桩头,只需将其顶面凿毛即可。

通过对本工程完成的挖孔灌注桩进行试块强度试验和桩身动检证明,I类桩达到95%以上,取得了预期的效果。

五、注意事项

第一,挖孔达到设计深度后,应及时进行孔底处理,必须做到无松渣、淤泥等扰动软土层,使孔底情况满足设计要求;

第二,嵌入承台的锚固钢筋长度不得低于规范规定的最小锚固长度要求;

第三,混凝土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,且桩芯灌注混凝土量不得小于计算体积;

第四,钻孔灌注桩人工劳动强度大,风险也较大,应严格按照《公路工程施工安全技术规范》执行各项安全措施,施工中应由专人负责安全问题,防止塌孔、有毒气体侵害等危及人员安全的事故发生。

篇2:人工挖孔灌注桩施工安全交底

　　1.人工挖孔灌注桩(简称挖孔桩，下同)适用于工程地质和水文地质条件较好且持力层埋藏较浅、单桩承载力较大的工程。如没有可靠的技术和安全措施，不得在地下水位高(特别是存在承压水时)的沙土、厚度较大的淤泥质土层中进行挖孔桩施工。

　　2.挖孔桩的fl深一般不宜超过40m。当桩长l≤8m时，桩身直径(不含护壁，下同)不应小于0.8m;当桩长为8m

　　3.挖孔桩护壁混凝士强度等级应不低于c15，护壁每节高度视土质情况而定，一般可用o.3～1m。

　　4.在岩溶地区或风化不均、有夹层、软硬变化较大的岩层中采用挖孔桩时，宜在每桩或每柱位处钻一个勘探钻孔，钻孔深度一般应达到挖孔桩孔底以下3倍桩径，以判别该深度范围内的基岩中有无孔洞、破碎带和软弱夹层存在。

　　5.场地邻近的建(构)筑物，施工前应会同有关单位和业主进行详细检查，并将建(构)筑物原有裂缝及特殊情况纪录备查。对挖孔和抽水可能危及的邻房，应事先采取加固措施。

　　6.场地及四周应设置排水沟、集水井，并制定泥浆和废渣的处理方案。施工现场的出土路线应畅通。

　　7.从事挖孔桩作业的工人咀健壮男性青年为宜，并需经健康检查和井下、高空、用电、吊装及简单机械操作等安全作业培训且考核合格后，方可进入施工现场。

　　8.在施工图会审和桩孔挖掘前，都应认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现流沙、管涌、涌水以及有害气体等情况应予重视，并应制定有针对性的安全防护措施。如对安全施工存在疑虑，应在事前向有关单位提出。

　　9.为防止孔壁坍塌，应根据桩径大小和地质条件采取可靠的支护扎壁的施工方法。

　　10.孔口操作平台应自成稳定体系，防止在护壁下沉时被拉垮。

　　11.施工现场所有设备、设、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品•等必须经常进行检查，确保完好和安全使用。

　　使用的电动葫芦、吊笼等必须是合格的机械设备，同时应配备自动卡紧保险装置，以防突然停电。电动葫芦宜用按钮式开关，上班前、下班后均应有专人严格检查并且每天加足润滑滑，保证开关灵活、准确，铁链无损、有保险扣且不打死结，钢丝绳无断丝。支撑架应牢固稳定。使用前必须检查其安全起吊能力

　　12.工作人员上下桩孔必须使用钢爬梯，不得用人工拉绳子运送工作人员和脚踩护壁凸缘上下桩孔。桩孔内壁设置尼龙保险绳，并随挖孔深度放长至工作面，作为救急之备用。

　　13.桩孔开挖后，现场人员应注意观察地面和建(构)筑物的变化。桩孔如靠近旧建筑物或危房时，必须对旧建筑物或危房采取加固措施后才能施工。加强对孔壁土层涌水情况的观察，发现异常情况，及时采取处理措施。

　　14.挖出的土石方应及时运走，孔口四周2m范围内不得堆放淤泥杂物。机动车辆通行时，应作出预防措施和暂停孔内作业，以防挤压塌孔。

　　15.当桩孔开挖深度超过5m时.每天开工前应用气体检测仪进行有毒气体的检测，确认孔内气体正常后，方可下孔作业。

　　16.每天开工前，应将孔内的积水抽干，并用鼓风机或大风扇向孔内送风5rain，使孔内混浊空气排出，才准下人。孔深超过lom时，地面应配备向孔内送风的专门设备，风量不宜少于25l/s。孔底凿岩时尚应加大送风量。

　　17.为防止地面人员和物体坠落桩孔内，孔口四周必须设置护栏。护壁要高出地表面200mm左右，以防杂物滚人孔内。

　　18.桩孔内的作业人员要遵守下列要求：

　　(1)作业人员必须戴安全帽、穿绝缘鞋;

　　(2)严禁酒后作业，不准在孔内吸烟，不准在孔底使用明火;

　　(3)作业人员每工作4h应轮换一次;

　　(4)开挖复杂的土层结构时，每挖深05-1m应用手钻或不小于@16钢筋对孔底做品字型探查，检查孔底面以下是否有洞穴、涌砂等，确认安全后，方可继续进行挖掘;

　　(5)认真留意孔内一切动态，如发现流沙、涌水、护壁变形等不良预兆以及有异味气体时，应停止作业并迅速撤离;

　　(6)当桩孔挖至5m以下时，应在孔底面以上3.0m左右处的护壁凸缘上设置半圆形的防护罩，防护罩可用钢(木)板或密眼钢筋(丝)网做成;在吊桶上下时，作业人员必须站在防护罩下面，停止挖土，注意安全;若遇起吊大块石时.孔内作业人员应全部撤离至地面后才能起吊;

　　(7)孔内凿岩时应采用湿式作业法，并加强通风防尘和个人防护;

　　(8)如在孔内爆破，孔内作业人员必须全部撤离至地面后方可引爆;爆破时，孔口应加盖;爆破后.必须用抽气、送水或淋水等方法将孔内废气排除，方可继续下孔作业。

　　19.口配合人员应集中精力，密切监视孔内的情况，并积极配合孔内作业人员进行工作，不得擅离岗位。在孔内上下递送工具物品时，严禁用抛掷的方法。严防孔口的物件落入桩孔内。

　　20.施工现场的一切电源、电路的安裴和拆除，必须由持证电工专管，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。电器安装后经验收合格才准接通电源使用。各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。孔上电线、电缆必须架空，严禁拖地和埋压土中。孔内电缆、电线必须绝缘，并有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内作业照明应采用安全矿灯或12v以下的安全灯。

　　21.在灌注桩身混凝土时，相邻lom范围内的挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。

　　22.暂停施工的桩孔，应加盖板封闭孔口，并加o.8～lm高的围栏围蔽。

　　23.现场应设专职安全检查员，在施工前和施工中应进行认真检查，发现问题及时处理,待消除隐患后再行作业。

篇3:钻孔灌注桩施工安全规定

1、钻孔机械就位后,应对钻机及配套设备进行全面检查,钻机安设必须平稳、牢固,钻架应加设缆风绳。

2、冲击钻孔,选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳等,应配置适当,钢丝绳与钻锥用绳卡固接时,绳卡数量应与钢丝绳直径相匹配。

3、冲击过程中,应在起重机钢绳上打一深度标记,以便把握钢丝绳松驰适度。

4、使用钻架起吊时,应经常检查架子、天梁、滑车、钢丝绳情况是否良好;经常检查冲击器的磨损情况,锤脚已经磨损应及时焊补。

5、检查机械时,应在孔口搭设临时脚手板,谨防坠落孔内。

6、器械落入孔内时,应使用钩绳等工具打捞,在没有可靠的防坍塌和淹溺措施的情况下,严禁人员进入孔内作业。