土建工程施工教材 人工成孔桩施工工艺

土建工程施工教材 人工成孔桩施工工艺

本工艺标准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 2.1 材料及主要机具： 2.1.1 水泥：宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐 水泥。 2.1.2 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。 2.1.3 石子：粒径为0.5～3.2cm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%。 2.1.4 水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。 2.1.5 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。 2.1.6 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。 2.1.7 一般应备有三木搭、卷扬机组或电动葫芦、手推车或翻斗 车、镐、锹、手铲、钎、线坠、定滑轮组、导向滑轮组、混凝土搅拌机、 吊桶、溜槽、导管、振捣棒、插钎、粗麻绳、钢丝绳、安全活动盖板、 防水照明灯（低压36V、100W），电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵、 木辘轳、活动爬梯、安全帽、安全带等。 2.1.8 模板：组合式钢模，弧形工具式钢模四块（或八块）拼装。 卡具、挂钩和零配件。木板、木方，8号或12号槽钢等。 2.2 作业条件： 2.2.1 人工开挖桩孔，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。 2.2.2 开挖前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。 2.2.3 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。 2.2.4 按基础平面图，设置桩位轴线、定位点；桩孔四周撒灰线。 测定高程水准点。放线工序完成后，办理预检手续。 2.2.5 按设计要求分段制作好钢筋笼。 2.2.6 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，以此修改原编施工方案。 2.2.7 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。 2.2.8 人工挖孔操作的安全至关重要，开挖前应对施工人员进行 全面的安全技术交底；操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保 施工安全。 3.1 工艺流程： 放线定桩位及高程 → 开挖第一节桩孔土方→ 支护壁模板放附加 钢筋 → 浇筑第一节护壁混凝土 → 检查桩位（中心）轴线 → 架设垂直运 输架 → 安装电动葫芦（卷扬机或木辘轳） → 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 → 开挖扩底部分→ 检查验收 → 吊放钢筋笼 → 放混凝土溜筒（导 管） → 浇筑桩身混凝土（随浇随振） → 插桩顶钢筋 → 3.2 放线定桩位及高程：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 基准许点。确定好桩位中心，以中点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为 半径画出上部（即第一步）的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。孔 位线定好之后，必须经有关部门进行复查，办好预检手续后开挖。 3.3 开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖 中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。每节 的高度应根据土质好坏、操作条件而定，一般以0.9～1.2m为宜。 3.4 支护壁模板附加钢筋：为防止桩孔壁坍方，确保安全施工， 成孔应设置井圈，其种类有素混凝土和钢筋混凝土两种。以现浇钢筋混 凝土井圈为好，与土壁能紧密结合，稳定性和整体性能均佳，且受力均 匀，可以优先选用。当桩孔直径不大，深度较浅而土质又好，地下水位 较低的情况下，也可以采用喷射混凝土护壁。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，并按受力状况， 以最下面一节所承受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。 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。 第一节护壁以高出地坪150～200mm为宜，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100～150mm。 3.5 浇筑第一节护壁混凝土：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，混凝土强度一般为C20，坍落 度控制在100mm，确保孔壁的稳定性。 3.6 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。 3.7 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。支架有：木搭、钢管吊架、木吊架或工字钢导轨支 架几种形式；要求搭设稳定、牢固。 3.8 安装电动葫芦或卷扬机：在垂直运输架上安装滑轮组和电动 或穿卷扬机的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机。如果是试桩和小型桩 孔，也可以用木吊架、木辘轳或人工直接借助粗麻绳作提升工具。地面 运土用手推车或翻斗车。 3.9 安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机。 3.9.1 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。 3.9.2 井底照明必须用低压电源（36V、100W）、防水带罩的安全 灯具。桩口上设围护栏。 3.9.3 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，互相响应，切实预防安全事故的 发生。 3.9.4 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。 3.9.5 桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内有人挖土 时，应掩好安全盖板，防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边。 吊运土时，再打开安全盖板。 3.10 开挖吊运第二节桩孔土方（修边），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 离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、 石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板， 下放吊桶装土。 桩孔挖至规定的深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上 下应垂直平顺，修整孔壁。 3.11 先拆除第一节支第二节护壁模板，放附加钢筋，护壁模板采 用拆上节支下节依次周转使用。如往下孔径缩小，应配备小块模板进行 调整。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。 拆模后用混凝土或砌砖堵严，水泥砂浆抹平，拆模强度达到1MPa。 3.12 浇筑第二节护壁混凝土：混凝土用串桶送来，人工浇筑，人 工插捣密实。混凝土可由试验确定掺入早强剂，以加速混凝土的硬化。 3.13 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。 3.14 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。 3.15 开挖扩底部份：桩底可分为扩底和不扩底两种情况。挖扩底 桩应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好，再按扩底部位的尺寸、形状自上 而下削土扩充成设计图纸的要求；如设计无明确要求，扩底直径一般为 1.5～3.0d。扩底部位的变径尺寸为1∶4。 3.16 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。 3.17 吊放钢筋笼：钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块，按设计要求 一般为70mm（钢筋笼四周，在主筋上每隔3～4m左右设一个φ20耳环，作 为定位垫块）；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。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，保护层厚度符合要求。 3.18 浇筑桩身混凝土：桩身混凝土可使用粒径不大于50mm的石 子，坍落度80～100mm，机械搅拌。用溜槽加串桶向桩孔内浇筑混凝土。 混凝土的落差大于2m，桩孔深度超过12m时，宜采用混凝土导管浇筑。 浇筑混凝土时应连续进行，分层振捣密实。一般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。 3.19 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。 3.20 冬、雨期施工： 3.20.1 冬期当温度低于0℃以下浇筑混凝土时，应采取加热保温 措施。浇筑的入模温度应由冬施方案确定。在桩顶未达到设计强度50% 以前不得受冻。当夏季气温高于30℃，应根据具体情况对混凝土采取缓 凝措施。 3.20.2 雨天不能进行人工挖桩孔的工作。现场必须有排水的措 施，严防地面雨水流入桩孔内，致使桩孔塌方。 4.1 保证项目： 4.1.1 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。 4.1.2 实际浇筑混凝土量，严禁小于计算体积。 4.1.3 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。 4.2 基本项目： 4.2.1 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。 4.2.2 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，持力层土体不应被破坏。 4.3 允许偏差项目，见表2-9。 人 工 成 孔 灌 注 桩 允 许 偏 差 表2-9 项次 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 钢筋笼箍筋间距 ±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3‰L，且不大于50 吊线和尺量检查 7 桩身直径 ±10 尺量检查 8 桩底标高 ±10 尺量检查 9 护壁混凝土厚度 ±20 尺量检查 注：L为桩长。 5.1 已挖好的桩孔必须用木板或脚手板、钢筋网片盖好，防止土块、 杂物、人员坠落。严禁用草袋、塑料布虚掩。 5.2 已挖好的桩孔及时放好钢筋笼，及时浇筑混凝土，间隔时间 不得超过4h，以防坍方。有地下水的桩孔应随挖、随检、随放钢筋笼、 随时将混凝土灌好，避免地下水浸泡。 5.3 桩孔上口外圈应做好挡土台，防止灌水及掉土。 5.4 保护好已成形的钢筋笼，不得扭曲、松动变形。吊入桩孔时， 不要碰坏孔壁。串桶应垂直放置，防止因混凝土斜向冲击孔壁，破坏护 壁土层，造成夹土。 5.5 钢筋笼不要被泥浆污染；浇筑混凝土时，在钢筋笼顶部固定 牢固，限制钢筋笼上浮。 5.6 桩孔混凝土浇筑完毕，应复核桩位和桩顶标高。将桩顶的主 筋或插铁扶正，用塑料布或草帘围好，防止混凝土发生收缩、干裂。 5.7 施工过程妥善保护好场地的轴线桩、水准点。不得碾压桩头， 弯折钢筋。 6.1 垂直偏差过大：由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖 完以后垂直超偏。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、 使孔壁圆弧保持上下顺直。 6.2 孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。 开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察 土体松动情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作 进程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。 6.3 孔底残留虚土太多；成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，未 认真清除。在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。必要时 用水泥砂浆或混凝土封底。 6.4 孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及 时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。如有 少量积水，浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的，大量积水一时又排 除困难的情况下，则应用导管水下浇筑混凝土的方法，确保施工质量。 6.5 桩身混凝土质量差：有缩颈、空洞、夹土等现象。在浇筑混 凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。 必要时用铁管、竹杆、钢筋钎人工辅助插捣，以补充机械振捣的不足。 6.6 钢筋笼扭曲变形：钢筋笼加工制作时点焊不牢，未采取支撑 加强钢筋，运输、吊放时产生变形、扭曲。钢筋笼应在专用平台上加工， 主筋与箍筋点焊牢固，支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地 放入桩孔中，保持骨架完好。 本工艺标准应具备以下质量记录 7.1 水泥的出厂合格证及复验证明。 7.2 钢筋的出厂证明或合格证，以及钢筋试验单抄件。 7.3 试桩的试压记录。 7.4 灌注桩的施工记录。 7.5 混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。 7.6 混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。 7.7 桩位平面示意图。 7.8 钢筋及桩孔隐蔽验收记录单。