第一章 概述

1.1 定义

（1）钢筋混凝土灌注桩

钢筋混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔，然后在孔内浇筑混凝土或安放钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩，沉管灌注桩、人工挖孔和挖孔扩底灌注桩等。

（2）人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩：简称人工挖孔桩，是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。

人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，目前应用比较普遍。桩的上面设置承台，再用承台梁拉结、连系起来，使各个桩的受力均匀分布，用以支承整个建筑物。

人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。场地内严禁打降深抽水，当确因施工需要采取小范围抽水时，应注意对周围地层及建筑物进行观察，发现异常情况应及时通知有关单位进行处理 

1.2施工程序

人工挖孔桩采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例，说明人工挖孔桩的施工工艺流程。

人工挖孔灌注桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第→节桩孔土方→支模浇筑第→节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行扩底(当需扩底时)→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

1.3 桩基施工

桩基施工时应按现行有关规范规程并结合该工程的实际情况采取有效的安全措施，确保桩基施工安全有序进行，深度大于10米的桩孔应有送风装置，每次开工前送风5分钟； 

桩孔挖掘前要认真研究地质资料，分析地质情况对可能出现的流砂、流泥及有害气体等情况，应制定针对性的安全 

防护措施

桩护壁采用c25混凝土，钢筋采用r235； 

第一挖深约一米，浇注混凝土护筒，往下施工时以每节作为一个施工循环（即挖好每节后浇注混凝土护壁）； 

为了便于井内组织排水，在透水层区段的护壁预留泄水孔（孔径于水管外径相同），以利于接管排水，并在浇注混凝土前于以堵塞，为保证桩的垂直度，要求每浇注完三节护壁须校核桩中心位置及垂直度一次；

除在地表墩台位置四周挖截水沟外，并应对孔内排出孔外的水妥善引流远离桩孔。在灌注桩基混凝土时，如数桩孔均只有少量渗水应采取措施同时灌注，以免将水集中一孔增加困难。如多孔渗水量均大，影响灌注质量，则应于一孔集中抽水，降低其他各孔水位，此孔最后用水下混凝土灌注施工； 

挖孔时如果遇到涌水量较大的潜水层层压水，可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理； 

挖孔达到设计标高后，应进行孔底处理，必须做到平整，无松渣、污泥及沉淀等软层；

1.4施工应注意安全事项 

现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。要制定安全措施，并要经常检查和落实。 

孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。每工作1h，井下人员和地面人员进行交换。 

井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情，应及时以出联络信号，以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。 

地面人员应注意孔下以出的联络信号，反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。 

施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器，供电线路要用三蕊橡皮线，电线要架空，不得拖拽在地上。并经常检查电线和漏电保护器是否完好。 

从孔中抽水时排水口应距孔口5m以上，并保证施工现场排水畅通。 

当天挖孔，当天浇注护壁。人离开施工现场，要把孔口盖好，必要时要设立明显警戒标志。 

由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中，因此，要预防孔内有害气体的侵害。施工人员和检查人员下孔前10min把孔盖打开，如有异常气味应及时报告有关部门，排除有害气体后方可作业。 

挖孔6~10m深，每天至少向孔内通风1次，超过10m每天至少通风2次，孔下作业人员如果感到呼吸不畅也要及时通风。 

第二章 人工挖孔桩施工工艺标准

2.1 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

2.2 施工方法

（1）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。

（2）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）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。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

（7）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。

（8）安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机。

a)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。

b)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。

c)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。

d)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。

e)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。

（9）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。

（10）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。

（11）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。

（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）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。

（14）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。

（15）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。

（16）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 20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。

（17）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。

（18）插桩顶钢筋

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。

2.3 冬、雨期施工

（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。

（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。

2.4 质量标准 

1 主控项目：

（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。

（2） 实际浇筑混凝土量，严禁小于计算体积。

(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。

2 一般项目：

(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。

(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。

3 允许偏差项目：

                         人工成孔灌注桩允许偏差表

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。

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。

3  桩孔上口外圈应做好挡土台，防止灌水及掉土。

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  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，钢筋笼上浮。

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。

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。

2.6 应注意的质量问题 

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。

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。

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。

第三章 人工挖孔桩施工方案

3.1 施工准备

3.1.1技术准备

1）根据该地区的土质特点、地下水分布情况，进行井壁支护的计算和设计。

2）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）选择试挖桩进行试挖。

3.1.2材料准备

钢筋采用鄂钢产，混凝土采用商品混凝土。所有材料均经过检测，并合格。

3.1.3机具准备

提升机具包括：卷扬机配三木塔或单轨葫芦（链条式）配提升金属架与轨道、吊土桶等。

挖孔工具包括:短柄铁锹、镐、锤、钎。

水平运输工具包括：双轮手推车或机动翻斗车。

混凝土浇筑机具包括：混凝土搅拌机（含计量设备）、小直径插入式振动器、插钎、串筒等。

其他机具包括：钢筋加工机具、电焊机、吊挂式软爬梯、井内外照明设施。桩孔深超过20m时，另配鼓风机、输风管，为抽取地下水，另配以潜水泵与胶皮软管等。

3.2 施工程序

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

3.3 施工要点

1、人工挖孔桩当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m。

2、挖孔由人工从上而下逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎破碎。挖土次序为先挖中间部分后挖周边，允许尺寸误差3cm，扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。弃土装入活底桶或箩筐内。吊至地面上后，用机动翻斗车或手推车运出。

3、第一节井圈顶面比场地高出150～200mm，护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成，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。护壁模板在24h后方可进行拆除。

4、桩中心控制是在第一节混凝土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，或用与孔径相同的钢筋圆环检查孔的垂直度与孔径。以保证孔全长垂直偏差控制在5‰以内。

5、终孔后清理好孔底残渣、积水，然后进行隐蔽工程验收，验收合格后，立即进行封底和浇注桩身混凝土。

6、钢筋笼的主筋采用通长钢筋，主筋均采用焊接，主筋与箍筋间隔点焊固定，控制平整度误差不大于5cm，钢筋笼四周主筋上每隔5m设置耳环，控制保护层为5～7cm ,钢筋笼外形尺寸比孔小11～12 cm。整个钢筋笼用槽钢悬挂在井壁上，借自重保持垂直度正确。

7、本工程孔桩混凝土强度等级为C25.混凝土用粒径小于50mm石子，水泥用强度等级42.5普通水泥或矿渣水泥，坍落度4～8cm，用机械拌制。混凝土用手推车或机动车向桩孔内浇筑。混凝土下料采用串桶，混凝土要垂直灌入桩孔内，并连续分层浇筑，每层厚不超过1.5m，6m以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使密实，6m以内部分采用分层捣实。

8、桩混凝土的养护：在混凝土浇筑12h后进行湿水养护。养护时间不少于7d。

3.4 特殊情况处理

1、桩挖孔时，如地下水丰富、渗水或涌水量较大时，采取以下措施：

1）、少量渗水可在桩孔内挖小集水坑，随挖土随用吊桶将泥水一起吊出；

2）、大量渗水，可在桩孔内先挖较深集水井，设小型潜水泵将地下水排出桩孔外，随挖土随加深集水井；

3）、涌水量很大时，可将一桩先超前开挖,将附近桩孔地下水汇集于此桩孔内，用潜水泵将地下水抽出，起到深井降水的作用。

2、如遇局部流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，护壁施工按下列方法处理：

1）、如厚度不大，可将每节护壁的高度减小到300～500mm，并随挖随验、随浇注混凝土。

2）、或采用钢护筒或有效的降水措施。设高1～2m，厚4mm钢套护筒，直径略小于混凝土护壁内径，用小型油压千斤顶将钢护筒逐渐压入土中，压入一段，开挖一段桩孔，直至穿过流砂层0.50～1.0m。

3）、施工时注意桩端持力层情况，发现异常情况如有溶沟、溶槽、溶洞、裂缝等，及时与勘察、设计联系并进行处理。

3.5 桩基施工安全措施

1、施工前充分了解现场的工程地质资料，并查明施工现场内是否有地下电缆或煤气管道等地下障碍物。

2、由经验丰富的挖孔工进行施工，同时加强安全教育与安全交底。

3、施工现场场地整平、坚实，保证交通畅通。并禁止闲杂人员进入挖桩区。

4、发现土质异常情况，立即停止施工，会同设计、监理等单位分析处理后再进行下步施工。

5、发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故。

6、对施工至中途及未浇混凝土的桩，在收工时及时覆盖，防止人员及物料掉入桩孔内。混凝土浇灌后如顶面标高比地面低时，亦在孔口加盖板封挡。

7、吊置钢筋笼时，合理选择捆绑吊点，并拉好尾绳，保证平稳起吊，准确入孔，严防伤人。

3.6 桩基验收

本工程因桩顶标高低于场地标高，为此桩基应待开挖到设计标高后进行验收。

桩基工程验收时提交下列资料：

1、工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更及材料代用通知单等；

2、桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单；

3、制作桩的材料试验记录，成桩质量检查报告；

4、单桩承载力检测报告；

5、基坑挖至设计标高的桩基竣工平面图及桩顶标高图。

第四章 人工挖孔桩施工中几个特殊问题技术处理

地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，混凝土护壁难于施工成型，甚至被水压冲垮，发生桩身质量问题甚至施工安全问题。如遇到了细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，易发生流砂和井漏现象。施工时应保证施工人员安全，及时检测有无毒害气体和缺氧情况，并采取有效措施。

4.1 地下水

1，地下水量不大时 

可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。 

2，水量较大时 

当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。 

3，对不太深的挖孔桩 

可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数，一般可解决。 

4，抽水时环境影响 

有时施工周围环境特殊，一是抽出地下水进出时周围环境，基础设施等影响较多，不允许无抽水；二是周围有江沙、湖泊、沼泽等，不可能无达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。 

4.2 流砂

人工挖孔在开挖时，如遇细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故甚至施工安全事故。因此要采取有效可靠的措施。 

1，流砂情况较轻时 

有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。 

2，流砂情况较严重时 

常用的办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4-6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5m左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇注护壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。 

4.3 淤泥质土层

在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。 

4.4 有毒有害气体

施工应选择经验丰富的专业施工队伍进行施工，必须确保安全施工，护壁高出自然地面150，井口设围栏并保证。以杂物、防土石块掉落井孔中伤及施工人员。施工时应及时检测有无毒害气体和缺氧情况，并采取有效措施。保证井口有人，坚持井下排水送风。 

施工人员的安全是设计、施工必须考虑的重要因素。我们应知道生命无价。 

4.5 桩身混凝土的浇筑

1，消除孔底积水的影响 

浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，因此防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。 

浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥、公分石铺入孔底，然后再浇注混凝土。 

如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺。 

2，消除孔壁渗水的影响 

对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。 

3，保证桩身混凝土的密实性 

桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中的浇筑速度是关键，即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重量压住水流的渗入。 

对于深度大于10m的桩身下线，可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。 

4.6 施工顺序

合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对减少施工难度起到重要作用，在施工方案中要认真统筹，根据实际情况合理安排。 

在可能的条件下，先施工比较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深，难度相对愈大，较浅的桩孔施工后，对上部土层的稳定起到加固作用，也减少了深孔施工时的压力。在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而做为排水井，以方便其它孔位的施工。保证了桩孔的施工速度和成孔质量。

第五章人工挖孔桩施工质量控制探讨

随着交通基础设施建设的快速发展，人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，以其适应性强、成本适中、施工简便等特点，作为一种基础形式被广泛地应用于公路桥梁工程领域。灌注桩属于地下隐蔽工程，由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格按施工规范实施，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、挖孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散，大到断桩报废，给工程造成重大损失，甚至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制孔桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。本文从实际施工角度探讨人工挖孔桩缺陷桩的形成原因与处治措施。

5.1 成孔阶段

（1） 孔壁泥砂塌落

挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁外围泥砂塌落。如果地下涌水量不 大，塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。

（2） 挖孔时遇到厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂、脱落。许多施工单位只好改用沉井基础，因而增加了造价。

遇到这种情况，在施工时应采取加强措施：

1）顶层护壁用直径20cm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。

2）加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土土桩、竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。

3）在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。

（3） 封底混凝土

1）浇注混凝土前应检查孔底地质和孔径是否达到设计要求，并把孔底清理干净，同时把积水尽可能排干。

2）为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出。以减少邻孔的积水对工作孔的影响。

3）孔深超过6m时，还要注意防止混凝土离析，一般把搅拌好的混凝土装在容量为1~2m3左右坚固的帆布袋里，并用绳子打成活扣，混凝土送到井底时，拉开活扣就可将混凝土送到孔底，连续作业能迅速封好孔底，同时堵住孔底大部分甚至全部的地下水。

4）如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水就接近或超过20cm，这时用以上几种办法封底都会造成混凝土含水量太大，清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本上平静时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌好的早强型混凝土，混凝土量超过底节护壁30cm以上，再慢慢撤除导管，由于水压力的作用，封底混凝土基本上密实，混凝土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，已经没有地下涌水，待水抽干，再对剩余的水进行处理。将表面混凝土（这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水中）松散部分清除运到孔外，再继续下一道工序。

（4）施工时，为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜，移位。尤其在浇注护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。个别壁周泥砂塌落，在浇注混后护壁容易产生位移和歪斜，应注意检查和及时纠正。

5.2 灌桩阶段出现断桩

断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面：

(1)灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。

(2)在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，从而导致提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

(3)卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。

(4)坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。

(5)另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。

断桩处理的方法有以下几种：

(1)原位复桩

对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。

(2)接桩

在浇注混凝土出现断桩时，停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案，首先对桩进行声测确定好混凝土的部位；适当扩大孔径挖至断桩处，边挖边护壁，20#素混凝土进行护壁，护壁内用直径12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固，护壁间连接筋用直径16钢筋以20cm间距布置。第三，挖至浇注合格处利用人工凿毛，按人工挖孔混凝土施工方法进行混凝土的浇注。

(3)桩芯凿井法

这种方法说起来容易做起来难，适用于桩径较大的断桩处理（D≥1.2m），即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m左右，如果遇到个别桩水处理不好、降不下去，更是困难重重，导致质量、工期和经济上的重大损失。

第六章 人工挖孔桩施工工艺应用实例

6.1 张石高速公路保定涞源至涞水西段桥梁桩基工程

张石高速公路保定涞源至涞水西段位于保定地区西部，是河北省“五纵、六横、七条线”高速公路网中“五纵”的一部分，是沟通张家口和保定地区之间的一条交通主干线。沿线桥梁桩基均为灌注桩基础，有120cm、150cm和180cm等桩径。因当地水资源十分珍贵，当地百姓靠钻100米深左右的地下水饮用，土质多为亚粘土、卵石土和岩层，所以灌注桩的施工工艺大部分采用了人工挖孔灌注桩，且取得了较好的效果。

人工挖孔灌注桩的施工工艺流程如下：

放线、定桩位→监理复测后开挖第一节桩孔土方→支护壁模板、放护壁钢筋→浇筑第一节护壁砼，定骑马桩→检查桩位（中心）轴线、标高→拆第一节、支第二节护壁模板、放护壁钢筋→浇筑第二节护壁砼→检查桩位（中心）轴线、标高→逐层往下循环作业，挖至设计孔深→对桩孔全面验收→制作吊放钢筋笼→浇筑桩身砼

一、挖孔

挖孔前应按施工图纸准确放线，确定好桩位中心，桩位定好后，须经监理复测合格后方可开挖。

监理复测合格后，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径—本工程护壁厚要求20cm，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。开挖自上而下分层进行，每一层土方开挖区的形状呈上大下小的圆台体形状。上顶与下底的半径分别大于设计桩径20cm和30cm。开挖第一节桩时应先保留桩位，待第一节砼护壁硬化后，再用十字交叉法由桩心向四周引四个控制点，用钢钉在护壁上做标记—四个控制点组成的标记又叫骑马桩。骑马桩定好后再由测量人员校正，精确定出中心桩位，在以后开挖过程中用于吊中控制中心偏位和下钢筋笼校对中心。

开挖过程中应有效控制桩孔的截面尺寸，开挖区的侧壁要求做到光滑平整，底面要求水平，以便于立模。每节的开挖高度应根据土质和设计而定，本工程土质较密，一般以1m的模为宜，但土质较差时，应用0.3m～0.5m的模。挖出的土方要求及时运到地面并外运，不得堆放在孔边。在开挖过程中，要勤检查，注意土层的变化，当遇到流砂、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。

二、护壁

土方开挖后应立即进行护壁，以防止塌孔。护壁种类有素砼和钢筋砼两种，以现浇钢筋砼为优，它能与土壁紧密结合，整体性和稳定性均佳。素砼护壁和钢筋砼护壁的区别在于素砼没有制作护壁钢筋笼这一步骤。本工程因土质情况而异，两种护壁均有采用，下面仅介绍钢筋砼护壁的施工步骤。钢筋砼护壁由制作护壁钢筋笼、立护壁摹板、浇筑砼、拆模四个步骤组成。

1、制作护壁钢筋笼。护壁钢筋笼由环形钢筋和母线钢筋焊接而成。环形钢筋自上而下排列，其顶部与底部环形钢筋的直径分别大于设计桩径的10cm和30cm,其余环形钢筋直径按线性变化的规律自上而下递增。母线钢筋竖向等距焊于环形钢筋上。母线钢筋两头做成弯钩，使模与模之间的母线钢筋连为整体，以增强护壁的稳定性和整体性。第一层开挖位于地表，钢筋笼制作好后可直接放入孔中，以后各层由于护壁钢筋笼直径大于桩孔直径，所以不能直接放入，只能在孔下制作完成。

2、立护壁模板。护壁模板相应也呈圆台体形状，1米高的模板其上口直径等于设计桩径，下口直径大于设计桩径20cm，由多块呈曲面扇形的薄钢板制作而成。模板拼接时用螺栓或铁丝从拼缝处固定，并用木条填塞预留缝隙。每次安装模板时，都应吊中，使模板中心与孔中心一致，且孔径也要满足要求。

3、浇筑护壁砼。模板进行吊中校正后方可浇筑护壁砼。护壁砼应按配合比采用机械搅拌，以保证达到设计强度要求。浇筑护壁时，为了防止模板产生偏移，应对称下料，用敲击模板或木棒插捣的方法振捣，尽量使砼密实。

4、拆模。护壁砼拆模时间应根据气候情况而定，一般情况下浇筑完毕须经24小时后方可拆模。但在砼内掺入一定数量的速凝剂，可尽快达到拆模强度要求。如果拆模后发现护壁有蜂窝、漏水现象，应及时加以补强、堵塞和导流，保证护壁及砼的整体强度。

本工程有部分桩基是嵌岩桩，开挖时若遇到岩层，采用了爆破的方法进行施工，爆破经过专门设计，采用了浅眼松动爆破法。爆破时严格控制炸药用量，并在炮眼附近加强支护，孔深大于5米时必须采用电雷管引爆。爆破后应先通风排烟15分钟，并经检查孔内无有害气体后，施工人员方可继续施工。爆破形成的孔壁不需要进行砼护壁，但爆破时的飞石可能会使上面的护壁遭到破坏，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。

三、钢筋笼的制作和吊放

钢筋进场要验收，要有质保单，并要求做力学性能试验，焊条要有质保单，型号要与钢筋性能相适应，合格后才能启用。钢筋笼制作要严格按设计加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差±10mm，箍筋和螺旋筋螺距允许偏差±20mm，钢筋笼直径允许偏差±10mm，长度允许偏差±50mm。钢筋笼按要求制作好后，将其运至现场进行吊放。吊放时要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放到设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时用吊环固定于孔口的钢管或型钢上的。因此吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应注意其能否顺利下放。下放时不能碰撞孔壁，当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这样会造成塌孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因。如果是因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新吊放，如果是成孔倾斜造成的，则应进行修孔纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放。钢筋笼有接长时要加快焊接时间，尽可能缩短下放时间。钢筋笼吊入后反复校正设计标高并用工艺筋（吊环、抗浮筋）固定，防止钢筋笼下沉或上浮。

四、灌注砼

当钢筋笼在孔中就位后，便可灌注砼，本工程的桩基全都为旱桩，没有积水，但灌注砼采用了灌注水下砼的施工工艺，实践证明，质量满足要求。灌注时采用导管灌注，导管在砼面的埋置深度一般宜保持在2～6m，在灌注过程中，应经常测探孔内砼面的位置，及时调整导管埋深。为防止钢筋笼上浮，当灌注的砼顶面距钢筋笼底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。当砼拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升导管，使其底口高于底部2m以上，既可恢复正常灌注速度。采用导管灌注时，应保证足够的和易性和流动性，其坍落度宜为180mm～220mm，必须一次连续灌注完成，不留施工缝。人工挖孔灌注桩的砼质量容易保证，制作承台或底梁时，无需打掉桩头，只需将其顶面凿毛即可。

五、质量保证措施

1、严格控制桩孔垂直度、中心位置，每节桩孔护壁模板支好后，都应用十字线吊线锤对中，孔径和桩孔中心满足要求后方可下浇筑护壁砼。

2、挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。

3、护壁砼根据气候条件，一般情况下浇筑完毕经24小时后方可拆模。拆模后应进行校正，对不合格部分进行修正直至合格。

4、砼的原材料和砼的强度、坍落度和和易性必须符合设计要求和施工规范的规定

5、砼灌注时要保持连续，灌注过程中必须实行旁站，全员全过程控制，严格把关。

六、安全技术措施

1、孔内应设应急爬梯供人员上下孔，施工人员进入孔内必须戴安全帽，上下必须使用安全带。

2、砼第一节护壁必须高出地面15～30cm，防止流水及杂物进入孔内。

3、挖孔作业时，孔口附近禁止大型设备通过，必须通过时，孔内人员必须撤出。灌注砼时，邻孔内作业人员必须撤出。

4、为了确保安全，条文规定CO2含量达到0.3%或孔深达到10m，就应采取机械通风。若工地无气体化学分析仪等检测设备，可将小动物送入孔底，数分钟后把它提出，小动物若无异状工人才可继续作业。

5、防触电措施：施工现场一切电源线路的安装、拆除必须由持证的电工操作。施工现场电源线路按“三相五线制”、TN—S系统要求布置，并按“三级配电”、“二级漏电”分线分段保护。各孔用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。

人工挖孔灌注桩以其操作工艺简单，施工方便，可多桩同时进行，施工速度相对较快。挖孔和灌注砼质量易控制，节省设备投资，降低了工程造价，得到许多施工单位的认可，确实是一种经济适用的基础形式。

6.2 河南省道S226翟阳线马家庄至东岩段改建工程

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。

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。 

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。

6.3 山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿主斜井项目井口房工程

1 工程概况

山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿主斜井工程项目井口房工程为改扩建项目，位于山西省襄垣县境内五阳煤矿矿区，地质情况为：第一层为杂填土（素）；第二层为粉土、碎石土（全风化）；第三层为泥岩、泥质砂岩、砂质泥岩（强风化）；第四层为砂岩、泥质砂岩（中风化），探明地下水位较低，在第一层杂填土中含有一部分地表水。设计桩径分别为￠900mm、￠1000mm、￠1200mm，桩长在10.10ｍ~10.70ｍ之间，共计40根。主筋分别为15Φ22、15Φ22、20Φ22；螺旋箍筋￠12＠100/200。护壁、桩身均为Ｃ30砼。该工程建设有矿建队伍、安装队伍、土建队伍等几家同时在交叉进行作业，施工条件比较复杂，施工难度很大。

2 工艺流程：成孔—吊装钢筋笼—灌注砼

2.1 成孔：以二名工人为一组进行一个桩孔的施工，考虑到大部分为岩层，故井下工人使用风镐、短把铁锹等工具开挖，井上工人使用电动辘轳将井下工人装到料斗中的土方绞上来，直接抛弃在距井口2m远的地方，然后用W-50铲车、自卸汽车运出场外。

2.1.1 挖孔　①挖孔前按施工图依据建设单位给定的控制桩准确放线，确定桩孔中心点位置，然后以中心点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画圆，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，同时用ф8钢筋在石灰线四周外边埋设四个桩心控制点，以控制桩心。桩位线定好后，经监理复查合格后进行开挖。②开挖桩孔时按顺序从上到下逐层进行，先开挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，这样可有效控制桩孔的截面尺寸。开挖区的侧壁要做到光滑平整，底面要水平。每节的开挖高度控制在1.20米左右。③第一节桩孔成孔后，着手在桩孔口上架设垂直运输架，要求搭设稳定、牢固。安装提升设备、吊桶、活动盖板、水泵、通风机等：安装提升设备时，尽量使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心重合，以便挖土时能直观控制桩位中心和支模中心，同时施工护壁模板。④待第一节护壁砼施工完拆模后即可开挖下节土方。开挖第二节桩孔土方时，桩孔内人员要配戴好安全帽，往上吊运土方时，当吊桶离开孔上方1.5米时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土，桩孔每开挖一节，均需用尺竿检查桩孔的直径及井壁圆弧度，要及时修整每节孔壁，使上下垂直平顺。⑤当桩孔达到设计深度后，应及时通知监理单位、地质勘探部门进行桩底土质验收，符合设计要求后再进行孔底处理，孔底必须做到无松渣、浮土及浮石，保证孔底基层满足设计要求及施工要求。

2.1.2 护壁 护壁模板采用定型模板，呈圆台体形状，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，相邻两块模板拼缝预留20mm间隙。拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝处固定，两块模板间用木方填塞，以方便拆卸。拆模时，卸掉拼缝处固定的螺栓，向内侧敲打填塞的木方，使各块模板松动、分离后逐一取下即可。①第一节护壁支模时要高出自然地坪200mm，且高出部分的壁厚要比设计的护壁厚度增加100mm，以防止地面积水流入孔内。模板支好后立即浇筑第一节护壁砼，采用人工浇筑、人工捣实的方式进行施工，浇灌完毕后第二天即可拆模。同时检测桩位（中心）轴线、标高，并将桩位的控制轴线、高程标注在第一节护壁的上口，以后每节以十字线对中，吊线锤作中心控制，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深。②采用拆上节支下节依次周转的方式，循环施工直至到底。支第二节护壁模板时，模板上口要留出高度为100mm的砼浇筑口，以便于砼的浇筑。浇筑第二节护壁砼时，砼用吊桶运下，为了防止浇筑时模板产生偏移，应对称下料，用木棒敲击模板或插实的方法振捣。③因为护壁混凝土在地面以下。湿度、温度对其强度的增长非常有利，一般1天强度就能达到10Mpa左右，半天就可以拆模。拆模后若发现护壁有蜂窝、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。

2.2 吊装钢筋笼 钢筋笼骨架在现场制作加工，为使钢筋笼骨架有足够的刚度，按设计要求每隔2.0m在主筋外侧设置一道Φ16的加强箍筋，以保证在倒运和吊放过程中不产生变形。

2.2.1 吊装前首先要检查孔内的情况，当确定孔内无塌方和沉渣后方能起吊。用25t吊车将钢筋笼吊运至桩孔旁，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后立即用钢管或型钢临时搁支在护壁上加以固定。防止钢筋笼下沉或上浮。经现场监理人员验收合格后方能进行下一道工序的施工。

2.2.2 为了保证钢筋笼的位置准确和钢筋砼的保护层，在钢筋笼长度范围内每隔2.0m设置一处定位钢筋，每处的定位钢筋用Φ16沿钢筋笼周边对称布置4个，定位钢筋呈元宝状直接点焊在主筋上。钢筋笼吊装入孔时要避免墩笼、扭笼现象的发生。

2.3 灌注砼 本工程采用商品砼，用汽车泵进行浇筑施工。当钢筋笼在井筒中就位后且验收合格，便可向孔内灌注Ｃ30砼，砼坍落度控制在160-180mm内。浇筑前要仔细检查核对随砼泵车递送的砼配比单、材料试验单、出厂合格证、外加剂以及施工部位是否正确，无误后方可施工。砼浇筑要连续进行，中间不得留设施工缝。下部靠砼自身重量进行混合密实，浇筑到距顶部3-4m时采用插入式振动器垂直插入进行振捣，振捣点间距控制在40～50cm，应做到“快插慢拔”，以保证混凝土的密实度，同时要按规定留置砼抗压试块。砼桩头顶面在浇筑12H后进行浸水养护。砼浇筑到桩顶时，顶面高度要超过桩顶设计标高50-100mm，以保证在剔除浮浆、浮石后，桩顶标高符合设计要求。挖孔灌注桩的混凝土质量比较容易保证，而且在制作承台时，无需打掉桩头，只需将其顶面凿毛即可。

3 施工要点

3.1 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、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。

3.2 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。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。

3.3 每节桩孔挖好后，必须用十字线对中，用吊线锤向井底投设，以半径尺竿检查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。以保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。

3.4 要严格按照逐层往下循环的方式进行作业。桩终孔要保证设计桩长和入岩深度，桩孔挖至设计深度后，必须检查土质情况，桩底必须支承在设计规定的持力层上。开挖扩底部分时，应先将扩底部分圆柱体挖好，再按设计扩底部位的尺寸、形状自上而下削土。

3.5 对进场的钢材必须进行复检试验。人工成孔后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中心线、井壁垂直度等报监理验收，合格后做好施工记录。

4 安全措施

4.1 孔口四周必须浇筑砼护圈，并在护圈上设置围栏围护，围栏应高出地面1.2米，围栏采用钢筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周1米范围内。

4.2 每节桩孔挖完后立即支护壁模板，浇筑护壁砼，避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象，上下护壁间搭接长度不得小于50mm。桩底设计要求扩底的，若扩底高度超过2米，扩底部分应分段做护壁，防止扩底部分坍塌。

4.3 为防止土层中含有有毒气体，每次下孔前，必须先对桩孔内进行通风换气工作。要设置专门的通风设备，桩孔上人员要密切观察桩孔下人员情况并经常互相呼应。当孔深大于5米时，要及时向井下通风，加强空气对流，必要时输送氧气，防止有毒气体的侵害。

4.4 施工现场一切电源、电路的安装、拆除必须由持证电工操作，施工现场电源、线路按“三相五线制”，TN—S系统要求布置，并按“三级配电”，“二级漏电”分级分段保护，各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用，必须一机一闸一漏一箱进行敷设，孔内电线电缆必须采用护套等有防磨损，防潮，防断等保护措施，操作工应戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋，配电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装要牢固。

通过对本工程的实施，我们发现就单个井筒而言，人工开挖一个12m深的井筒大约需要6～8天，人工挖孔的速度不如钻孔快，但在复杂的条件下，比如不能按顺序开挖，和其它几个工作面混合交叉在一起进行施工时，人工挖孔的优势就显现出来。人工挖孔可以几个甚至十几个工作面同时开展施工作业，机动灵活，从而也就大大地加快了施工速度。经过对所完成的40根挖孔灌注桩进行试块强度试验和桩身动检试验，结果均符合设计要求及施工规范规定，取得了预期的效果，也获得了建设单位的好评。下载本文