浅谈人工挖孔灌注桩施工工艺

摘要：本文分析人工挖灌注桩施工过程，重点分析了施工过程中的一些工艺技术及注意事项，以便确保工程质量。

关键词：人工挖孔；灌注桩；施工；工艺

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，随着大规模城市建设工程的开展，人工挖孔灌注桩应用的越来越广泛。

一、人工挖孔灌注桩施工概述

人工挖孔灌注桩适用于桩径800mm以上(端承桩)，在无地下水或地下水较少的软质岩(强风化岩)、稍密一中密的碎石土、粘性土、粉性土地基中。施工程序为场地平整―放线―定桩位―架设支架或电动基芦―准备潜水泵、鼓风机、照明设备等―边挖边抽水―每下挖900mm进行桩孔周壁的清理、校核桩孔的直径和垂直度―支撑护壁模板―浇灌护壁混泥土―拆模继续下挖至设计孔深―验收―绑扎钢筋笼―验收钢筋笼―排除孔底积水，放入串通，浇筑混泥土。

二、人工挖孔灌注桩施工工艺

1、开工前的准备工作。平整场地，做好抗滑桩锁口周围的排水措施，并做到水通、电通、路通。调查了解施工现场地上、地下的障碍物，如地下电缆、光缆、上下水管道等的分布情况。准备好施工必须的资料，如桩的设计图纸、地质勘察报告书，以便掌握施工区域各层土的物理力学性质，桩持力层的岩土特征及埋深，地下水埋深及分布情况。认真编制人工挖孔灌注桩施工方案，首先要保证安全施工，要有全面的安全技术措施，全面指导施工。挖孔桩深度超过2M后要对其坑口采取安全护栏，不允许非施工人员入内。准备好施工工具如挖孔施工工具、模板、通风机、水泵、照明及动力电器等。

2、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。为保证桩的垂直度，每浇灌完三节护壁校核桩中心心位置及垂直度。桩的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，厚度一般为100cm，上底和下底的口径一般大于设计桩径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。

3、护壁。对地基土条件好的桩孔可为自然井壁，可一次性挖至设计孔深；对地基条件差的桩孔，为防止塌孔，确保安全施工，每一层土方开挖后应进行护壁。壁的类型以圆台为宜，有利于混凝土的浇筑。

（1）护壁钢筋。护壁钢筋笼的形状为一个圆台体的侧表面，一般由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，其上口的直径大于等于设计桩径，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）浇筑护壁混凝土。浇筑护壁使用的混凝土一般按C20设计。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。为了加快施工进度，护壁混凝土采用早强工艺，即加入速凝剂，速凝剂掺量为胶凝材料的4%，具体掺量根据试验确定。入仓前，在井口位置固定好溜筒的进料口，然后续接溜筒至浇筑仓面位置，并固定牢固。浇筑时，一边将混凝土溜入仓面，一边人工抛洒速凝剂，然后，用插入式软轴振捣器平仓、振捣，直至浇筑完毕，并将表面的混凝土收平、压光。

4、钢筋笼的制作与安装。钢筋笼的主筋为通长钢筋，接头采用对焊，主筋和箍筋间隔点焊固定，控制平整度误差一般不大于5cm，在钢筋笼四侧主筋上一般每隔3m设置耳环，以控制保护层厚度，钢筋笼外形尺寸要求比孔小。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，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。

5、灌注混凝土。在浇筑混凝土之前，应先清除孔底积水及残渣。混凝土拌制配合比严格按实验室配合比进行，混凝土坍落度宜控制在7～9cm，搅拌时间不小于90s。用导管向孔底灌注筑混凝土，导管底端控制高度距孔底2m，灌注须分层连续进行，随着混凝土表面不断上升同时逐步提升导管，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。

三、施工安全注意事项

人工将桩孔四周清理干净，引出桩位十字桩后，进行锁口和第一节桩孔的土方开挖。挖土次序为先挖中间部分后挖周边，允许尺寸误差+5cm。弃土装入吊桶垂直运输，吊至地面上后，用手推车运出。锁口圈初凝后，立即用钢钉将桩心十字控制桩引至锁口圈并用红漆加以标识并测量锁口顶标高。

孔口安放并固定好电动提升设备提升架，电动提升设备提升出碴。土方开挖采用短柄铁锹、钎、风镐等工具施工，岩石层采用浅眼松动小爆破，严格控制炮眼深度、密度和单次爆破用药量。施工时，为确保安全，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。挖孔过程中，随时利用锁口十字桩挂大线坠，用水平尺检验和校正桩孔桩径净空尺寸和垂直度。开挖过程中应经常检查地质情况，及时记录岩层变化深度、并及时对地质取样与设计地质进行对照，绘制地质柱状图，倘若与设计资料不符时，应报现场监理工程师确认，并报项目部提请设计单位进行现场核对。

合理安排施工工序。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（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。

四、结语

综上所述，人工挖孔灌注桩，适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层，随着我国国民经济的快速发展，各类工程建筑业日益走向高层次、规模化。人工挖孔灌注桩因其占施工用场地少，单桩承载力高，抗震能力强，受力性能可靠，能保证桩径的完整性，速度快，节省投资，降低工程造价，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，而广泛应用于桩基工程的施工中。

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