论钻孔灌注桩及人工挖孔桩施工技术

1钻孔灌注桩及人工挖孔桩施工技术摘要：钻孔灌注桩是利用钻孔机械设备钻孔，然后在孔内放入钢筋笼或不放钢筋笼再灌注混凝土成桩。人工挖孔桩是采用人工直接开挖成孔再放入钢筋笼浇筑砼成桩。钻孔灌注桩成孔设备比较轻便，属于无振动无挤压的成孔工艺，能在各种土层条件下施工，但这种桩型因施工过程属隐蔽作业，故成桩质量控制难度较大。人工挖孔桩具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，对四周环境及建筑物影响较小，成桩质量可靠；但由于其为人工深井作业，安全得不到保证，被国家建设主管部门明令限制使用，而在工程实际中，由于某些原因，仍在广泛使用。故有必要对以上两种桩型的施工技术做进一步探讨。Abstract:Boredpileistheuseofboreholedrillingmachineryandequipment,andthenAddintheholeorontothecageofreinforcedsteelcageintoapileofconcreteandreperfusion.Hand-dugpileisadirectartificialexcavationputintoaholeandpouringconcreteintoasteelcagepile.Holeboredintoarelativelyportabledevices,arenotvibration-freeextrudedholetechnology,inavarietyofsoilconditions,construction,butthispiletypeishiddenbecauseoftheconstructionprocessoperations,qualitycontrolitisdifficulttopilemoreGreat.Hand-dugpileofequipmentwithsimpleequipment,theconstructioniseasytooperate,occupysmallspace,andbuildingsonthesurroundingenvironmentislesssignificantthanthatpilequality;However,duetoitsartificialShamoperations,securitycannotbeguaranteedtobeinchargeofnation-buildingexplicitrestrictionsontheuseofdepartments,andinengineeringpractice,sinceforsomereason,arestillwidelyused.Itisthereforenecessarytopileontheabovetwotypesofconstructiontechnologytoexplorefurther.关键词：钻孔灌注桩；人工挖孔桩；施工技术Keywords:Boredpiles;Hand-dugpile;ConstructionTechnology2前言随着我国建筑事业的不断发展，在建筑工程基础和支护设计中，根据土质特点，大量采用桩基础，而钻孔灌柱桩和人工挖孔桩作为常用的桩型，在工程中被普遍使用，根据本人几年来工程施工的经验，就以上两种桩型的施工技术和优缺点阐述如下，以便于在工程设计和施工中，选择合理的桩型和施工方法，保证工程施工的顺利进行。一、钻孔灌柱桩是使用电动钻孔机械钻孔，待成孔深度达到设计要求后进行清孔、放入钢筋笼，然后在孔内灌注混凝土而成桩。属于一种现场机械化的桩基础施工方法。所需机械设备有螺旋钻孔机、钻扩机或潜水钻孔机。在设计使用上只要机械有充足的工作面，均可使用。但若设计承载力要求较高的部位，应慎重选用。二、人工挖孔桩则是以人工下孔直接开挖，利用电动葫芦出土，深度达到设计要求的岩层或桩长，再进行扩孔，放入钢筋笼，最后浇筑砼成桩。此种桩型属于一种施工简便、成孔方便、桩身质量有保证的桩基础施工方法，但施工工艺较为落后，危险性较大，安全控制难度较大，工期较长。设计在选用时，由于其危险性较大，国家已对人工挖孔桩限制使用。所以应有可靠的安全保障措施的情况下，才能使用。本论文编写过程中，感谢湖南工程学院王老师、曾老师以及中国建筑工程总公司广东分公司杨总工程师的指导和审稿。本论文由于时间仓促，及个人经验原因，难免有不足之处，恳请各位提出宝贵意见，谢谢！3一挖孔桩施工技术(一)准备工作1、工程资料准备工程地质勘查报告和工程周边及地下管线、管道资料图；桩基施工图纸会审纪要；主要施工机械技术性能资料；桩基的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材（水泥、砂石、钢筋）的质检报告。2、质量管理措施施工前应成立专门的质量管理机构，施工管理人员熟悉图纸，学习规范及操作规程，对进场工人针对本工程特点进行技术交底和教育，制定施工工序和检查程序；制定雨季施工的技术措施等。3、水电已接驳钻孔前应确定施工用水、用电已接驳，保证施工过程的顺利作业。4、场地平整开始钻孔前，要平整好场地，布置好控制网，根据监理复核过的桩基位置，采用十字交叉法订立每一孔桩的位置，并在桩位外设置定位龙门桩。5、人工挖孔桩的设计和施工方案必须经专家论证人工挖孔桩必须在设计和施工阶段必须有专项方案，设计和施工方案在必须经专家论证，经专家认论同意后，方可实施。(二)施工工艺过程1、挖孔桩的开挖（1）、根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线，然后向下挖深1m，浇筑混凝土井圈第一节护壁。井圈应高出地面20cm，且应加厚10cm。而后将桩位纵横中心线测放到井圈上，并测出孔口控制高程，以利于下部掘进的高程控制，且要求第一井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于2cm。井圈高出地面还有利于防止地表水在施工过程中进入井内（如下图所示）。4孔顶护筒详图室外地坪φ8@200φ8@200护壁（2）、钢筋混凝土护壁应保证设计的配筋和混凝土强度。上下节护壁的搭接长度不得小于50㎜，每节护壁在当日施工完毕后宜养护24h后拆除；发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防止造成事故。（3）、进行下一节井孔土方开挖时，先从井口用垂球吊线找出井孔中心点，并在井孔底部打一短木桩，将桩中心投影到木桩顶上，以此为据进行第二节护壁的土方开挖。在开挖过程中应该密切注重地质状况的变化。（4）、扩大头的施工，人工挖孔桩的特点在于它下部扩大头的施工，扩大头的开挖深度深、直径大，所以在施工过程中，应该先监测土质是否已达到设计要求的持力层，经验证，土质确实以达到设计要求的承载力土层时，方可进行扩孔，扩孔时，要特别注意安全，并保证设计要求的深度和直径。扩大头完成后，清渣、验收和浇筑混凝土要求工序紧凑，可减少土层坍塌的几率。2、砼的浇筑混凝土的浇筑应在成孔后及时施工。关于钢筋笼的加工、制作和安装，以及混凝土的浇筑，与常规灌注桩的施工相同。只是在混凝土浇筑时,当浇筑砼的落差高度超过2米时,应使用串通，从桩的一侧下料，人工摊铺并振捣；在有地下水时可用导管进行水下混凝土浇筑。3、成桩质量检验在施工中我们要求做到每根桩应有成孔施工记录、钢筋制作安装检验记录、混凝土拌和物质量记录，混凝土试块资料，并按设计要求进行桩身完整性和桩身承载力检测。(三)施工过程的难点与重点1、地下水问题。5地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水；当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水；假如地下含水量丰富，而桩设计深度不大时可考虑在场地四面设置井点排水。2、流沙层问题人工挖孔桩在开挖时，假如碰到细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时发生井漏，造成质量和安全事故。因此要采取有效可靠的措施。在流砂情况较轻时，可缩短挖孔层深，正常的1m左右一段改为0.3～0.5m，并随挖随检随护壁；在流砂情况较严重时，常用下钢护筒的方法，钢护筒同钢模板相似，以孔外径为直径，可分为4－6段圆弧。3、淤泥质土层问题在碰到淤泥质等软弱土层时，一般可用木板模板支档，同时缩短开挖深度，并及时验收浇筑混凝土护壁。4、砼浇筑问题人工挖孔桩在砼浇筑时由于桩深较深，最深可达80米，孔径有限，因此砼浇灌时，存在难以操作，作业人员必须下孔内去振捣，危险性较大；当砼落差高度超过2米以上时，必须加设串槽，孔内应增设安全照明及通风管道设施，确保作业人员生命安全。6二、钻孔灌注桩施工技术(一)准备工作1、工程资料准备工程地质勘查报告和工程周边及地下管线、管道资料图；桩基施工图纸会审纪要；主要施工机械技术性能资料；桩基的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材（水泥、砂石、钢筋）的质检报告。2、质量管理措施施工前应成立专门的质量管理机构，施工管理人员熟悉图纸，学习规范及操作规程，对进场工人针对本工程特点进行技术交底和教育，制定施工工序和检查程序；制定雨季施工的技术措施等。3、水电已接驳钻孔前应确定施工用水、用电已接驳，保证施工过程的顺利作业。4、场地平整开始钻孔前，要平整好场地，清除地下建筑物旧基础或孤石等障碍物，布置好控制网，根据监理复核过的桩基位置，采用十字交叉法订立每一孔桩的位置，并在桩位外设置定位龙门桩。(二)钻孔灌注桩施工工艺过程1、螺旋钻孔灌注桩施工工艺：钻机就位后，用吊线、水平尺等检查导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心。钻孔时放下钻机，使钻杆向下移动至钻头触及土面时，才开动转轴旋动钻杆，边钻边进边出土。当钻到预定深度后，必须在原深处进行空钻清土，然后停钻提起钻杆。桩孔钻成清孔后，应尽快吊放钢筋，灌注混凝土不要隔夜，灌注混凝土时应分层进行。2、大直径钻孔扩底灌注桩施工工艺：场地平整→放桩位线→钻孔机就位→机械钻直孔→人工清直孔及扩孔→扩孔清底→检查→放钢筋笼→灌注混凝土。大直径钻孔灌注桩一般是指桩身直径大于700mm，用机械或人工成孔，在孔内灌注混凝土而成的桩，如果桩底部再进行扩大，则称大直径钻孔扩底灌注桩。(三)钻孔灌注桩施工要点71、垂直度控制钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要指标，垂直度的检测应该是保证桩身质量的重要环节。为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀，土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，使用自重大的钻机和刚度大的钻杆则较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。2、深度控制（1）、如测量有误达则不到设计深度。常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达1%左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔一定把测绳拿去核实。（2）、钻孔入岩深度达不到设计要求。更多的是由于地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。此外，还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案，直至工程使用正常，沉降稳定。3、钻孔孔径控制在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土和粉土中钻孔容易出现缩孔现象。尤其在粘性土和淤泥质软土层成孔缩孔现象更不可避免。与孔径有关的质量问题有：（1）、由于孔径小于规范要求，桩的截面缩小，承载能力降低，实际上降低了桩的安全系数。（2）、软弱土层一般都在地层上部，缩颈现象也发生在此段，而桩的内力也是上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。（3）、由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力消弱或丧失。4、孔内泥浆在钻孔灌柱桩的施工中，泥浆质量差，会形成如下的不良后果：（1）、形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。（2）、泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形