人工挖孔墩基础方案

一 施工准备 1 材料及主要机具 水泥 宜采用 325 号矿渣硅酸盐水泥 砂 中砂或粗砂 含泥量不大于 5 石子 粒径为 0 5 3 2cm 的卵石或碎石 墩身混凝土采用商品混凝土 水 用自来水 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 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 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 作业条件 本工程作业条件差 回填土石方量大 开挖墩孔易造成塌方 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 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 按配套道路 挡墙施工总平面图 设置墩位轴线 定位点 墩孔四周撒灰 线 测定高程水准点 放线工序完成后 办理预检手续 按设计要求分段制作好钢筋笼 在地下水位比较高的区域 先降低地下水位至墩底以下 0 5m 左右 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 二 操作工艺 1 工艺流程 放线定墩位及高程 开挖第一节墩孔土方 支护壁模板放附加钢筋 浇筑第一 节护壁混凝土 检查墩位 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 开挖吊运第二节墩 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 检查墩位 中心 轴线 逐层往下循环作业 开挖扩底部分 清孔 检查验 收 吊放钢筋笼 放混凝土溜筒 导管 浇筑墩身混凝土 随浇随振 2 放线定墩位及高程 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 测定墩位轴线方格控制网和高程基准许点 确定好墩位中 心 以中点为圆心 以墩身半径加护壁厚度为半径画出上部 即第一步 的圆周 撒石灰线作为墩孔开挖尺寸线 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 开挖第一节墩孔土方 开挖墩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 5 1m 为宜 4 支护壁模板附加钢筋 为防止墩孔壁坍方 确保安全施工 成孔设置井圈 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 当墩孔直径不大 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 墩位轴线和高程 均应标定在第一节护壁上口 护壁厚度按设计要求 5 浇筑第一节护壁混凝土 墩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 混凝土强度为 C25 坍落度控制在 100mm 确保孔壁的 稳定性 6 检查墩位 中心 轴线及标高 每节墩孔护壁做好以后 必须将墩位十字 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 保证墩孔轴线位置 标高 截面尺寸满足设计要求 7 架设垂直运输架 第一节墩孔成孔以后 即着手在墩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 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 如果是试墩和小型墩孔 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 9 安装吊桶 照明 活动盖板 水泵和通风机 在安装滑轮组及吊桶时 注意使吊桶与墩孔中心位置重合 作为挖土时直 观上控制墩位中心和护壁支模的中心线 井底照明必须用低压电源 36V 100W 防水带罩的安全灯具 墩口四周 设围护栏 当墩孔深大于 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 墩孔上人员不得离岗 密切注视 观察墩孔下人员的情况 互相响应 切实预防安全事故的发生 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 先在墩孔底挖集水坑 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 桩孔口应严格管理 桩孔口应设置高于地面 200mm 的护板 防止地面石子 或其他杂物等被踢入桩孔中 10 开挖吊运第二节墩孔土方 修边 从第二节开始 利用提升设备运土 墩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 墩孔挖至规定的深度后 用支杆检查墩孔的直径及井壁圆弧度 上下应垂直 平顺 修整孔壁 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 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 13 检查墩位中心轴线及标高 以墩孔口的定位线为依据 逐节校测 14 逐层往下循环作业 将墩孔挖至设计深度 清除虚土 检查土质情况 墩底应支承在设计所规定的持力层上 15 开挖扩底部份 墩底可分为扩底和不扩底两种情况 挖扩底墩应先将扩底 部位墩身的圆柱体挖好 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 16 检查验收 成孔以后必须对墩身直径 扩头尺寸 孔底标高 墩位中线 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 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 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 18 浇筑墩身混凝土 采用商品混凝土 混凝土的落差大于 2m 墩孔深度超 过 12m 时 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 19 混凝土浇筑到墩顶时 应适当超过墩顶设计标高 以保证在剔除浮浆后 墩顶标高符合设计要求 20 冬 雨期施工 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 在墩顶未达到设计强度 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 雨天不能进行人工挖墩孔的工作 现场必须有排水的措施 严防地面雨水 流入墩孔内 致使墩孔塌方 三 质量标准 1 保证项目 灌注墩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 实际浇筑混凝土量 严禁小于计算体积 浇筑混凝土后的墩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 基本项目 墩身直径应严格控制 一般不应超过墩长的 3 且最大不超过 50mm 孔底虚土厚度不应超过规定 扩底形状 尺寸符合设计要求 墩底进入设 计要求挡土持力层 持力层土体不应被破坏 3 允许偏差项目 人工成孔灌注墩允许偏差 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 墩位中心轴线 10 拉线和尺量检查 6 墩孔垂直度3 L 且不大于 50吊线和尺量检查 7 墩身直径 10 尺量检查 8 墩底标高 10 尺量检查 9 护壁混凝土厚度 20 尺量检查 注 L 为墩长 四 成品保护 1 已挖好的墩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 已挖好的墩孔及时放好钢筋笼 及时浇筑混凝土 间隔时间不得超过 4h 以防坍方 有地下水的墩孔应随挖 随检 随放钢筋笼 随时浇灌混凝土 避免地 下水浸泡 3 墩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 吊入墩孔时 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 限制钢 筋笼上浮 6 墩孔混凝土浇筑完毕 应复核墩位和墩顶标高 将墩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墩 水准点 不得碾压墩头 弯折钢筋 五 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 必须根据墩孔口上的轴线吊直 修边 使孔壁圆弧保持上下 顺直 2 孔壁坍塌 因墩位土质不好 或地下水渗出而使孔壁坍塌 开挖前应掌握 现场土质情况 错开墩位开挖 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 钢板墩 木板墩封堵 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 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 5 墩身混凝土质量差 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 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 使其平稳地放入墩孔中 保持骨架完好 六 常见问题技术处理 1 地下水 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 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 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 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 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 不允许无限制抽水 二是周围有江沙 湖泊 沼泽等 不可能无限制达到抽水 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 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 因此要采取有效可靠的措施 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 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 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 支挡的木方模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 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 5 桩身混凝土的浇筑 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 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 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 七 人工挖孔桩终孔及基桩验收 1 终孔验收 人工挖孔桩根据地质勘察报告开挖至设计标高 成孔后应先自检 对墩身直径 扩头尺寸 孔底标高 墩位中线 井壁垂直 虚土厚度进行全面测定 并形成地基 验槽记录 报监理单位工程师现场复核 经勘察单位工程师确认后 方进行下道工 序 2 基桩及承台工程验收资料 当桩顶设计标高与施工场地标高相近时 桩基工程的验收应待成桩完毕后 验收 当桩顶设计标高低于施工场地标高时 应待开挖到设计标高后进行验收 基桩验收应包括下列资料 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 经审定的施工组织设计 施工方案及执行中的变更情况 桩位测量放线图 包括工程桩位线复核签证单 成桩质量检查报告 小应变 单桩承载力检测报告 静载试验 抽芯等 基坑挖至设计标高的基桩竣工平面图及桩顶标高图 承台工程验收时应包括下列资料 承台钢筋 混凝土的施工与检查记录 桩头与承台的锚筋 边桩离承台边缘距离 承台钢筋保护层记录 承台厚度 长宽记录及外观情况描述等 3 成桩质量检查 灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔 钢筋笼制作及安放 混凝土 搅拌及灌注等三个工序过程的质量检查 混凝土搅制应对原材料质量与计量 混凝土配合比 坍落度 混凝土强度 等级进行检查 钢筋笼制作应对钢筋规格 焊条规格 品种 焊口规格 焊缝长度 焊缝 外观和质量 主筋和箍筋的制作偏差等进行检查 在灌注混凝土前 应严格按照有关施工质量要求对成孔的中心位置 孔深 孔径 垂直度 孔底沉渣厚度 钢筋笼安放的实际位置等进行认真检查 并填写相 应的质量检查记录 对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程 应 进行成桩质量检测 检测方法可采用可靠的动测法 对于大直径桩还可采取钻取岩 芯 预埋管超声检测法 检测数量根据具体情况由设计确定 成桩桩位偏差应根据不同桩型按 相关 规定检查 4 单桩承载力检测 为确保实际单桩竖向极限承载力标准值达到设计要求 应根据工程重要性 地 质条件 设计要求及工程施工情况进行单桩静载荷试验或可靠的动力试验 八 主要安全技术措施 1 图纸会审提出的问题及解决办法要详细记录 写成正式文件或会审记要 参加会审的单位人员应签章 连同施工图 施工方案等作为主要施工依据 2 挖墩孔的护壁最小厚度应不小于 100mm 挖墩孔的孔深一般不宜超过 25m 当墩长 L 8m 时 墩身直径 不含护壁 下同 不应小于 0 8m 当墩长为 8m L 15m 时 墩身直径不应小于 1 0m 当墩长为 15m L 20m 时 墩身直径不应 小于 1 2m 当墩身大于 15 m 时 应经相关部门报备 并经专家审核后再施工 3 场地邻近的建 构 筑物 施