1、北京地铁四号线01标项目经理部 2006年12月9日 人工挖孔桩施工 一、人工挖孔桩概况和所涉及的主要规范一、人工挖孔桩概况和所涉及的主要规范 二、人工挖孔桩的主要施工工艺二、人工挖孔桩的主要施工工艺 三、人工挖孔桩的质量保证措施及常见质量问题解决三、人工挖孔桩的质量保证措施及常见质量问题解决 办法办法 四、人工挖孔桩安全保证措施和常见安全问题应对措四、人工挖孔桩安全保证措施和常见安全问题应对措 施施 五、人工挖孔桩在五、人工挖孔桩在01 01标明挖区间的应用标明挖区间的应用 主要内容主要内容 1、发展概况 人工挖孔桩应用历史悠久，最早于1893年在美国芝加哥问世。我国铁路部门约在 二十世纪五
2、十年代就用人工挖孔桩作为治理滑坡的抗滑桩 。80年代初开始在我国各 地各类基础设施建设中得到了广泛应用。 2、适用范围 挖孔灌筑桩适用于桩直径800mm以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘 土，含少量的砂、砂卵石的粘土层采用，特别适于黄土层使用，深度一般可达20m左 右，可用于高层建筑、公用建筑、水工结构（抗滑、挡土、锚拉桩之用）。对有流 砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土 层，不宜采用。 3、主要优点 最大的优点在于需要的作业面小，对场地的适应性强，对环境污染小，造价较 低，正常施工条件下质量容易保证。 4、主要缺点 桩孔内空间小，劳动条件差 ，施工
3、文明程度底，易发生安全事故。正因为这些 缺点，人工挖孔桩的使用受到 严格的限制。所以人工挖孔桩主要面临的是安全问题 而不是技术问题，所以下面也把安全作为重点来介绍。 一、概况和涉及的主要规范 由于地铁施工的特殊性，许多时候不得不采用人工挖孔桩施工，四号线很 多标段都有不同数量的人工挖孔桩。 目前人工挖孔桩桩并无专门的技术规程和规范，在北京市建设工程施工 现场安全防护基本标准2.09规定人工挖孔桩的施工企业必须有总承包一级规定人工挖孔桩的施工企业必须有总承包一级 以上资质或地基基础工程专业承包一级资质，而且施工方案必须经企业负责以上资质或地基基础工程专业承包一级资质，而且施工方案必须经企业负责
4、人、技术负责人签字审批，为了确保安全我们还组织了专家论证。人、技术负责人签字审批，为了确保安全我们还组织了专家论证。另外在 建筑桩基技术规范、桩基工程手册中也有关于人工挖孔桩的内容。 一、概况和涉及的主要规范 建筑桩基技术规范 桩基工程手册和北京市建设工程施工现场安全防护基本标准 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 筋浇筑第一节护壁砼检查桩位(中心)轴线架设垂直运输架安 装辘轳安装吊桶、活动盖板、开挖吊运第二节桩孔土方(修边) 先拆第一节模板、支第二节护壁模板(安装附加钢筋)浇筑第二节护 壁砼检查桩位(中心)轴线逐层往下循环作业检查验收吊 放钢筋笼，定位放砼溜筒(导管)浇筑桩
5、身砼。 二、主要施工工艺 1、桩身混凝土质量问题 主要表现为混凝土离析，混凝土强度低；有缩颈、空洞、夹土等现象。 产生原因:灌注混凝土时，不用串筒；或者串筒口到混凝土面的距离过大( 2m)，有时在孔口将混凝土直接倒入孔内，造成砂浆和骨料离析。在桩孔内有 水时，未能按要求抽干水就开始灌注混凝土。灌注混凝土时对护壁的漏水未能 堵住,致使混凝土面积水较多，有时未能将这些积水清除，照样往下灌混凝 土。灌注某一孔桩身混凝土时以及桩身混凝土初凝前，附近的桩孔挖孔工作未 予停止。 采取的主要措施是开挖采用跳挖，浇注混凝土时增设溜槽或串桶， 如有积水及时抽干。 2、 桩端持力层问题 主要表现为桩端夹泥，桩端持
6、力层未达到设计要求的岩(土)层，桩端下 有软弱下卧层。 产生原因：浇注桩身混凝土前，对桩孔底沉渣未能彻底清除；对桩端持力 层的岩（土）性质判断有误。发生流砂涌泥等现象，使挖孔作业无法进行到 底，“草草收场”。 采取主要措施是加强孔底的检查，清除虚土，必要时用水泥砂浆或混凝土 封底。 二、常见质量问题和解决办法 3、 垂直偏差过大 由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖完以后垂直度超过规范要求。 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。 4、孔壁坍塌 因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前要掌握现场土质 情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松
7、动情况，必要时可在坍 孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。 5、 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 底要挖集水井坑，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 硬性的混凝土料。 6、 钢筋笼扭曲变形 钢筋笼加工制作时点焊不牢，未采取支撑钢筋，运输、吊放时产生变形、扭 曲。钢筋笼要在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固，支撑加固措施要可靠，吊 运要竖直，使其平稳地放人桩孔中，保持骨架完好。 二、常见质量问题和解决办法 2.1地面或高空坠物 桩孔第一节护壁高出地面1520cm，防止杂物滚落孔内伤人，防
8、止地表水流入；孔下 有人作业时，孔口有人监视防护，孔口配合人员应集中精力，密切监视孔内情况，积 极配合孔内人员进行工作；在孔内上下传送工具物品时，严禁抛掷；及时清理场内的 土石方，孔口1.0m范围内严禁堆物；人员上下要系安全带，孔内作业人员戴安全帽。 四、常见安全问题和预防措施 高出地面 15cm 2.2地面人员失足跌入桩孔 为防止地面人员和物体落入桩孔内， 孔口四周必须设置临时护栏(一般0.8m 高)。停止施工时盖好孔口，防止人员坠落；孔口监视人员不得擅自离岗，离岗前 要做好交接工作。 四、常见安全问题和预防措施 用钢筋焊制的可移动护栏 用钢筋焊制的孔口篦子 2.3触电 施工场地内一切电源、
9、电器的安装和拆除，必须由持证电工操作；所有电 器设备严格接地、接零和使用漏电保护装置；电器安装后必须经验收合格方可 使用。照明电源采用12V安全电压，灯具开关和桩孔内的电源线采用防水、防 潮产品；水泵用防水的尼龙索作为受力绳具，严禁用电缆吊放水泵。 2.4起重工具失灵 不得用人工拉绳子运送人员或脚踩护壁凸缘上下桩孔。支架应稳定牢固， 使用前必须检验其安全起吊能力。桩孔内必须放置软爬梯或设置尼龙绳，并随 挖孔深度增加放长至工作面,作为救急备用。 四、常见安全问题和预防措施 软 梯 2.5桩孔内涌水、涌砂 每天开工前，应将桩孔内的积水抽干。在桩孔开挖过程中，出现局部涌水 时，用钢护筒作护壁，并减短
10、护壁高度，采取短开挖，紧护壁的方法施工；孔 内抽水时，密切注意桩孔四周地表变化，预防下陷和坍塌。 2.6桩孔内出现有毒气体致使人员窒息 当桩孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行对孔内有毒气体的检测，并 用鼓风机向孔内送新鲜空气5分钟，使孔内混浊空气排出，才准下人。 2.7 人工挖孔桩过砂层及遇上层滞水时的施工措施 针对人工挖孔桩特点，遇砂层可以采取促使护壁混凝土速凝的办法，即 在护壁混凝土拌和时掺加适量速凝剂，速凝剂的掺量根据实际采用的品种、型 号经实验室确定。 四、常见安全问题和预防措施 1、采用人工挖孔桩的原因 出入段线明挖框架结构的围护结构采用 800钻孔灌注桩加钢支撑的支方 式，原方
11、案采用长螺旋钻机干成孔后灌注混凝土的成桩工艺，但施工至嘉园路 附近后因受以下因素影响，穿嘉园路部分以及嘉园路西侧废水沟附近的围护桩 无法采用该种工艺施工： 1、地面设施影响 嘉园路东侧有一块广告牌，广告牌长度约10m（南北向），另外在路东侧 和路以西废水沟附近各有南北向一条高压线，受其影响，该区域内的围护桩无 法采用机械施工，为确保施工安全，拟采用人工挖孔的工艺成孔。 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 2、 地面交通影响 嘉园路主路宽度约14m，若采用长螺旋钻机施工，施工时施工机械将占据很大的 路面宽度，导致路面无法通行，而人工挖孔施工占用的施工面积较小，并且可以通 过增加施工人员大大缩短占路时间
12、，减小施工对交通的影响。 3、地下管线的影响 根据“中国冶堪总局第一地质勘察院”出具的物探报告，并结合现场实际测 量，明挖隧道南侧区间地下管线主要存在于嘉园路下，分为6种管线形式，给水、雨 水、污水、煤气、电力、电信管线均为正在使用的。其中，煤气管线从城南嘉园引 出；电力管线供两侧路灯使用；电信管线由三条电缆、两条光缆组成。在施工围挡 范围内，共有四个井盖，分别为给水、电信、雨水、污水井盖。详见下图。 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 电力 100X100 电力 100X100 电力 100X100 电信 600X400 电信 600X400 煤气 DN400 煤气 DN400 污水 d500 污
13、水 d500 污水 d500 雨水 d1200 雨水 d300 雨水 d1600 给水 DN600 给水 DN600 地下管线分布图 电 信 电力 煤气 给水 施工过程中做好对施工区域 及周围的地下管线的保护成为安 全施工的重中之重。若采用长螺 旋钻机钻孔以及其它的成孔方式 很难确保地下管线的安全，同时 对施工安全也存在着较大隐患， 采用人工挖孔时遇到管线可以采 取适当挪动桩位的方法保护地下 管线，有效的满足了对地下管线 保护和安全施工的要求。 考虑到上述实际情况的限 制，联系勘察报告描述并结合嘉 圆路东西两侧机械成桩所掌握的 地层情况，在成孔深度内无地下 水影响，可以采用人工挖孔桩施 工，故
14、将该部分机械钻孔灌注桩 施工改为人工挖孔桩施工。 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 2、人工挖孔桩施工 2.1工人经培训持证上岗，并将上岗证挂在孔口。 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 依据经过专家论证的人工挖孔桩方案 对操作工人进行培训做到持证上岗 上岗证悬挂于洞口 2.2采用隔桩跳挖的办法以避免混凝土灌注对临近桩的影响，十字交叉法来控 制桩位，经常测量孔径保证达到设计要求。 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 跳桩开挖 测量孔径 2.3护壁的配合比和配筋情况 人工挖孔深度范围内卵石层较厚，考虑到卵石层特点是较为松散，自立性 差，为加强护壁安全性，在护壁中增加8根 8主筋， 6200圆形箍筋。主筋 握成弯
15、钩上下钩结形成整体（详见护壁配筋图）。护壁形式采用外齿式护壁， 作为施工用的衬体，以增加抗塌孔能力。混凝土采用C25现场搅拌混凝土 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 800 100100 8根8均匀布置 70 10070 100 护壁配筋平面图 1-1剖面 11 800 箍筋6200 1000 70701000 8根8均匀布置 混凝土原材料计量 2.4 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 2.4设置操作平台，用来临时放置混凝土拌和料和灌注护壁混凝土。护壁混凝土 振捣密实，上下节护壁间搭接50mm。 2.5拆模时间按建筑桩基技术规范 6.5.7.5条规定，24小时后可以拆模。 2.6由于受高压线等的影响，钢筋笼分节吊放，在孔口连接。 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 五、明挖区间的人工挖孔桩施工 2.7为保证桩头混凝土密实度，加强桩头混凝土的振捣。 目前明挖区间一期34根人工挖孔桩全部完成。通过施工，我们可以看出人工挖 孔桩并不象我们想象的那样复杂，只要严格按规范和方案施工，尤其是严格按刚刚 颁布的建设工程施工现场安全资料管理规程表AQ-C6-4的要求施工，人工挖孔 桩还是安全的。
