人工挖孔灌注桩施工工艺分析？
0.工程概述
某工程建筑面积9820m2，六层均为框架结构，其中地下1层，地上5层，地下室高3.5m，1和2层高4.6m，3-5层高3.5m。本工程基础原为静压桩基础。由于施工场地狭窄，平面呈矩形，考虑到静压桩施工机械较大，进出场地困难，矩形场地周围桩基施工半径不足以施工，经设计、施工、监理、施工单位研究讨论，将静压桩基改为独立桩基。土方开挖过程中，进行两级放坡。第一级倾斜系数为1: 0.33至-3.8m，第二级倾斜系数为1: 0.5至-7.6m..当局部开挖到-7.6m时，建设单位提出本次基础开挖为深基础开挖，场地狭窄，边坡系数达不到设计要求，开挖相当危险，造价较高，要求改变桩基形式。经建设、设计、监理、施工等单位研究，认为人工挖孔灌注桩承载力高，结构受力明确，沉降小，力学性能可靠，施工操作工艺简单，占用空间小，对周围环境和建筑物影响小，可节约施工机械费用，降低工程造价。综合考虑后，决定改为人工挖孔灌注桩。
根据设计要求，本工程建筑物共有64根桩，桩径为1000 ~ 1400 mm，规格为* * *；桩端持力层为粘土层，桩端土的极限端阻力标准值不小于q =1160kPa。桩身长度根据现场具体施工条件确定。桩尖进入持力层的深度不小于桩身直径，扩底高度为1400 ~ 2600 mm..
1.工程地质和水文条件
根据地质资料，基坑内地面至-6.8m(绝对标高85.70m)范围内为堆积杂填土，地下水丰富，埋深5.7 ~ 6.2m，正常情况下，雨季地下水埋深约4m，地下水位年变化约1.5m，地下水对混凝土和钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性；粘土层在-6.8米以下(绝对标高85.70米)(基础持力层)。
2.施工工艺及质量控制措施
2.1施工方法
对于表层杂填土，直接采用铲刀或风镐人工开挖，内支撑标准组合钢模板浇筑混凝土挡土墙，钢筋笼现场制作，吊车吊装，混凝土由混凝土搅拌站(商品混凝土)统一拌制，混凝土运输车运输，减速鼓浇筑，插入式振捣器振捣。
2.2施工工艺流程
放样桩位和标高→开挖第一个桩孔土方→绑扎第一节护壁钢筋、安装并检查模板→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位轴线(中心)→架设垂直运输架→安装卷扬机→安装吊斗、照明、活动盖板、水泵、通风机等。→开挖提升第二个桩孔土方(修整)→验桩(中心)。模板安装、检查验收→浇筑第二节护壁混凝土→逐步向下循环→拆除前一节护壁模板并开挖扩大底部→检查桩的轴线(中心)并检查验收持力层土→吊钢筋笼→安放混凝土串(导管)→浇筑桩身混凝土(随浇随振)→插桩钢筋。
2.2.1测量放线
放线确定桩位和标高:在-3.8m的基坑平面上，根据建筑测量控制网的数据和基桩的测设，确定桩位轴线和标高基准点的网格控制网。确定桩位中心，以中心为圆心，以桩护壁外半径为半径，画出上圆周。用石灰线作桩孔开挖尺寸线。桩线形确定后，必须经有关部门复核，预检手续完成后，方可进行开挖。用经纬仪根据设计的桩位进行放样，以保证桩位的准确性。确保孔平面位置与设计桩位偏差不大于5cm。
土方开挖
开挖是分段进行的，每段的高度取决于土墙保持直立的能力。一般一段模板的高度为1.0m作为一个施工段。人工用镐、铲自上而下挖掘，遇到硬土层用风镐破碎。同一断面，开挖顺序为先中间后外围。在扩底部分，先挖桩体的圆柱体，然后根据扩底的大小从上至下切土，形成扩底形状。废土放入带活动底的桶中。垂直运输由卷扬机提升。
在地下水以下施工时，泥浆应及时用吊桶吊出。如有大量渗水，应在孔底挖集水坑，用污水泵将水排出桩孔。
2.2.3护壁施工
本工程挡土墙采用内支撑标准组合钢模板，挡土墙混凝土采用现场搅拌机拌制，机动翻斗车运输，钢筒入模，插入式振捣棒振捣。钢筋采用机械切割弯曲，现场绑扎成钢筋笼半成品，整体用吊车吊入孔内。
根据地质情况，采用外齿混凝土挡墙，砂层挡墙时增加直径8mm的钢筋，纵横间距200 mm..挡墙混凝土最薄处150mm，上下挡墙重叠50mm，浇筑C20细石混凝土。
挡土墙混凝土模板采用标准组合钢模板拼装，拆下上节支撑下节循环使用。模板用U型卡连接，钢圈由上至下两个半圆组成，紧密支撑模板，无需额外支撑。混凝土护壁圈中心线应与桩轴线重合，其与桩轴线的偏差小于20 mm，人工开挖1m深度后，支设第一节孔圈护壁模板，护壁混凝土浇筑到位。挡土墙模板安装时，必须用四个核心控制点校正模板位置，并设专人严格检查中心位置和孔壁厚度。第一节混凝土挡土墙应比后面的挡土墙厚150mm，并高出场地地面20omm。第一节护壁完成后，必须检查孔中心定位、挖土、支模和现浇护壁混凝土。如此循环，直到扩大底上部的设计标高，再挖扩大底的土方，直到持力符合要求。
2.2.4钢筋笼的制作和安装
钢筋笼在施工现场加工成半成品，整台吊车一次性吊入孔内。主筋外侧设置直径为12的加强箍筋。钢筋笼在运输、吊装和安装过程中应轻起轻放，以保证骨架的完整性，防止变形。吊点位于钢筋箍筋处，吊直吊稳，对准桩孔缓慢下沉，避免碰撞孔壁，起吊到位偏差不大于5cm。
钢筋骨架的保护层通过在箍筋上穿入一个中心开口、厚度为5cm的圆形C30混凝土垫块来保证，垫块竖向每隔2m设置一个，每个垫块沿圆周穿入六个排列。2.2.5桩混凝土的准备和浇筑
混凝土采用商品混凝土和混凝土运输车运输，减速串联浇筑。串筒底部与孔内底部或混凝土表面之间的高度不得超过2m。
成孔及持力层验收合格后，立即浇筑桩混凝土。孔内设置钢筋骨架时，混凝土坍落度控制在5 ~ 8 cm。混凝土灌注成桩时应连续分层浇筑，分层振捣，每层振捣厚度不超过0.5m，当距孔口小于6m时，人工在地下振捣有困难。在混凝土中加入0.25%的木钙减水剂，使混凝土的坍落度增加到15 ~ 18 cm，利用混凝土下落时的冲击力使混凝土本身密实。距孔口6m范围内，混凝土应分层浇筑，用插入式振捣器分层振捣密实，直至桩顶。混凝土应采用插入式振动棒灌注，同时插入，以保证混凝土的密实度。在初凝前，桩顶混凝土应抹平，如表面有浮浆层，应凿除，以保证与上部承台的良好连接。
2.3成孔质量控制
2.3.1开业前，根据建设单位的测量基准和测量基线进行放样定位。
开孔前，应根据施工单位的测量基准点和测量基线放出桩孔中心，并经监理复核。桩位要准确定位放样，在桩位外设置定位龙门桩，专人负责。
2.3.2成孔过程中应有专人控制桩底标高。
成孔时应有专人控制桩底标高，防止超挖。垂直度、完整性、桩径、桩深等尺寸应符合设计和规范要求。为了保证测量的准确性，有必要再次检查。杜绝因操作相对困难而粗心扩孔，甚至假扩或不扩，大大削弱桩尖承载力，使承载力达不到设计要求，造成工程事故隐患。
2.3.3挡土墙质量控制
采用现浇钢筋混凝土挡土墙，挡土墙厚度和混凝土强度必须满足设计要求。本工程挡土墙混凝土强度等级为C20。挡土墙模板通过拆下上节支撑下节的方式重复使用。模板连接成U形，或在每个模板的上下两端设置由槽钢或角钢制成的弧形钢圈作为内支撑，以拉紧模板，防止模板受拉变形。第一段挡土墙应高出地面150 ~ 200 mm，挡土墙厚度比挡土墙厚度增加100 ~ 150 mm，便于挡土挡水。桩位的轴线和标高应标在挡土墙的第一节上。
2.3.4浇筑挡墙第一节混凝土
护壁模板支好后，应立即浇筑护壁混凝土并捣实，待混凝土强度达到1.2MPa时方可拆除模板，同时根据气候条件，浇水后一般需等待24小时。
2.3.5拆除第一段和第二段挡土墙模板。
挡土墙模板采用上节拆下节支撑的方式，模板顶部留有l00mm高的混凝土浇筑口。浇筑第二段挡墙混凝土:混凝土采用吊桶运输，捣固密实。逐层向下循环:将桩孔挖至设计深度，检查土质情况。桩底应在设计规定的持力层上，并满足进入持力层的深度。
2.3.6扩大底部开挖
挖扩底桩应先挖扩底部分的圆柱体，然后根据设计的扩底位置的大小和形状，自上而下进行切土。
2.4成品桩的质量控制
挖至设计标高时，孔底不应有水。终孔后，应将护壁上的淤泥、孔底的残渣和水清理干净，然后进行隐蔽工程验收。钢筋笼的质量控制；(1)钢筋进场要验收，要有质量证明书，并要求进行力学性能试验和焊接试验，监理单位进行平行试验，合格才能启用。(2)焊条应有质保书，型号应与钢筋的性能相适应。(3)钢筋笼严格按照设计制作和加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等距离。(4)钢筋笼保护层采用C30细石混凝土垫块，每2m一组，每组沿圆周穿六道布置。
混凝土浇筑质量控制:①坚持配合比，坍落度损失大于5 cm/h时调整配合比..(2)混凝土拌合物的质量控制，每盘混凝土搅拌时间不得少于90s，搅拌时必须做坍落度试验，调整流动性，并具有良好的内聚性，浇筑时观察坍落度损失，以指导混凝土配合比的调整。搅拌好的混凝土应立即使用，严禁将有离析的混凝土倒入桩孔内。③混凝土导管距孔底的距离不大于0.5m；每隔50cm及时振捣一层，混凝土浇筑要保持连续。
3.结束语
人工挖孔灌注桩施工时对周围环境影响小，可直接观察孔壁和孔底的岩土形状，易于扩大桩头提高桩的承载力。同时，这种施工技术具有施工工具简单、对周围建筑物影响小、成本低等优点，使得机械化施工技术难以使用。但施工时如果土质变化复杂或地下水位高、含水层渗透系数大，容易发生危险，应严格按照施工工艺施工后才能使用。
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