人工挖孔桩基础施工方法

付利军，徐双成

（山西省电力公司送变电工程公司，山西 太原 030006）

新疆与西北主网联网750 kV第二通道线路工程16标段由山西省电力公司送变电工程公司负责施工，共有人工挖孔桩基础8基，基础型式为ZK1型，桩深13.6 m，桩全长14.6m，外露1m。桩直径1.6 m，外护壁直径为1.9 m。桩身及护壁混凝土强度等级为C30。

1 作业流程

1.1 作业（工序）流程图

基础施工包括路径复测、分坑、平整基面及挖坑、基础钢筋安装、浇制、养护、拆模板等，其流程如图1所示。

图1 人工挖孔桩基础施工工艺流程图

2 作业方法

2.1 现场准备

（1）挖孔桩施工应遵守《建筑桩基技术规范》的要求，并需符合设计图纸，混凝土浇筑要求一次性完成。

（2）挖孔桩基础适用于无地下水的硬塑状土和岩石地质。施工前应有塔位详细的岩土工程勘测报告，并制定可靠的安全施工措施。

（3）施工前应做好场地平整，做出有效的排水措施及安排好运土通道及设备等。

（4）根据设计图纸规定进行分坑，建立桩位测量点。

（5）对土质情况有怀疑或首次施工时，应在桩位附近先进行试挖，完善成孔工艺。

（6）充分了解桩位的工程地质资料，对不良地质条件的对策应有准备。

（7）在全面开挖桩基前，选取与施工杆号地质条件相似的地方进行试挖，确保桩基一次成型。

2.2 护壁施工

2.2.1 基坑采取人工挖孔成型

根据设计图纸要求，挖孔时必须同时设置做护壁，护壁混凝土的厚度为150 mm，混凝土强度等级与桩身相同。第一节护壁应高出地面150～200 mm，上下节搭接不小于50 mm，如图2所示。

图2 混凝土护壁示意图

第一节挖深约1 m，浇钢筋砼护壁，往下施工时以每节作为一个施工循环，一般土层中每节高度为1 m，如遇流砂区段每节高度小于500 mm，必要时下钢护筒护壁，特殊地质下挖速度视护壁的安全情况而定。护壁模板采用工具式木模板（或钢模板），模板由4块组成。

桩孔采用挖一段，即浇筑一节护壁，拆模后再继续掘进，最终形成的桩孔，护板必须在浇制24 h后方可拆除。

挖孔桩示意图见图3所示。

图3 挖孔桩示意图

2.2.2 开挖时若遇流砂，可采用以下措施

（1）护壁内插筋。沿上阶护壁圈按@100插入准14筋，L=800，然后用稻草搓成条状嵌入所插筋内，以阻止砂涌入桩孔，并随即支好护壁模板，浇灌护壁砼。以上两种措施均无效时，采用固定护壁钢模板，确保桩芯设计断面，同时桩孔断面及垂直度采用每轮校核与修整。用5 mm厚钢板按桩径做成套圈吊入孔内，用沉井法掏挖孔内流砂，使钢套圈均匀下沉，并逐轮焊接接长，直至穿过流砂层为止。

（2）减小每阶高度，护壁高度由原来每阶1m减至0.5或0.3m。

（3）凡桩护壁砼强度未达到75%前，严禁进行下一轮开挖。

2.2.3 开挖前，应在四周引出桩心控制点

用牢固的木桩标定，工程桩定位后，开始挖第一节桩孔土方。安装第一节桩孔护壁模板时，必须用桩心点校正模板位置（由专人负责），支护牢固，并检查护壁厚度及位置是否正确，质量符合要求后方能浇捣护壁。第一节护壁轴线偏差不大于2 cm，高出现场地面25 cm，壁厚比下面井壁厚度增加10～15 cm。当第一节护壁拆模后，应及时将中心轴线引到护壁上，作为控制桩心轴线的标准依据，并把标高引到护壁内，用以控制桩底的标高。井圈高出地面，以防止地表水在施工过程中进入井内。

2.3 开挖基坑

（1）根据基坑开挖尺寸线先挖出样洞，深约300 mm，样洞直径比设计的基础尺寸小30～50 mm，样洞挖好后，应复测根开、对角线等尺寸，合格后再继续开挖。

（2）基坑主柱挖掘过程中，为保证桩的垂直度，每挖3 m深，在坑中心吊一垂球检查中心位置、垂直度及主柱直径一次。桩位允许偏差±5 mm，垂直度允许偏差0.5%。挖孔作业采用人工逐层开挖，由人工逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎或风镐破碎，挖土次序为先挖中间部分后周边，允许误差为30 mm。

（3）挖土时，一般情况下，每层挖深1.0 m左右，及时用木模现浇砼护壁。每天进尺为一节，当天挖的孔桩当天浇筑完护壁砼。桩护壁上段竖向筋按设计要求（φ6.5@150）将钢筋伸入下段护壁内，伸入长度不小于设计要求的长度。上下节护壁的搭接长度不得小于50 mm。

（4）每日开工前及桩孔开挖过程中，必须检测孔内有无毒害气体和缺氧现象，孔内施工时应采取可靠的通风设施，确保孔内作业时保持空气清新，避免缺氧；当桩孔深超过10 m时，还应有专门向孔内送风的设备。

（5）施工过程中，孔口应有专人监护，孔内作业人员必须正确佩戴安全帽并系安全带；孔口四周必须设置护栏，孔内设半边井的安全网，并设特别可靠的救生软梯；当暂停孔内作业时，孔口应用盖板盖好。坑孔内作业人员与地面监护人员之间应配备有效的通讯工具，确保随时保持通信畅通。

（6）基坑开挖至距设计要求埋深尚有约50 mm时，在基坑底部钉出基坑中心桩，边挖掘边检查尺寸，直至基坑周边尺寸符合设计图纸要求为止。基坑底部应预留约50 mm暂不挖掘，待清理基坑时再修整。

（7）基坑内提土应采用吊篮或吊桶，提升装置及井架应有足够的安全系数。提运方法应采用辘轳、三脚架或杠杆，以人力操作将土提运至坑口上方，再倒至距坑口不小于5 m远的安全地带。

（8）基坑施工的铲、镐等工具的把柄长度应限制在1 000 mm以下，视坑口直径而定，以方便操作。

（9）掏挖基坑过程中如发现土质情况与设计不符或坑壁有塌方先兆时，应暂停挖掘，并报告工地技术负责人研究处理。

2.4 清理基坑

（1）清理基坑的任务是修理坑壁及清除坑底未挖掘的部分，基坑清理应由上至下进行。

（2）清理基坑应有与主柱直径等长的专用测量工具测量主柱基坑直径，以保证基坑尺寸符合设计图纸要求；清理基坑时，应保留基坑中心桩，以基坑中心桩为准，测量基坑中心桩至四周坑边尺寸应相等。

（3）清理好的基坑，如需过夜浇制基础，应采取防止雨水或泥土流入坑内的措施，例如加盖塑料薄膜，在坑外侧开挖小排水沟等。

（4）基坑清理完毕，应测量立柱断面尺寸及坑深，以符合规范偏差要求，并作好施工记录；基坑尺寸属隐蔽工程，应有监理代表在现场复查并签字认可。

2.5 钢筋笼的制作

（1）主筋接头焊接时，要求双面焊接，焊接长度取5倍主筋直径；搭接后的两根钢筋应在同一重心线上，主筋接头必须错开连接位置。

（2）桩外箍筋采用螺旋筋形式，注意钢筋笼的组合连接，钢筋笼制作完毕后，应核实各施工图纸。

（3）护板可用预制混凝土绑扎垫块代替，但尺寸应符合设计要求。

（4）桩主筋与地脚螺栓锚板间应用准10钢筋焊牢。（5）钢筋接头错开位置见施工图。

2.6 混凝土浇制

（1）钢筋笼应按设计图纸配置，吊装应防止扭转弯曲，其接头应符合有关规定。

（2）桩身混凝土应一次连续浇筑完成。每根桩应做一组试块，以检测混凝土的强度。

（3）混凝土自高处倾落的自由高度，一般不超过2 m；如超过2 m的，为避免混凝土产生离析现象，必须设置串筒或溜槽。

（4）加强混凝土的振捣是确保挖孔桩基础混凝土质量的关键环节，挖孔桩基础应使用插入式振捣器振捣，以提高其强度和密实性；振捣器使用过程中，应注意振捣棒与坑底、坑壁保持一定距离，预防泥土带入混凝土中。

（5）浇制完毕后，应复测基础的根开、对角、高差、偏移等数据，并及时作好记录。

（6）做好混凝土的养护工作。

3 安全、健康的环境控制措施

3.1 预控措施

（1）施工人员在作业区内必须正确佩戴安全帽及正确使用防护用品，坑内必须戴安全帽。做到不酒后作业，不违章作业，不影响他人安全作业，不使用不合格的工器具，不开启不懂操作的机械，特殊工种应具有本工种的作业合格证。

（2）在挖掘作业时，特别是井下作业人员要树立自我安全意识，随时观察孔内发生异常情况，如发现流水、塌方、孔壁开裂或者异味等异常情况，要立即向施工负责人报告，待采取措施后方能作业。

（3）孔桩第一节护壁要高出空口地面20 cm，作为孔口周围的安全踢脚栏板。孔口2 m范围内不得堆放杂物，井口周围设置防护栏，防止杂物坠入。在基坑周边设置高为1 m的钢管护栏，非作业人员不得进入护栏之内。

（4）挖孔桩至5 m以下时，在境内设置半圆形钢筋护罩网，吊挂与作业人员中上方约2 m处随挖掘深度下放。吊运时，吊桶不准放满，以防溢落，吊桶上下要平稳垂直，作业人员应站在安全护罩下方。

（5）现场各种机构设备必须由专业人员操作，机械设备要认真维护保养，严禁带病运行。

（6）现场施工用电采用三相五线制，井下施工照明采用12 V低压电，并在用电区域内严格接地、接零和安装漏电保护器，各开挖孔分闸用电。施工区内电线电缆要具有良好的绝缘性，并严禁拖地埋地，防止磨损。

（7）坚持挖孔作业排水送风先行。每次下井作业必须先鼓风通气15 min后方可进行，施工时不断向孔内输送新鲜空气，必要时可将施工送风同时进行。同时，经常用毒气检测仪不断地监测井内有无毒害气体。

（8）挖孔作业时，必须保证井口有人，并保持和井下作业人员的联系，以便发现异常情况能及时处理。

（9）施工现场人流入口处要有明显的标志，并应有醒目的标语、警句提醒进入施工区域人员注意安全。

（10）根据本工程情况，需设置如下安全设施：①每个桩孔口，都要设置两道水平钢管防护栏，高1.20 m，每500 mm距离设一道小立杆防护，要求牢固可靠，安全有效。②在桩不施工时，要用盖板盖严孔口，孔内施工时，要在孔内设置半圆防护板。③坑口的警示标志应明显（防止当地人误入工地施工区），当天施工完毕后，应将作业区完全隔离。

（11）大雨、大风等恶劣气候时禁止施工。

（12）孔内设应急爬梯供人员上下井；施工人员进入孔内必须戴安全帽；使用吊笼、手动绞绳架等应有安全可靠的自动卡紧保险装置；开挖深度超过10 m时，应配有通风设备；挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周2 m范围内，机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响；要注意安全用电，井下照明应采用12 V以下安全灯。

（13）人工开挖基坑时，应事先清除坑口附近的浮石；向坑外抛扔土石时，应防止土石回落伤人。

（14）坑底面积超过2m2时，可由两人同时挖掘，但不得面对面作业；施工人员不得在坑内休息，同时做好防止土体塌落的措施。

（15）施工过程中，应随时注意土质条件有无变化、有无裂缝等异常现象。

（16）搬运材料、机械应选择好行进路线；雨天应注意防滑、防陷、防绊。

（17）机电设备使用前应全面检查，确认机电装置完好，绝缘、接地可靠，方准使用。

（18）根据现场环境，应设置工作范围的警戒线，避免非工作人员进入施工现场。

（19）机械浇制混凝土应遵守下列规定：①搅拌机应设置在平整坚实的地基上，安装后应使支架受力，不得以轮胎代替支架；②搅拌机在运转中，严禁将工具伸入滚筒内扒料，加料斗升起时，料斗下方不得有人；③使用电动振捣器时，电源橡皮线应绝缘良好。振捣器运转过热或暂停使用时，应切断电源。

（20）施工现场临时用电必须用闸刀开关接漏电开关，该装置应用配电箱安装且有防水措施，使用电缆线需架空离地面2 m。

（21）环保措施。现场要及时清理，做到“工完、料尽、场地清”；现场清理范围包括小运道路、材料倒运场地等；按设计要求完成截水沟、排水沟等施工。

（22）文明施工的要求：现场整齐有序，各种标志牌齐全醒目，施工人员着装整齐，不同工种区分清楚，施工操作规范，施工资料完整、整洁，保持现场和驻地的环境卫生，做到工完、料净、场地清，创建文明工程。

（23）环境保护的要求：在施工中和施工完成后，保持好施工地段的自然环境，最大限度地保持生态环境的原状，给当地群众留下一个良好的送变电人的形象。