一种人工挖孔灌注桩施工方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种人工挖孔灌注桩施工方法。

背景技术：

人工挖孔桩是相对与钻孔灌桩柱而言的，是采用人工挖土成孔的作业方式。人工挖孔桩是所有桩基施工中最简单、承载最可靠的一种桩基形式，深受工程界青睐。但是人工挖孔桩施工需要作业人员长期在井下进行成孔作业，由于很多工程地质复杂，井孔护壁时人工挖孔桩施工的重要辅助措施。在现有的施工中，一般在上护壁浇筑完成等混凝土硬化后完再浇筑下护壁，由于上护壁的混凝土和下护壁的混凝土先后硬化，因此导致上护壁与下护壁连接较为薄弱，在土层压力作用下容易发生桩中心偏离。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种人工挖孔灌注桩施工方法，提高桩孔护壁的连接强度，提高施工安全。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种人工挖孔灌注桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在设计确定的人工挖孔灌注桩定位点采用人工挖孔的方式挖孔，当深度到0.8米-1米时，浇钢筋混凝土井圈，井圈顶面高出场地100mm-150mm；

（2）桩孔护壁施工，每挖1米深桩孔就安装护壁模板，护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用；在安装护壁模板之前，在桩孔的底部向下挖掘沟槽，沟槽内放置连接上下护壁的连接组件；护壁模板由若干块定制模板拼接，并通过扣件连接，护壁模板的小端在上，大端在下，护壁模板的大端位于所述沟槽的内侧，当护壁模板安装完成后浇筑混凝土护壁；

（3）桩端扩大头施工，先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形；

（4）拆除护壁模板，吊放钢筋笼；

（5）灌注桩浇筑，混凝土通过混凝土泵送至料筒口，由料筒经串通送至孔底，并通过混凝土振捣机振捣密实。

作为优选，在步骤（2）中浇筑混凝土护壁时，所述连接组件的上端浇筑在混凝土护壁内，所述连接组件的下端浇筑在下一个混凝土护壁内。

作为优选，所述连接组件包括挡板、设置在所述挡板上下两侧的上连接杆和下连接杆，所述下连接杆支撑在所述沟槽的槽底，所述上连接杆伸入所述护壁模板与所述桩孔内壁之间，所述挡板的下端面与桩孔的底面齐平。

作为优选，所述上连接杆的端部设有上连接板，所述上连接板向上弯曲形成开口朝上的弧形结构，所述下连接杆的端部连接有下连接板，所述下连接板向下弯曲形成开口朝下的弧线结构。

在护壁浇筑过程中，上连接板在混凝土重力作用下向下弯曲，产生的弹性势能对上护壁产生向下拉的趋势，下连接板则在混凝土上升过程中向上顶压下连接板使其扩张，扩张后的下连接板产生的弹性势能对下护壁产生向上拉的趋势，因此上连接板和下连接板浇筑在混凝土内后容易与混凝土紧密连接，不易松动，提高了护壁与连接组件的连接强度，进而提高了上下护壁的连接强度。

作为优选，步骤（5）中灌注桩浇筑分为三步，第一步，用含有缓凝剂的混凝土浇筑桩端扩大头；第二步，用含有速凝剂的混凝土浇筑桩端扩大头与桩孔的连接处；第三步，用常规混凝土浇筑桩孔。

当混凝土灌注至钢筋笼底时，会导致钢筋笼上浮，其一原因为混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，混凝土在导管翻出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移，因此在第一步中先在浇筑桩端扩大头时才用含有缓凝剂的混凝土浇筑，减缓混凝土的初凝时间，通过钢筋笼自身的重力克服钢筋笼上浮，在第二步采用含有速凝剂的混凝土浇筑桩端扩大头与桩孔的连接处，使该处的混凝土快速硬化，使混凝土与钢筋笼和护壁连接为一体，防止浇筑的混凝土从桩端扩大头处上翻，防止后续浇筑过程中拖动钢筋笼上浮。

作为优选，第一步中混凝土的浇筑高度为桩端扩大头高度的1/5-3/4，第二步中混凝土的浇筑至高于桩端扩大头上端20cm-30cm的高度。

由于桩端扩大头的孔径大于桩孔的孔径，因此含有速凝剂的混凝土在浇筑一部分桩端扩大头后由于硬化速度快，比第一步中的混凝土优先硬化，从而将钢筋笼固定在桩端扩大头内，阻止钢筋笼在后续浇筑过程中因混凝土上翻而上浮。

作为优选，所述缓凝剂的含量为第一步中混凝土质量的0.08%-0.11%，所述速凝剂的含量为第二步中混凝土质量的0.5%-1%。

本发明的有益效果：和现有的施工方法相比，本发明能够大大提高护壁的强度，提高护壁抵抗土层的抗压能力，使护壁具有足够的强度、稳定性，适应松软土质的施工，提高施工环境的安全性，而且能够减小上下护壁的施工误差，保证桩中心位置和垂直度的精度。

附图说明

图1是本发明实施例中桩孔的结构示意图；

图2是本发明实施例中桩孔护壁施工示意图；

图3是本发明实施例中连接组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中振动架的结构示意图；

图中：1-桩孔，2-沟槽，3-护壁模板，4-护壁，5-连接组件，51-挡板，52-上连接杆，53-上连接板，54-下连接杆，55-下连接板，6-振动棒，7-振动架，71-罩壳，72-插接座，73-活动杆，74-振动杆，75-支撑杆，76-弹簧。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：如图1所示，一种人工挖孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

（1）在设计确定的人工挖孔灌注桩定位点采用人工挖孔的方式挖孔，当深度到0.8米-1米时，浇钢筋混凝土井圈，井圈顶面高出场地100mm-150mm。

（2）桩孔护壁施工，每挖1米深桩孔就安装护壁模板，护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用，护壁模板由若干块定制模板拼接，并通过扣件连接，护壁模板的小端在上，大端在下，当护壁模板安装完成后浇筑混凝土护壁。

如图2所示，在安装护壁模板之前，在桩孔1的底部向下挖掘沟槽2，护壁模板3的大端位于沟槽2的内侧。沟槽2内放置连接上下护壁4的连接组件5，连接组件5的上端浇筑在混凝土护壁4内，所述连接组件5的下端浇筑在下一个混凝土护壁4内。如图3所示，连接组件5包括挡板51、设置在挡板51上下两侧的上连接杆52和下连接杆54，下连接杆54支撑在所述沟槽2的槽底，上连接杆52伸入护壁模板3与桩孔1内壁之间，挡板51的下端面与桩孔1的底面齐平，挡住混凝土进入沟槽2内。上连接杆52的端部设有上连接板53，所述上连接板53向上弯曲形成开口朝上的弧形结构。下连接杆54的端部连接有下连接板55，下连接板55向下弯曲形成开口朝下的弧线结构。上连接杆52和下连接杆54均为螺纹钢筋。这样在一节护壁4浇筑完成后，上连接杆52与上连接板53浇筑在该节护壁4内，下连接杆54与下连接板55浇筑在下节护壁4内，完成上下两节护壁4的连接。

（3）桩端扩大头施工，先挖桩身圆柱体，再从上到下削土修成扩底形，然后桩端扩大头护壁施工，桩端扩大头的高度和扩底尺寸根据施工图纸进行施工。

（4）拆除护壁模板，至此桩孔施工完毕，结构如图1所示，然后吊放钢筋笼。

（5）灌注桩浇筑，混凝土通过混凝土泵送至料筒口，由料筒经串通送至孔底，其中，灌注桩浇筑分为三步：

第一步，用含有缓凝剂的混凝土浇筑桩端扩大头，混凝土的浇筑高度为桩端扩大头高度的1/5-3/4。缓凝剂采用磷酸盐类的缓凝剂，含量为第一步中混凝土质量的0.08%-0.11%。

第二步，用含有速凝剂的混凝土浇筑桩端扩大头与桩孔的连接处，混凝土的浇筑至高于桩端扩大头上端20cm-30cm的高度，速凝剂由铝氧熟料、碳酸钠、生石灰按质量1：1：0.5的比例配制而成，其含量为第二步中混凝土质量的0.5%-1%。在浇筑含有速凝剂的混凝土时，应按规定配比同时将混凝土与速凝剂灌注到桩孔内。

第三步，用常规混凝土浇筑桩孔，浇筑时浇筑到指定标高并超灌1m，在本实施例中，混凝土采用42.5普通硅酸盐水泥、特细砂或细砂含泥量不大于5%、粒径为5-32mm卵石或碎石；自来水或不含有害物质的洁净水拌制而成。

在浇筑时，一边输送混凝土，一边用混凝土振捣机振捣密实。如图4所示，混凝土振捣机包括一个振动棒6和振动架7，振动架7包括套设在振动棒6的外侧的罩壳71，罩壳71通过螺栓固定在振动棒6上，罩壳71的外侧设有多个振动杆74，振动杆74铰接在罩壳71上，罩壳71的端部插接有活动杆73，活动杆73的一端位于罩壳71内并抵接在振动棒6的端部，该端部紧密贴合在振动棒6端部。活动杆73另一端位于罩壳71外，并铰接有支撑杆75，支撑杆75的另一端铰接在振动杆74上。当活动杆73沿罩壳71轴向移动时，带动振动杆74上下摆动。罩壳71内设有用于插接活动杆73的插接座72，活动杆73的端部与插接座72之间设有弹簧76，弹簧76的弹力使活动杆73的端部抵接在振动棒6上。在振捣时，振动棒6向下伸入混凝土内，振动杆74受到混凝土向上的阻力而展开，活动杆73的端部与振动棒6接触，振动棒6产生的振动传递到振动杆74而对周围混凝土进行振捣，扩大振捣范围；振动棒6提升时，振动杆受到混凝土向下的阻力而收拢，这样便于向上提拉振动棒6，调整振动棒6的工作位置。