一种大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法
【专利摘要】一种大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特征在于包括以下步骤：a.施工准备，b.测量放线，c.成孔开挖及弃土，d.孔墩护壁混凝土浇筑，e.中风化岩终孔施工，f.墩钢筋笼施工，g.墩芯混凝土浇灌和h.超墩顶设计标高完成墩作业。本发明的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法具有基底面积按天然地基的设计方法进行计算，免去了单墩载荷试验，施工安全可靠、保障施工进度和工程质量和降低工程成本，扩底墩基础造价比其他基础形式节约20%以上的优点。
【专利说明】一种大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种墩基础施工方法，具体地说，是一种大直径人工挖孔扩底墩基础 施工方法。
【背景技术】
[0002] 大直径挖孔墩基础起源于美国，日本自20世纪30年代以来就开始应用，我国70 年代最先在沿海一带使用，至今已有30多年历史。目前大直径挖孔墩基础在工业与民用建 筑中被广泛应用，这是因为它具有承载力高，人工挖孔机具简单，无噪音、无振动，不污染环 境，扩底持力层便于检查，易保证质量，人工挖孔费用低，具有广阔的发展前景。但由于主体 工程的复杂性和工程场地条件的多样性，大直径挖孔质量和安全操作有一定的危险。
[0003] 因此已知的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法存在着上述种种不便和问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，在于提出一种大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 一种大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特征在于包括以下步骤： a、 施工准备 熟悉施工图纸、工程地质、水文条件资料及地下管线情况；按设计图纸要求明确墩基础 的各项技术参数；按设计要求分段制作好钢筋笼； b、 测量放线 根据建设单位提供的测量控制成果和人工挖孔扩底墩的定位图，采用全站仪测出各轴 线控制网和高程基准点，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 出上部的圆周； c、 成孔开挖及弃土，包含以下步骤： (1) 挖孔由人工操作，自上而下逐层开挖，先中间后周边，先深后浅，正常地质环境下每 节挖土深度1000mm，待上层护壁砼初具强度后，方可继续下挖； (2) 挖孔墩出土用0. 5t、3KW移动式提升吊机，吊桶容积为0. Im3 ; (3) 扩底部分先挖圆柱体，后自上而下修扩成形，扩孔部分圆锥体侧向面与水平面倾角 彡 45° ; (4) 挖孔通过土石层，分别做好原始记录，并取留岩样，保存作为地质资料，且配备潜水 泵和鼓风机送风，送风量> I. 5 m3/min ;墩端嵌入风化岩层时用6Kg/cm2的空气压缩机供 气，用风镐凿岩； (5) 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 杂物坠落孔内伤人； (6) 墩孔挖至规定深度后，用支钎检查墩孔的直径及井壁圆弧度，上下要垂直平顺，修 整孔壁； d、 孔墩护壁混凝土浇筑，包含以下步骤： (1) 护壁模板采用弧形钢模板，用卡扣连接固定，每节护壁模板由四块钢模拼装； (2) 模板周边及中间采用5cm厚木板锅成与模板内侧相配的圆弧，沿圆周分成四块，重 叠钉牢进行水平围圈固定，每模上下两道设置； (3) 第一节护壁长度应> 1000mm，且顶面应比场地高出150?200mm，将墩位轴线和高 程均要标定在第一节护壁上口； (4) 混凝土护壁及挖孔井壁应结合牢固，必要时另打入孔壁长度IOOOmmΦ 16的钢筋； (5) 成孔挖土与护壁灌注交替进行，以每节作为一个施工循环，护壁每节一般要求高 1000mm，上、下节护壁轮的搭接长度彡100mm; (6) 护壁混凝土从基坑上到基坑下运输采用混凝土滑槽或直接用手推车运输，浇筑护 壁混凝土时，要用钢筋将混凝土振捣密实； (7) 护壁混凝土必须保证密实；护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用，护壁模板 拆除应在24小时之后进行； (8) 为了保证墩的垂直度，要求每浇灌完三节护壁，须校核墩中心位置及垂直度一次； e、 中风化岩终孔施工，包含以下步骤： (1) 持力层检验 墩孔孔底挖至设计标高后，钻取孔底以下岩芯或土样交有关人员鉴定，当鉴定达到设 计持力层时，及时做好相关记录，进行孔底扩孔，挖扩大头先挖桩身圆柱体，再从上到下修 成扩底形及深岩深度； (2) 终孔验收 成孔后墩中心位置、垂直度，入岩深度，墩底形状和扩大头几何尺寸要达到设计要求， 由甲方、监理、施工、设计、勘察单位组织验收，在墩底取出岩样经鉴定达到设计要求后终 孔； f、 墩钢筋笼施工，包含以下步骤： (1) 钢筋笼在施工现场制作成形，钢筋笼固定箍与主筋采用点焊焊接牢固； (2) 钢筋笼直径及制作应符合设计要求，整个钢筋笼制作、吊装，或者分段制作，每段长 度5000?9000mm，然后现场焊接，主筋焊接位置应错开500mm，每隔一根主筋方在同一位置 焊接，焊接接头采用帮条双面或单面焊接，或采用气压焊或机械连接，在接头IOOOmm范围 内箍筋间距为100mm，箍筋用螺旋筋； (3) 纵向主筋与加劲箍点焊固定，间距要均匀相等，箍筋采用圆盘原材料呈螺旋逐圈与 主筋绑扎，每间隔10道箍与主筋点焊一圈，第一箍和最后一箍成水平封闭圆圈； (4) 主筋的保护层厚度一般不宜小于50_，钢筋笼在安装就位时，边下放边挂设混凝土 保护层垫块，以确保混凝土保护层厚度； (5) 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，以保证钢筋笼位 置准确；钢筋笼放到设计位置时，要立即做可靠的固定，防止在浇灌墩芯砼时，出现下沉或 偏移； (6) 钢筋笼安装后，必须有甲方、监理、施工、质检、检查验收隐蔽后，方可进行下道工 序； g、 墩芯混凝土浇灌，包含以下步骤： (1) 墩孔挖至设计标高时，孔底不应积水，终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、 积水，然后进行隐蔽工程验收，验收合格后，应立即浇灌封底混凝土，封底混凝土至少应灌 到扩孔部位的顶面以上200mm ; (2) 浇灌封底混凝土后应立即浇筑墩身混凝土，混凝土浇筑时的坍落度宜为8?IOcm ; 混凝土下料采用串筒，串筒距砼浇筑面不大于2m，混凝土应连续分层浇灌，每层浇灌高度不 得超过I. Om ;分层捣实，振捣时宜快插慢拔，先周边后中间，振捣间距200?300mm, -般控 制振捣时间30s ; (3) 墩身砼一次完成，不留施工缝，如遇停电或机械故障致浇灌无法进行时，而形成的 施工缝，待砼强度达到I. 2Mpa以上，把表面凿去松动石子和浮浆，冲洗干净后再浇灌混凝 土直至墩顶；露出640mm的钢筋锚固长度以保证上部工程能顺利进行；在混凝土初凝前抹 压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝； (4) 墩身砼必须留有试件，每根墩应有一组试块，且每个浇注台班不得少于一组，每组 三件； (5 )浇筑墩芯混凝土前，需要申请混凝土浇筑令，得到指令后，方可施工； K超墩顶设计标高完成墩作业 砼浇注到墩顶时，应适当超过墩顶设计标高5?10cm，以保证在剔除浮浆后，墩顶标高 符合设计要求，墩顶上的柱插筋应保证设计尺寸，垂直插入。
[0006] 本发明的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法还可以采用以下的技术措施来进 一步实现。
[0007] 前述的方法，其中所述步骤C中，墩孔成孔施工的允许偏差：墩径偏差±50mm ;垂 直度偏差〇. 5% ;墩位偏差(指单墩条形墩基沿垂直轴线方向和群墩基础中的边墩)。
[0008] 前述的方法，其中所述步骤f中，钢筋笼制作的允许偏差：主筋间距±10mm ;箍筋 间距或螺旋筋螺距± 20mm ;钢筋笼直径± IOmm ;钢筋笼长度± 50mm。
[0009] 前述的方法，其中所述步骤f中，钢筋笼主筋的保护层厚度允许偏差不大于 +10mm〇
[0010] 采用上述技术方案后，本发明的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法具有以下优 占· 1、 基底面积按天然地基的设计方法进行计算，免去了单墩载荷试验； 2、 施工安全可靠、保障施工进度和工程质量好； 3、 降低工程成本，扩底墩基础造价比其他基础形式节约20%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本发明实施例的基础平面布置； 图2为本发明实施例的墩身示意图； 图3为本发明实施例的护壁结构示意图； 图4为本发明实施例的墩心截面型式示意图； 图5为本发明实施例的墩帽平面示意图； 图6为图5中的A-A剖视图。
[0012] 图中：1承台，2设计墩顶标高，3加劲箍，4螺旋箍筋，5纵筋，6墩底持力层，7护壁 混凝土，8护壁纵筋，9护壁分布筋，10框架柱插筋，11第1墩帽箍筋，12第2墩帽箍筋，13 第3墩帽箍筋，14垫层，15墩基。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
[0014] 实施例1 现请参阅图1，图1为本发明实施例的平潭综合实验区第二期中小学标准化学校项目 实验小学综合楼工程基础平面布置。本发明的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特 征在于包括以下步骤： a、 施工准备 熟悉施工图纸、工程地质、水文条件资料及地下管线情况；按设计图纸要求明确墩基础 的各项技术参数；编制切实可行的各步骤施工措施；开挖前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；按设计要求分段制作 好钢筋笼； b、 测量放线 根据建设单位提供的测量控制成果和人工挖孔扩底墩的定位图，采用全站仪测出各轴 线控制网和高程基准点，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。在施工中经常检查墩的位置，确保墩位正确，表1为 墩基参数表（参见图2)。
[0015] 表1墩基参数表
【权利要求】
1. 一种大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特征在于包括以下步骤： a、 施工准备 熟悉施工图纸、工程地质、水文条件资料及地下管线情况；按设计图纸要求明确墩基础 的各项技术参数；按设计要求分段制作好钢筋笼； b、 测量放线 根据建设单位提供的测量控制成果和人工挖孔扩底墩的定位图，用全站仪测出各轴线 控制网和高程基准点，确定墩位中心，以中点为圆心，以墩身半径加护壁厚度为半径画出上 部的圆周； c、 成孔开挖及弃土，包含以下步骤： (1) 挖孔由人工操作，自上而下逐层开挖，先中间后周边，先深后浅，正常地质环境下每 节挖土深度1000mm，待上层护壁砼初具强度后，继续下挖； (2) 挖孔墩出土用0. 5t、3KW移动式提升吊机，吊桶容积为0. lm3 ; (3) 扩底部分先挖圆柱体，后自上而下修扩成形，扩孔部分圆锥体侧向面与水平面倾角 彡 45° ; (4) 挖孔通过土石层，分别做好原始记录，并取留岩样，保存作为地质资料，且配备潜水 泵抽水和鼓风机送风，送风量> 1. 5m3/min ;墩端嵌入风化岩层时用6Kg/cm2的空气压缩机 供气，用风镐凿岩； (5) 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 杂物坠落孔内伤人； (6) 墩孔挖至规定深度后，用支钎检查墩孔的直径及井壁圆弧度，上下要垂直平顺，修 整孔壁； d、 孔墩护壁混凝土浇筑，包含以下步骤： (1) 护壁模板采用弧形钢模板，用卡扣连接固定，每节护壁模板由四块钢模拼装； (2) 模板周边及中间采用5cm厚木板锅成与模板内侧相配的圆弧，沿圆周分成四块，重 叠钉牢进行水平围圈固定，每模上下两道设置； (3) 第一节护壁长度应> 1000mm，且顶面比场地高出150?200mm，将墩位轴线和高程 均要标定在第一节护壁上口； (4) 混凝土护壁及挖孔井壁应结合牢固，必要时另打入孔壁长度1000mm、直径16_的 钢筋； (5) 成孔挖土与护壁灌注交替进行，以每节作为一个施工循环，护壁每节一般要求高 1000mm，上、下节护壁轮的搭接长度彡100mm; (6) 护壁混凝土从基坑上到基坑下运输采用混凝土滑槽或直接用手推车运输，浇筑护 壁混凝土时，要用钢筋将混凝土振捣密实； (7) 护壁混凝土必须保证密实；护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用，护壁模板 拆除应在24小时之后进行； (8) 为了保证墩的垂直度，要求每浇灌完三节护壁，须校核墩中心位置及垂直度一次； e、 中风化岩终孔施工，包含以下步骤： (1)持力层检验 墩孔孔底挖至设计标高后，钻取孔底以下岩芯或土样交有关人员鉴定，当鉴定达到设 计持力层时，及时做好相关记录，进行孔底扩孔，挖扩大头先挖桩身圆柱体，再从上到下修 成扩底形及深岩深度； (2)终孔验收 成孔后墩中心位置、垂直度，入岩深度，墩底形状和扩大头几何尺寸要达到设计要求， 由甲方、监理、施工、设计、勘察单位组织验收，在墩底取出岩样经鉴定达到设计要求后终 孔； f、 墩钢筋笼施工，包含以下步骤： (1) 钢筋笼在施工现场制作成形，钢筋笼固定箍与主筋采用点焊焊接牢固； (2) 钢筋笼直径及制作应符合设计要求，整个钢筋笼制作、吊装，或者分段制作，每段长 度5000?9000mm，然后现场焊接，主筋焊接位置应错开500mm，每隔一根主筋方在同一位置 焊接，焊接接头采用帮条双面或单面焊接，或采用气压焊或机械连接，在接头1000mm范围 内箍筋间距为100mm，箍筋用螺旋筋； (3) 纵向主筋与加劲箍点焊固定，间距要均匀相等，箍筋采用圆盘原材料呈螺旋逐圈与 主筋绑扎，每间隔10道箍与主筋点焊一圈；第一箍和最后一箍成水平封闭圆圈； (4) 主筋的保护层厚度一般不宜小于50_，钢筋笼在安装就位时，边下放边挂设混凝土 保护层垫块，以确保混凝土保护层厚度； (5) 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，以保证钢筋笼位 置准确；钢筋笼放到设计位置时，要立即做可靠的固定，防止在浇灌墩芯砼时，出现下沉或 偏移； (6) 钢筋笼安装后，必须有甲方、监理、施工、质检、检查验收隐蔽后，方可进行下道工 序； g、 墩芯混凝土浇灌，包含以下步骤： (1) 墩孔挖至设计标高时，孔底不应积水，终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、 积水，然后进行隐蔽工程验收，验收合格后，应立即浇灌封底混凝土，封底混凝土至少应灌 到扩孔部位的顶面以上200mm ; (2) 浇灌封底混凝土后应立即浇筑墩身混凝土； 混凝土烧筑时的枬落度宜为8?10cm ; 混凝土下料采用串筒，串筒距砼浇筑面不大于2m，混凝土应连续分层浇灌，每层浇灌高 度不得超过1. 〇m ;分层捣实，振捣时宜快插慢拔，先周边后中间，振捣间距200?300mm，一 般控制振捣时间30s ; (3) 墩身砼一次完成，不留施工缝，如遇停电或机械故障致浇灌无法进行时，而形成的 施工缝，待砼强度达到1. 2Mpa以上，把表面凿去松动石子和浮浆，冲洗干净后再浇灌混凝 土直至墩顶；露出640mm的钢筋锚固长度以保证上部工程能顺利进行；在混凝土初凝前抹 压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝； (4) 墩身砼必须留有试件，每根墩应有一组试块，且每个浇注台班不得少于一组，每组 三件； (5) 浇筑墩芯混凝土前，需要申请混凝土浇筑令，得到指令后，方可施工； h、 超墩顶设计标高完成墩作业 砼浇注到墩顶时，应适当超过墩顶设计标高5?10cm，以保证在剔除浮浆后，墩顶标高 符合设计要求，墩顶上的柱插筋应保证设计尺寸，垂直插入。
2. 如权利要求1所述的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特征在于，所述步骤c 中，墩孔成孔施工的允许偏差：墩径偏差±50mm ;垂直度偏差0. 5% ;墩位偏差(指单墩条形 墩基沿垂直轴线方向和群墩基础中的边墩)。
3. 如权利要求1所述的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特征在于，所述步骤f 中，钢筋笼制作的允许偏差：主筋间距±l〇mm ;箍筋间距或螺旋筋螺距±20mm ;钢筋笼直径 ± 10mm;钢筋笼长度± 50mm。
4. 如权利要求1所述的大直径人工挖孔扩底墩基础施工方法，其特征在于，所述步骤f 中，钢筋笼主筋的保护层厚度允许偏差不大于±1〇_。
【文档编号】E02D27/12GK104343130SQ201310314783
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】杨景奎 申请人:五冶集团上海有限公司