中铁十六局集团第二工程有限公司 郧十高速YSTJ--07合同段项目经理部 人工挖孔桩无水水下灌注施工工艺总结
1、工程地质概况
本合同段（YSTJ-7）为全线控制性工程，起讫里程为K37+800～K45+000，路线全长7.2km。主线桥梁有7座，分别为：标湖1号大桥、标湖2号大桥、张家沟大桥、罗沟1号大桥、罗沟2号大桥、西沟大桥、邓家湾大桥，7座桥梁共计桩基346根，总延米数为2343.8m。
本标段桥址区属构造剥蚀低山-丘陵地貌，地形起伏变化较大。地表水受季节性控制，一般不大。地下水主要为第四系覆盖层中的孔隙水及基岩中的风化裂隙水，总体水量贫乏。根据地质勘测报告、设计图纸及施工规范要求，结合现场实际地形地貌、工程地质及水文地质情况，将地形高差较大，且无地下水或地下水很少的，无不良地质现象的桩基础，选型为适应范围广的人工挖孔桩成孔；根据水文地质情况，和多年施工经验使用导管进行无水水下灌注成桩。
2、施工准备
施工前需对施工场地做好“三通一平”，即通水、通电、通路，场地平整，满足人工挖孔桩施工工艺要求。施工用水满足挖孔过程中护壁砂浆拌和用水，及灌注桩清洗导管用水；施工用电满足人工挖孔设备，电动卷扬机，砂浆拌和机，空压机，水泵及插入式振捣器等施工机具用电；施工便道满足施工车辆，汽车起重机，混凝土搅拌罐车及其他运输车辆的通行；施工场地大小、平整度满足成孔时各种机具设备及材料堆放和灌注成桩过程中各中机械的停放等要求。
由项目部测量队根据设计图纸、导线点和表高点，进行桩基础测量放样并交底于现场人工挖孔桩作业队。现场技术人员对施工作业队进行人工挖孔桩施工技术交底、安全技术交底及工钱教育，保证施工质量、施工安全及施工进度可控。
1
中铁十六局集团第二工程有限公司 郧十高速YSTJ--07合同段项目经理部 3、设备及要求
成孔设备包括空压机、风镐、风钻、电动卷扬机、出渣桶、铁锹等，其中电动卷扬机要具有断电自锁功能，保证施工安全，岩层爆破时由项目部爆破员专人爆破。
护壁设备包括砂浆拌和机、料斗车、称量磅秤、插入式振捣器。砂浆护壁所用砂浆必须采用器械拌合，且现场有有效计量装置，保证施工配合比材料用量准确。
钢筋笼加工设备包括钢筋切断机、钢筋调直机、钢筋弯曲机、砂轮切割机、滚轧直螺纹机、电焊机、钢筋笼胎架等。钢筋笼加工统一在钢筋加工场内加工成形，现场采用直螺纹套筒连接，设备有汽车起重机、扳手、手拉葫芦等。
灌注设备包括汽车起重机、料斗、导管、混凝土输送罐车等。灌注导管需进行水密承压和接头抗拉试验，由于是采用无水水下灌注，导管内水压不小于导管壁在灌注混凝土是承受的最大压力P的1.3倍，P=γchc，式中P为导管承受到的最大压力，γc为混凝土的重度，取2.5KN/m³，hc为导管内混凝土柱的最大高度，取导管全长。当地形不满足罐车直接灌注时，采用汽车泵或地泵垂直输送混凝土。
3、施工工艺
（1）孔桩第一节：根据项目部测量班测量放样桩位中心点引出十字护桩开挖第一节桩孔土方。开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。开挖完毕后根据十字护桩安装模板并浇筑护壁锁口，护壁顶宜高出地面20cm，护壁采用与桩基础同等级强度混凝土。
（2）桩位复测：挖孔桩完成第一节护壁锁口后通知测量队进行桩位的复测及锁口标高，检查桩基础中心是否符合设计及规范要求，对不符合要求的重新制作第一节护壁，符合要求的将护桩引到护壁顶，采用水泥钢钉标记，并测出护壁顶高程，计算设计孔深，填写桩位标识牌，并将设计孔深交底于现场作业人员。
（3）挖孔施工：安装电动卷扬机，进行开挖施工，以孔口十字桩为基准吊线测量控制桩孔垂直度，每节开挖深度为1m，直径为桩径+护壁厚度×2，用电动卷扬机提升出渣桶将开挖土石提出。开挖每节桩孔结束后进行护壁模板安装，然后浇筑混凝土护壁。
2
中铁十六局集团第二工程有限公司 郧十高速YSTJ--07合同段项目经理部 混凝土应符合设计及规范要求，现场采用滚筒拌和机拌合，采用串桶入模或卷扬机提降入模，插入振捣或人工振捣混凝土，是混凝土密实。当强度达到0.2~0.5MPa时拆除模板，进行下一节桩孔施工。当桩孔施工至岩层时候就需要爆破施工，应专门计算设计，宜采用浅眼松动爆破法，严格控制炸药用量，并采用电雷管或塑料导爆管引爆。爆破后先通风排烟15min，并无有害气体后，施工人员方可下孔继续施工。施工中要核对工程地质情况是否与地质勘测报告一致，如果不通立即通知相关技术部门。
（4）成孔检测：达到计算孔深后由作业工班技术员通知质检工程师验孔，检验桩孔深度、直径、垂直度等。采用测绳测出孔深，实测孔深不小于设计孔深，孔径和垂直度采用检孔器进行检查，合格后可以进行下一步施工。
（5）钢筋笼制作和安装：钢筋笼的制作采用工厂式集中制作，以保证成品钢筋笼加工质量符合设计及规范要求；钢筋笼采用“炮车”运输，“炮车”主车使用装载机或其他可牵引车辆，后炮采用单桥后炮。在加工场内用门式起重机将钢筋笼吊装至炮车，并将钢筋笼和炮车固定好，保证运输至施工现场的钢筋笼不变形，现场使用汽车起重机将钢筋笼吊装入孔，吊装应采用多点吊装，第一点用起重机主吊钩配合吊具吊在钢筋笼顶部，第二点使用起重机副吊钩吊在钢筋笼顶部往下三分之二处，起吊钢筋笼到一定高度，继续提升主吊钩，下降副吊钩，使钢筋笼不接触地面前提下由水平状态变为竖直。然后吊装钢筋笼对准孔位，尽量轻放、慢放，遇到下放困难时应立即停止查明原因，将问题解决后继续下放至设计高程；在孔口架设扁担梁，吊筋将钢筋笼吊在扁担梁上以控制钢筋笼标高，吊筋长度=吊筋净长+搭接长度+扁担梁高。
（6）清孔：清理好孔底残渣、杂物、浮土，桩有渗水的孔底土层浸泡会有软化，在灌注混凝土前应清除孔底积水，并清除软化土层，以保证灌注时混凝土质量不受孔内积水的影响。
（7）安装导管：对人工挖孔桩采用导管法将干孔灌注和水下灌注施工工艺结合进行混凝土灌注，称无水水下灌注。采用丝扣式导管，内径为200～300mm，导管使用前进
3
中铁十六局集团第二工程有限公司 郧十高速YSTJ--07合同段项目经理部 行水密承压试验和接头抗拉试验。导管的配置根据实际孔深配置，由于采用无水水下灌注工艺，保证混凝土出导管底口后垂直落差不大于2m，则导管配置长度=实际孔深-2m。导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋笼。最后安装料斗，将导管固定卡在灌注架上。
（8）混凝土灌注：混凝土由拌合站强制式拌和机集中拌制，控制好坍落度等各项指标，应根据天气情况和运距适当增大出站时混凝土坍落度，保证混凝土灌注现场灌注时坍落度符合要求。混凝土采用搅拌罐车运至施工现场，经现场实验员试验合格可以开始混凝土无水水下灌注。
无水水下灌注施工分为三步控制混凝土坍落度及施工方式。
第一步，灌注第一车混凝土的坍落度控制为干孔灌注坍落度120～140mm，分层灌注混凝土并振捣，分层厚度为30cm。采用插入式振捣器有次序的振捣，振捣间距为振捣器作用半径的1.5倍，插入下层混凝土深度不小于5cm，每一振点振捣时间以20s~30m为宜，一般以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准；
第二步，第二车及以后混凝土的坍落度控制为水下灌注施工坍落度180～220mm，灌注时依靠混凝土自落冲击密实，无需人工对混凝土进行振捣，灌注过程中保证混凝土的和易性、坍落度及导管的埋设深度。混凝土的和易性不好容易产生浮浆，坍落度小和导管埋设深度不足会导致密实性不够，坍落度大会造成混凝土离析，影响砼强度。导管埋设深度相比水下灌注混凝土的标准2m~6m可以适当加深，由于无泥浆护壁或清水护壁，混凝土翻出导管时受压力较小，增加导管埋设深度，使导管底口翻出混凝土与水下灌注时混凝土相同压力，保证混凝土自密效果不低于水下灌注。
第三步，当混凝土灌注至桩顶以下5米时调整混凝土坍落度为干孔灌注坍落度120～140mm，将导管拔出混凝土面，采用人工分层振捣的方法进行灌注，分层厚度不大于30cm或插入式振捣器有效长度1.25倍，施工方法与第一步相同，一般浇筑混凝土面高程高出设计桩顶0.15cm，保证破除浮浆后至设计桩顶高程时为密实混凝土。
4
中铁十六局集团第二工程有限公司 郧十高速YSTJ--07合同段项目经理部 4、施工结论
对人工挖孔桩无水水下灌注工艺施工的桩基，请相关资质单位通过声测管进行超声波检测，结果均为一类桩；并抽取其中2根桩基进行钻芯取样检测，检测结果均为一类桩。无水水下灌注施工工艺结合了干孔灌注和水下灌注两种施工工艺，在保证施工质量前提下对桩基础灌注施工工艺进行了创新，此创新工艺不仅缩短了灌注施工时间、提高了桩基施工的效率，为企业创造了利润，并且通过工艺创新响应国家节能减排、建设资源节约型社会的号召。
5
