人工挖孔桩基础

1、概述

人工挖孔桩基础是干作业成孔灌注桩的一种，采用人工开挖方式成孔，现浇基础成型的基础型式。由于人工挖机桩基础具有施工机具设备简单，操作方便，环境影响小，施工质量可靠，工程造价低等优点，目前在铁路、公路、市政、电力等工程建设领域广泛应用。本文主要介绍在电网基础施工中人工挖孔桩基础的工艺流程及施工过程。

2、本典型施工方法特点

（1）施工所需设备、工器具数量少，能形成固定的作业程序， 施工准备 施工人员数量定量化。

（2）施工操作简单，施工工艺不复杂。

首节桩孔开挖 （3）占地面积小，土石方开挖量小，弃土量较少，对环境影响较小。 （4）地质条件必须满足要求，施工过程需及时鉴定地质情况。 （5）工程造价较低。 首节护壁施工 （6）安全风险较大，应制订规范化的安全措施。

3、适用范围 桩孔定位检查 （1）人工挖机桩基础桩直径不得小于800mm，且不宜大于2500mm。桩深不宜大于30m。

安装防护、照明、起吊、送风等设施 （2）人工挖机孔桩基础适用于无地下水或地下水较少的黏

土、粉质黏土，含少量的砂、砂卵石、浆结石的黏层采用，特别适用黄土层使用，在岩石地质地有一定应用。 第二节桩孔开挖 4、工艺原理

第二节护壁施工 人工挖孔桩基础施工工艺是以人工开挖机孔并采用钢筋混凝土护壁进行支撑保护，浇筑基础施工全过程的方法。与机械成孔灌注桩基础工艺相比，减少机械设备进场，有利环境保护，减少施工费用。 第n节桩孔开挖、护壁施工 5、施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程图

本典型施工方法施工工艺流程见图6-5-1。 5.2操作要点 5.2.1施工准备

5.2.1.1技术准备

施工前组织专业人员进行图纸审核，编制相应的技术措施、质量措施、安全措施等。

5.2.1.2人员准备

根据人工挖孔桩工程特点配备相应的施工人员，并应进行施工前安全、质量技术培训，培训合格后方可进行施工作业。

浇筑桩身混凝土 开挖桩底扩大层 终孔检查验收 地脚螺栓（插入角钢）找正 浇筑桩顶混凝土 桩基检测、环境处理 5.2.1.3工器具准备

根据人工挖孔桩工程特点准务相应的工器具、设备，并对工器具、设备进行检查 确认，经检查符合要求后才能进入施工现场。

结束 5.2.1.4材料准备 图6-5-1 人工挖机

施工所需材料如砂、石、水泥、钢筋等进场前应进行检查，并取得合格证明。孔桩基础施

工工艺流程图

5.2.1.5 施工布置

根据基础施工现场的实际情况，合理安排各种设施、材料的位置，预留出弃土的运输通道、处理地点，尽量少占地，保护环境。 5.2.1.6 基础分坑定位

根据相应的基础施工图、现场塔位中心桩及方向桩，测定好人工挖机桩桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出桩基圆周。撒石灭线作为桩孔，作为桩孔开挖尺寸线。孔位线定好之后，在开挖前必须进行复查，确认无误后方可施工。 5.2.2 首节孔桩开挖

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，有效地控制开挖的截面尺寸。根据桩基地质情况的不同，选取不同的开挖工具，对地表层的粉质黏土一般采用短柄铁锹、镐、锤、钎等工具，风化岩宜采用风镐、风等工具进行开挖，单节开挖高度一般以1000mm为宜。基础开挖见图6-5-2。

5.2.2.1开挖首节桩孔土方时，事先应清除坑口附近的浮土、杂物，开挖出的弃土要及时清理。 5.2.2.2宜采用电动提土装置进行提土作业，孔桩运出的土石方，必须运离刚性围栏进行防护，刚性围栏高度宜为800mm，每日施工完毕后应覆盖严密坑口，并作明显的警示。 5.2.3 首节护壁施工

5.2.3.1护壁钢筋绑扎、模板的支护

（1）为防止桩孔壁坍方，确保安全施工，孔桩开挖成孔后应立即进行护壁施工，有设计要求或地质情况较差的地段，需要做护壁配筋的，一定要进行护壁配筋，配筋应根据基础施工图及孔桩单节开挖高度来确定。护壁纵向钢筋露出模板下端长度应满足设计要求。绑扎首节护壁钢筋见图6-5-3。

（2）护壁模板宜做成4片，模板之间用卡具、扣件连接固定，在每节模板上下端各设一道圆弧形、用槽钢或角钢做成内钢圈作为内侧支撑，防止内模因受力而变形。模板上口直径与桩径相等，下口直径为桩径+100mm，护壁模板单节高度一般为1000mm。护壁模板见图6-5-4。 （3）首节护壁以高出地坪100～150mm为宜，便于挡土、挡水。护壁厚度一般为100～150mm，第一节护壁厚度应比下面其他护壁厚度增加100～150mm。 5.2.3.2 浇筑首节护壁混凝土

桩孔护壁应在绑筋、支模完成后立即浇筑混凝土。护壁混凝土一般采用人工浇筑，捣固钎或振捣器捣实。浇制完毕24h后方可拆除模板（如气温较低，可适当延长控拆模时间）。浇筑护壁示意图见图6-5-5。 5.2.4 桩孔定位检查

首节桩孔护壁做好以后，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字用线对中，吊线坠和，国井底投设，复查桩位中心偏差，桩们中心与设计偏差不得大于20mm，检查孔壁的垂直平整度，同一水平面上桩孔任意直径极差不得大于50mm。桩孔深度必须以基准点为依据进行测量。保证桩孔轴线位置、标高、断面尺寸满足设计要求。 5.2.5 安装防护、照明、起吊、送风等设施 5.2.5.1 安装提升起吊设施

根据工程特点，安装电动提升器或人力提升装置，进行提土作业 ，地现运土可用手推车等工具。

5.2.5.2 安装吊桶、照明、活动挡板、软梯、水泵和通风设施

（1）在安装吊桶时，应使吊桶冬位于桩孔中心位置，防止吊桶提升时碰伤护壁混凝土。 （2）井底照明必须用带灯罩的防水安全灯具。

（3）当桩孔深大于10m时，应向桩孔内送风，加强空气对流，风量不宜小25L/S。对于现场施工认为需要送风时，可不受开挖深度，随时进行送风，防止有害气体的危害。可采用

向孔内吊放燃烧的蜡烛等措施检验孔内氧气含量的方法，避免施工人员贸然施工作业发生窒息情况。挖孔作业时上下人员轮换作业，桩孔外人员时时对桩内作业人员作业进行监护，宜配备无线对讲机等通信工具保持与孔人员联系。

（4）桩孔口及孔内护壁上口处安装活动挡板等安全设施，当桩孔内有人作业时，应掩好孔口活动挡板，提土时，孔内人员躲于活动挡板下，防止落物伤人。施工无关人员禁止靠近桩孔。 5.2.6 第二桩孔开挖

5.2.6.1 第二节桩孔开挖与首节桩孔开挖相同，从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后挔周边，利用提升设备提土，桩孔内人员应戴好安全帽，系好安全带。吊桶离开孔口上方1.0m时，将活动挡板遮盖孔口，防止弃土回落孔内伤人。

5.2.6.2 桩孔开挖应及时检查桩孔的直径及井壁圆弧度，及时修整孔壁做到上下垂直、平顺。 5.2.7 第二节护壁施工

5.2.7.1 钢筋绑扎及模板支护

（1）绑扎安放第二节护壁钢筋，护壁纵向钢筋应与上节护壁纵向钢筋连接牢固、可靠。 （2）护壁钢筋绑扎成型后，拆除上护壁模板，支护下节护壁模板，下节护壁模板与上节护壁之间的搭接长度不得小于50mm。支护护壁模板见图6-5-6。 5.2.7.2 浇筑第二节护壁混凝土

混凝土用串桶输送，人工浇筑，人工插捣密实，上下节护壁重叠处混凝土应捣固密实。拆模后发现护壁有蜂窝；、漏水现象时，应及时补强。 5.2.8 第n节桩孔开挖、护壁施工

第n节桩孔开挖，护壁施工，与第二节护壁施工方法相同。施工过程中安全、合理地使用法动挡板、通风设备等安全设施进行防护。桩孔检查、校正方法与首节桩孔方法一致。 5.2.9 开挖桩底扩大层

开挖桩底扩大层时，应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好，桩底应支承在设计所规定的持力层上。再扩大部位的尺寸形状自上而下削土扩充至满足设计图纸要求。 5.2.10 终孔检查验收

成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、桩长、桩位中心位置、井壁垂直度、虚土厚度等进行全面检查。会同设计、监理单位办理隐蔽验收手续，并做好施工记录。施工成型护壁见图6-5-7。 5.2.11 桩身混凝土浇筑

5.2.11.1 钢筋笼制作及吊放，埋设检测装置

（1）钢筋应按照相关规范标准进行复检，并取得合格证明。

（2）钢筋笼绑扎应按照JGJ18-2003《钢筋焊接及验收规程》要求制作成型。 （3）吊放钢筋笼，埋设桩身检测装置。

1）放入前应先绑好混凝土垫块，混凝土垫块的强度应与桩身强度相同，尺寸根据桩身钢筋保护层厚度确定。

2）吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳、缓慢下放，避免碰撞孔壁。

3）钢筋笼下放至设计位置后，检查钢筋保护层及钢筋笼位置，满足要求后及时固定。

4）遇有两段钢筋笼连接时，应采用焊接，双面施焊，接头数按50﹪错开，以确保钢筋位置正确。

5）根据设计的具体要求，预埋桩身检测装置，预埋的检测装置应牢固、可靠。 5.2.11.2 浇筑桩身混凝土

桩身混凝土采用机械搅拌，混凝土必须通过溜糟下料，当落距超过2m时，应采用串筒向桩孔内浇筑混凝土，串筒末端距孔高度不宜大于2m，也可采用导管泵送。 混凝土连续浇筑，宜采用插入式振捣器分层振密实，见图6-5-9。 5.2.12 地脚螺栓（插入角钢）找正 5.2.12.1 地脚螺栓的找正

（1）根据地脚螺栓的布置，制作相应的单腿找正样板，地脚螺栓小根开误差应小于2mm。

（2）地脚螺栓无扣部分应基础顶面，保证地脚螺栓的露高，且应垂直于基础顶面。

（3）安装地脚螺栓时，根据地脚螺栓的规格、数量和重量采用安全、合理的方法安装，并用规格匹配的样板固定。

（4）找正地脚螺栓时，地脚螺栓小根开尺寸、基础根开尺寸、对角线尺寸等基础控制数据满足规程、规范要求。

5.2.12.2 插入角钢的找正

（1）插入钢安装以三角支架为支撑，链条葫芦等工具配合吊装，安放到设计位置，角钢底部三角（两肢宽、角钢楞）采用8号铁线束固定在钢筋笼上，插入角钢顶部用链条葫芦。 （2）插入角钢宜实行单腿固定找正。角钢端头采用自制钢管套筒可调查式调整工具，可调查工具直角布置，端头用螺栓固定在角钢头部，尾端用螺栓连接在事先打入面内的角钢钢钎上，然后，用可调系统调整插入角钢的根开尺寸和正侧面坡度，使其达到设计值。找正插入角钢见图6-5-10。

（3）角钢找正应本着多组数据反复检测，立体控制的原则才能达到设计要求。 5.2.13 浇筑桩顶混凝土 5.2.13.1 浇筑桩顶混凝土

（1）混凝土庆严格按照配合施工。 （2）混凝土振捣应符合规范要求。

（3）混凝土应按规范要求制作试块，试块养护条件应符合规范要求。 5.2.13.2 混凝土养护、拆模 （1）混凝土养护。

1）混凝土浇筑完毕后，应在12h内开始浇水养护，当天气炎热、干燥有风时，应在3h内进行浇水养护。当冬期施工气温较低时，不应浇水养护。

2）混凝土浇水养护日期，对普通硅酸盐和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得小于5昼夜。 3）浇水次数应以保持混凝土具有足够的润湿状态为度。 （2）拆摸

1）浇水养护的混凝土，当其强度达到2.5MPa或以上时，方可拆模。

2）拆模时，要注意保护混凝土保护混凝土基础棱角，不可使模板拆模时粘掉混凝土或以任何方式损伤基础棱角。

5.2.14 桩基检测、环境处理 5.2.14.1 人工挖孔桩基础检测

完成的人工挖孔桩基础在混凝土达到强度要求后，应根据JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》的要求对桩基进行检测，检测数量应满足要求。

基础施工完毕按照相关规范对基础进行检查，评级，并填写相应的记录。

施工中如遇不良地质情况，与设计文件存在不符，应及时与设计、监理单位沟通，确认现场实际地质情况，并编制专项施工措施后，再进行施工。 5.2.14.2 基础场地环境保护

基础施工完毕应将施工恢复原始地貌，妥善处理弃土。基础成型见图6-5-11。 6 人员组织

人员挖孔桩基础施工应根据工程量和作业条件合理安排人员组织施工，施工人员配置如表6-6-1所示。

表6-6-1 施工人员配置（以一基四根桩为例） 序号 岗 位 数量（人） 岗 位 职 责 1 2 3

施工负责人 安全员 质量技术员 1 1 1 负责人工挖孔桩基础施工的组织、协调、现场指挥等工作 负责人工挖孔桩施工现场的安全监护和检查指导工作 负责人工挖孔桩施工过程质量标准的控制、执行、监督和检查；负责施工现场全过程的技术管理工作，协助现场施工负责人工作 4 5 6 7 8 9 10 测 工 钢筋工 模板工 电工 机械操作手 挖孔工人 混凝土工人 合 计 1 2 2 1 2 8 12 31 负责人工挖孔桩基础施工的测量工作 负责人工挖孔桩基础钢筋加工，钢筋制作、安装工作 负责人工挖孔桩基础模板的组装、拆卸等工作 负责施工电源设备的安装、操作、检查和维护 负责人工挖孔桩施工机械的操作和维护 负责人工挖孔桩开挖、护壁施工等工作 负责人工挖孔桩基础混凝土浇筑、养护等工作 7 材料与设置 人工挖孔桩基础施工应根据工程量和作业条件合理安排施工，主要材料为水泥、粗细骨料、地脚螺栓（插入角钢）等，以一基四根桩为例，主要工器具及设置如表6-7-1所示。

表6-7-1 主要工器具及设备（以一基四根桩为例） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 搅拌机 振捣器 发电机 水泵 经纬仪 鼓风机 护壁模板 绞车 电焊机 配电设施 空压机 运水罐 规格 170L/350L 汽油机/电动 12KW 配30m水带 J2 各种规格 带吊桶 BS1-330 1.4m3 单位 台 台 台 台 台 台 台 套 台 套 台 个 数量 2 2 1 1 1 4 4 4 1 1 2 1 备注 配塔尺、花杆 带送风管 带卡扣 提土用 8 质量控制

8.1 主要质量标准、技术规范 GB8076-1997 混凝土外加剂 GB50026-2007工程测量规范

GB50107-2009混凝土强度检验评定标准

GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范

GB50233-2005 110KV～500KV架空送电线路施工及验收规范

DL/T5168-2002 110KV～500KV架空送电线路工程施工质量及评定规程 JGJ18-2003钢筋焊接及验收规程

JGJ52-2006普通混凝土用砂、碎（卵）石质量标准及检验方法 JGJ55-2000普通混凝土配合比设计技术规范 JGJ94-2008建筑桩基技术规范

JGJ104-1997 建筑工程冬季施工规程——混凝土工程 JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范 J140-2001钢筋焊接接头试验方法标准

Q/GDW153-2006 1000KV架空送电线路施工规范

Q/GDW163-2007 1000KV送电线路施工质量验收及评定规程 Q/GDW248-2008输变电工程建设标准强制性条文实施管理规范

建标[2006]102号建设部关于发布2006年版《工程建设标准强制条文》（电力工程部分）的通知。

8.2 基础质量控制要点

（1）基础分坑控制要点。施工过程应妥善保护好场地的中心桩、辅助桩。 （2）桩孔开挖控制要点。

1）桩孔上口应做好挡土及排水措施，防止孔壁坍塌。 2）开挖过程中应随时对桩孔进行校核，确保桩孔尺寸。

3）已挖好的桩孔应及时吊放钢筋笼，并及时浇筑混凝土，有地下水的桩孔应及时施工，并尽快浇筑混凝土，避免地下水浸泡桩孔，造成塌孔。 （3）护壁施工控制要点。

1）护壁模板应支护牢固，防止出现模板变形等现象。

2）护壁混凝土振捣应密实，不应出现露石、孔洞等现象。

（4）成孔保护控制要点。人工挖孔桩施工现场必须有良好的排水设施，严防地面雨水流入桩孔内，浸泡桩孔。

（5）钢筋笼制作控制要点。钢筋笼应保持清洁，已成形的钢筋笼，不得扭曲、松动变形。吊入桩孔时，不得碰坏孔壁。浇筑混凝土时，应将钢筋笼顶部牢固固定。

（6）浇筑混凝土控制要点。浇筑混凝土时，串桶应垂直放置，防止因混凝土斜向冲击孔壁，破坏孔壁土层，造成夹土现象。 （7）材料控制要点

1）基础施工钢筋、水泥、水、砂石必须经过检验，试验合格并取得合格证。

2）材料站对材料进行检验，做好记录，不合格的禁止进入施工现场；施工现场材料进行验收，不合格的不准进行基础浇制。

3）材料堆放有标识，材料的保管、发放、回收要有材料卡，使材料处于全过程控制状态。 （8）冬期、雨季施工控制要点。

1）冬期施工应编制冬期施工方案，浇筑混凝土时，应采取加热保温措施。浇筑的入模温度应由冬期施工方案确定。

2）雨天不宜进行人工挖桩孔施工，如必须施工，应对桩孔采取可靠的防雨措施。 8.3基础质量常见问题及预防、控制措施

基础质量常见问题及预防、控制措施见表6-8-1。

表6-8-1 基础质量常见问题及预防、控制措施 序号 1 质量问题 垂直偏差过大 产生原因、现象 预防、控制措施 备注 由于开挖过程未按要求每挖完一节，必须根据桩孔口上的每节核验垂直度，致使挖轴线吊直、修边使孔壁圆弧保持上完以后垂直超偏 下顺直 开挖前掌握现场土质情况，错开桩2 孔壁坍塌 位开挖，缩短每节高度，随时观察因桩位土质不好，或地下土体松动情况，必要时可在坍孔处水渗出而使孔壁坍塌 用砌砖，钢板柱、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔 3 孔底残留虚土太多 成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，未认真清除 在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封底 4

孔底出现积水 当地下水渗出较快或雨开挖过程中孔底要挖集水井，及时水流入，排水不及时，就进行抽水，当渗水量过大时，应采会出现积水 取场截水、降水或水下灌注混凝土 等有效措施。严禁在桩孔中边抽水边开挖边灌注 钢筋笼加工制作时点焊不牢，未采取支撑加强钢筋，运输、吊放时产生变形、扭曲 钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋筋点焊牢固，支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好 在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业 5 钢筋笼扭曲变形 6 桩孔混凝土质量差 有振捣不实、夹土现象 9 安全措施

9.1主要安全规范、文件

DL 5009.2—2004电力建设安全工作规程 第二部分：架空电力线路 Q/GDW 434.2—2010 国家电网公司安全设施标准 第二部分：电力线路

国家电网[2010] 1020号 关于印发《国家电网公司基建安全管理规定》的通知 9.2基础施工安全措施

（1）所有施工人员进场时必须戴好安全帽、穿绝缘胶鞋。

（2）认真研究设计提供地质资料，分析地质情况，出现流砂、管涌等情况及时与设计监理沟通，并制定相应的专项措施方案。

（3）人工挖孔桩开挖施工时，孔上必须有专人监督防护，桩孔同围要设置安全防护栏。 （4）每孔必须设置安全绳及应急软爬梯，软梯制作材料应满足使用要求，上端应牢固固定，确保使用安全。

（5）孔深超过10m必须设置通风设施，以便向孔内强制输送清洁空气，排除有害气体。 （6）已挖好的桩孔必须用木板或钢筋网片等盖好，防止土块、杂物、人员坠落。严禁用草袋虚盖。

9.3用电、防火安全措施

（1）施工用的发动机、搅拌机等，必须保证其绝缘良好，性能可靠，做好电器设备的接地保护。使用潜水泵必须有防漏电装置。桩孔内照明必须带有灯罩的防水安全灯具。、 （2）生活用电必须保证其绝缘良好，接地性能可靠，做到人走电断。 （3）在林区施工时，杜绝乱用火源，设防火区，防止森林火灾。

10 环境保护

（1）严格控制施工临时占地量，减少对地植被地破坏。

（2）受施工影响的农田、沟渠、道路等设施，施工完毕应尽快恢复。施工完毕后，临时道路和临时占地应及时进行复耕，恢复植被。

（3）加强对施工燃油、工程材料、设备、弃土的控制和处理。 1）施工燃油应及时进行回收处理。

2）施工设备应定期检查油路，防止设备漏油。 3）剩余工程材料应回收，并妥善处理。

4）开挖弃土应按要求进行处理，余土应外运至指定位置，不得随意堆放，做到工完料尽场地清。

11 效益分析

本典型施工方法具有环保、施工工器具需求少、施工人员投入较少，施工方式简便、质量控制直观、易控等特点。与开挖式基础相比具有开挖量小、占地面积少、弃土量少、环境影响小的优点。与机械成孔灌注桩相比肯有操作简便、成本低廉、设备简单、占地面积小、因不

需设泥浆池面对环境临川小的优点，具有很好的经济效益和社会效益。