人工挖孔桩技术在高速公路施工中的应用

周建祥 马小军

人工挖孔桩的缺点是挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差。所以人工挖孔桩施工中安全措施非常重要，施工单位必须高度重视。

1 施工准备

人工成孔桩孔，井壁支护要根据该地区的土质特点、地下水分布情况，编制切实可行的施工方案，进行井壁支护的计算和设计。开挖前场地完成三通一平。地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施准备就绪。必须认真研究设计图纸，熟悉场地的地下土质、水文地质资料。看清桩基地质条件。符合人工挖孔桩条件一般为：地质情况良好，无流沙、无丰富地下水，桩长不宜大于20米，孔径不小于1.2米。按基础平面图，设置桩位轴线、定位点：桩孔四周撒灰线。测定高程水准点。放线工序完成后，办理预检手续。按设计要求分段制作好钢筋笼。全面开挖之前，有选择地先挖两个试验桩孔，分析土质、水文等有关情况，以此修改原编施工方案。在地下水位比较高的区域，先降低地下水位至桩底以下0.5m左右。人工挖孔操作的安全至关重要，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。

2 人工挖孔桩的技术措施

做好事前控制工作，组织好各种原材料的进场与验收，进行技术交底，制定相应的施工工序。开挖前清除现场杂物，整平夯实，精确放样，四周距孔中心桩1米处设4个保护桩，十字对称布置。在井口护壁施工结束后，将桩中心标注在井口护壁上。

垂直起重设备要架立牢固，应能承受一定的冲力不致翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后方可投入使用。

同排桩基开挖时，采用间隔挖孔，群桩开挖时，应采用梅花形开挖，以避免开挖过程中对相邻桩基护壁影响。

挖孔时，采用每进尺进行一次砼护壁，砼护壁标号应不小于C25。护壁模板宜采用定型二半圆合一的喇叭形钢模，护壁厚度在12-20cm，采用集中拌和，钢棒捣实，护壁后每节上孔径按设计桩径下口孔径大于设计桩径16cm。

每一节开挖前，在孔口恢复中心桩后，用吊锤放样该节孔中心位置，以防出现桩心偏位。粘土层采用镐挖锹铲，硬土层及强风化岩层采用风镐破碎。

挖孔至10m以下时，采用鼓风机通风，使孔内保持新鲜空气。下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测，发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施。

当孔内地下水较多时采用水泵及时排水。当相距10米以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，要考虑对正在挖孔桩的危险影响，随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。

挖至设计桩底标高后，采用探孔器测验孔垂直度和孔深。

在人工挖孔桩过程中施工要点为：护壁砼配合比、孔口放样、每节中心位置以及孔深测量。要求施工中及时记录每节施工土质、渗水量、中心偏位、起始深度等。

3 人工挖孔桩安全保证措施

施工中要清楚人工挖孔桩的安全至关重大，严格按技术规范要求配备有效的安全保证措施。注重技术管理，加强监督、检查与指导，发现问题及时处理，不留后患。人工挖孔桩安全措施包括以下方面：

挖出的土方必须及时运走，井孔口周边1m范围内，禁止堆放土石方，且堆土高度不应大于0.8m。

井口周边必须用砼浇筑成井圈且高度要高出地面不少于20cm，以防水和杂物等进入井内，挖孔桩作业面周边必须设置安全防护围栏，高度不低于1.0m，正在开挖的桩孔停止作业时或已挖好的成孔必须设置牢固的盖孔板，且周围应设立“非工作人员禁止入内”等警示牌。

现场施工人员必须戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人监督防护，井孔周边作业人员、监护人员，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。

孔深挖至超过挖孔人身高时，在桩孔口或孔内装设靠周壁略低的半圆防护板（网），并随着孔深增加而往作业面下引，吊渣桶上下时，孔下作业人员应避于护板（网）下。

井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯。井内人员必须乘专用吊笼上下，不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。听从指挥，密切配合，严格按规定进行施工。井孔内外设置对讲机或低压电铃，便于上下联系，确保通讯畅通。根据土质情况，一般情况每开挖一次护壁一次，遇地下水丰富或易塌地层（如砂层、软土层宜0.3-0.5m护壁，严禁只挖不护壁。）井底照明须用低压电源，防水带罩的安全灯具或安全矿灯。

当孔深大于10m以上时，应向孔下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况，预防安全事故发生。

当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量较大时，吊桶满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高扬程水泵抽水。作业人员必须离开井孔，严禁人机同坑作业。随时观察井壁变化，遇到险情，全部人员应立即撤离井孔。

施工现场电源线路，必须按“三相五线”制，TV-S系统要求布置，并按“三级配电”“二级漏电分级”分段保护。各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。必须一机一闸一箱进行敷设。孔上电线、电缆必须架空。

电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其他物品。

现场电源线路及电器设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。施工现场设备的传动部位，必须装设防护罩。

垂直起重设备必须经常性检修维护，保证机件能够运转正常，操作灵活，按钮开关、减速器、钢丝绳、绳卡、吊钩、吊桶、吊笼等不得带病作业。

孔桩开挖应交叉进行，正在开挖或已成孔而尚未浇灌砼的桩孔其10米半径范围内不得同时开挖其它桩孔。

为了预防有害气体中毒和孔井内缺氧，每天作业前必须先检测或放鸟等方法测试，如不符合要求应先通风充氧，符合要求方准作业。

4 人工挖孔桩砼灌注方法选用

人工挖孔桩钢筋笼制作及就位与钻孔桩基本相同，施工要点同钻孔桩施工类似。人工挖孔桩砼灌注一般有两种方法即普通砼和水下砼，施工中可根据孔深、孔壁渗水量及施工设备配套情况决定。采用普通砼配合比施工时，要求配合导管每延米采用人工振捣，其优点是质量容易控制，但砼施工时间过长，辅助施工人员较多等。采用水下砼其优点是砼施工连续，但必须使用导管配合大型漏斗等辅助设备。施工要点：根据现场条件确定砼施工配合比。砼施工前检查各项配套设备、机械性能及匹配性。保证砼的和易性及浇筑的连续作业。计算确定砼用量，并通过吊锤复测保证砼桩基有效长度。

上述两种方法桩基的小应变检测完整性均满足要求，通过实践证明，笔者认为对于桩长大于10m的桩基采用水下砼灌为宜，因为采用普通砼施工时，每次人工振捣时间间隔过长，且安全难以保证。

[1]公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社.1990年.

[2]桩基础施工手册[S].中国建筑工业出版社，2003年.

[3]刘金.人工挖孔桩施工中几个问题的处理[J].2006.10.