人工挖孔桩施工技术分析

闫安定

摘要：在现代建筑工程中，人工挖孔桩施工技术作为一项主要的项目出现，受到人们的高度重视。

关键词：人工挖孔桩；施工技术；施工安全措施

人工挖孔桩的技术优势：人工挖孔桩由人工掘土成孔，不需要复杂的机具，加上我国劳动力资源丰富，因此在我国城市高层建筑中应大力推广。同时，人工挖孔桩以其特有的优越性，而被市政工程施工所广泛采用。特别是大直径的混凝土灌注桩，人工挖孔比机械成孔的适应性要广得多，不仅适用于软土地基，也适用于山区丘陵土质等比较坚硬、地形地貌变化较大的地区。大直径灌注桩成孔的方式有机械成孔和人工成孔两大类。机械成孔需要特定的机械设备，采用泥浆护壁以及水下浇筑混凝土等方法。而人工挖孔桩的优点突出表现在：施工设备简单：噪声小，振动少，对现场周围原有建筑影响小：施工速度快，可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量：可直接观察地质变化情况，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠。人工挖孔桩有着独特的优越性：适应性强，能在狭窄、高差大的恶劣场地环境下施工：直观性强，嵌岩桩可确保入岩深度，孔底弃渣能彻底清除，有利于保证桩基质量：不受地质情况的限制，适用于各类岩土层，施工方便，进度快：设备简单，环境污染小。

人工挖孔桩施工技术实施质量的好坏直接决定着整个建筑工程施工质量的好坏。但在施工中也存在一些问题，本文介绍人工挖孔桩在施工中的主要问题及对策，并提出一些建议。

1、合理安排施工工艺

合理安排人工挖孔桩施工顺序，对减少施工难度起重要作用。在可能条件下，先施工比较浅的桩孔，后施工较深的桩孔。因为桩孔越深，难度相对较大。较浅的桩孔施工后，可对上部土层的稳定起加固作用，也减少了深孔施工时的压力。在有地下水的场区施工，应先施工外围桩孔，这部分桩孔护壁混凝土完成，可保留少量桩孔先不灌注混凝土，以作排水井，方便其他孔位施工。

2、人工挖孔桩施工技术处理

人工挖孔桩施工技术操作是否正确，是确保人工挖孔桩施工质量和安全的关键，因此在施工前，我们要认真对挖孔桩施工现场的地质钻探资料进行分析，根据资料分析采取相应的技术，对施工中常遇列的问题应采取相应的解决办法。

2.1人工挖孔桩持力层的确定

持力层的确定可通过地质勘察报告剖面图中的持力层标高来确定。若挖至持力层标高时仍未见持力层，应认真进行现场会审，必要时进行补钻，查明持力层埋深，综合分析地质设计标高、持力层分布走向及性状，由勘察、设计、监理、施工四方研究确定桩孔进入持力层的具体标高。因此，当持力层实际情况与勘察、设计差异较大时，不要轻易更换桩型，也不要采取补挖桩措施，应慎重对待，查明原因，认真研究施工方案，确保桩基施工质量。这就要求工程地质勘察单位技术过硬，人员素质高，设备先进，数据采集准确，严格按照《岩土工勘察规范》规定的要求进行工作。

2.2人工挖孔桩施工程序

人工挖孔桩施工程序为：场地平整———放线———定桩位———架设支架或电动基芦——准备潜水泵、鼓风机、照明设备等———挖孔———每下挖90mm进行桩孔周壁的清理————校核桩孔的直径和垂直度———支撑护壁模板———浇灌护壁混凝土———拆模继续下挖，达到微风化一定深度后，由勘测单位验收———绑扎钢筋笼———验收钢筋笼———排除孔底积水、放入串筒，灌注桩芯混凝土至设计顶标高。

2.3人工挖孔桩施工过程中易出现的问题

挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁外围泥砂塌落。如果地下涌水量不大，塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。

2.3.1流砂层淤泥层的技术处理

挖孔时遇到厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂、脱落。因此在施工过程中应该采取以下几点加强措施：a.顶层护壁用直径20cm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。b.加密护壁竖向钢筋并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土土桩、竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。c.在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落埙而增加桩周摩擦力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。

2.3.2 遇流动性淤泥或流砂时，孔壁应采用钢护筒施工。对较易塌方施工段要即挖、即校对、即验收、即灌注护壁混凝土。要保证混凝土密实度，避免渗漏。

3、钢筋笼的构造和质量要求

钢筋笼应严格按要求制作。主筋位置用钢筋的定位支架控制等分距离,主筋问距允许偏差±10 mm;加劲箍筋或螺旋筋螺距的允许偏差±20 mm;钢筋笼直径允许偏差±10mm;钢筋笼长度允许偏差±50 mm。当成孔深度与设计深度不同时,钢筋笼长度也应随之变化,但摩擦桩的钢筋笼长度要求可相对低一些。加劲箍宜设在主筋外侧,以加强对钢筋笼的箍紧固定作用;主筋伸人承台部分一般不设弯钩。钢筋笼搬运和吊装,应防止变形;安放前需再次检查孔内的情况,以确定孔内无塌方和沉渣;安放前要对准孔位后,扶稳并缓慢地进入,避免碰撞孔壁,严禁墩笼、扭笼;钢筋笼到达设计标高位置后,应采用吊筋牢靠地固定。

4、桩身混凝土的灌注

孔桩混凝士是人工挖孔桩的关键一步，因此，要注意做好孔桩混凝土施工技术，保证孔桩混凝土施工的质量。桩身混凝土的灌注主要应保证其达到设计强度，并保证密实度及桩身结构的完整，决不应有夹泥、空洞、浮浆层过厚、露筋和钢筋笼倾斜等问题。灌注前设计人员须验孔，抽干孔内积水。潜水泵须装逆水阀，保证提出水泵时不致使抽水管中残余水流入孔内。再用较干混凝土铺入孔底，然后灌注混凝土。孔壁渗水不容忽视，因灌注桩身混凝土的时间较长，渗水过多会影响混凝土质量。在灌注前要用防水材料（堵漏剂）封闭渗漏部位。为保证桩身混凝土灌注质量，应加快灌注时间，分层振捣，力求在最短时间内完成桩身混凝土的灌注，特别是在有地下水时，要集中足够的混凝土在短时间内灌注完毕，依靠混凝土自重压住水流渗入。深度大于10m的孔，靠混凝土自由下落形成的冲击力及混凝土自重而使其密实，部分混凝土不必振捣。对此是否会产生混凝土离析问题，业内人士表示疑虑。现场观察发现，混凝土坍落度在10cm以内，自由落下会发生混凝土离析问题，但由于浇注的连续性和大落差的冲击作用，先浇的混凝土可能发生下部骨料较多、上层浆料较多的现象，再次倾入混凝土后，也会使骨料与上层浆料混合，保证其混凝土的均匀性。通过对挖孔桩桩身完整性检测，其均匀性和密实性均符合设计要求。相反，由于灌注速度慢，地下水渗流冲蚀未形成强度的混凝土，取芯发现许多孔隙及水泥浆料较少的情况。施工单位应注重桩身混凝土的灌注，确保桩身混凝土的质量。应妥善管理，按规定配合比制备混凝土，及时调整混凝土配合比，使混凝土的强度等級、和易性及坍落度符合规范要求。

5、人工挖孔桩施工安全

在建筑工程中的人工挖孔桩施工时，安全管理绝对不能存在任何问题，不健全的施工现场安全管理制度也是事故发生的重要原因，人工挖孔桩施工现场安全管理制度并配备专职安全员。要保证建筑工程中的人工挖孔桩施工技术良好实施，必须重视人工挖孔桩施工的安全管理制度问题，必须制定一个完整、周全的安全管理制度，才能使施工顺利进行，从而达到保证人工挖孔桩施工良好应用的目的

5.1孔口防护措施孔口四周必须设置锁口,锁口距地面高度应不低于30 cm,并在护壁顶周围设置围栏,围栏的高度应高出地面1.2 m,围栏用Φ16螺纹钢筋制作,焊接牢固。挖出的土(石)方不得堆在孔口1 m范围内,而且应随时清理护壁顶周围的碎石。

5.2防护壁坍塌措施

严格控制拆模前护壁质量要求,以及护壁混凝土的拆模时间,现场施工中一般情况下24 h后方可拆除混凝土护壁,护壁可加适量配筋,上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而开裂的现象,上下护壁间搭接长度不小于50 mm。桩底如果设计要求扩底,若扩底高度超过2 m,扩底部分应分段做护壁,以防止扩底部分坍塌。

5.3孔中防毒措施

地下特殊土层中往往含有某些有毒气体,故每次下孔之前,必须对桩孔内气体进行抽样检测,发现有毒气体含量超过允许值时,应将其进行清理,现场中可采用空压机送风清理,将有毒气体清除至化学毒物最低允许浓度卫生标准。施工的桩孔中应设置专门的设备向孔内换风,风量要足,不应小于25 L/s。

6、结束语

在现代建筑工程的地基处理中，施工技术应用涉及的项目较多，首先要保证施工的进度和质量，进而为施工人员的生命安全提供保障。人工挖孔桩采用人工挖土成孔，灌注砼浇捣成桩，其具有施工单桩承载力高、操作工艺简单、无环境污染、工程造价低等优点。人工挖孔桩在良好地质条件的地基中运用时，其所具有的优越性更为突出，施工质量也较易控制。当人工挖孔桩在不良地基中运用时，其扩大头部分极易坍塌造成质量和安全事故，应该慎用。因此，建筑施工单位在做桩基设计时，一定要重视地质勘探资料，在地质状况不良的情况下宜采用其它桩基型式进行设计施工。人工挖孔桩施工保证质量的前提，是要有健全的施工现场技术管理体系。

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