人工挖孔灌注桩施工技术与安全措施

薛其涛

【摘要】本文介绍了挖孔灌注桩方案的确定、施工及施工中一些问题处理方法。以及挖孔灌注桩施工中应采取的安全措施。

【关键词】人工挖孔桩；技术措施；安全保证措施

【Abstract】This article describes the digging pile program identified some problems in the construction and construction approach. And digging pile construction should take security measures.

【Key words】Manual hole digging pile；Technical measures；Safety measures

采用人工挖孔灌注桩做基础，具有机具设备简单，施工操作方便，占用施工场地小，对周围建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点。因此得到广泛应用。人工挖孔桩虽具备很多优点，但也受到多种因素制约，不是所有地质条件及设计桩基都适用。人工挖孔灌注桩适用于土质较好、地下水位较低的黏土、亚黏土、含少量砂卵石的黏土层。可用于高层建筑、公用建筑、水工建筑做桩基，作支承、抗滑、挡土之用。对软土、流砂、地下水位较高、涌水量大的土层不宜采用。

在人工挖孔桩施工前必须认真研究设计图纸，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。

1. 人工挖孔桩的技术措施

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。

（1）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。

（2）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。遇上轻微流砂时，将护壁长度缩短为0.5m，减少开挖孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。

（3）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。当护壁混凝土振捣不密实，出现护壁渗水时，要及时处理。渗水较小时，可用防水材料直接堵塞。对水量稍大的孔，可以打入木楔，周围再用防水材料封闭。对水压大、渗水量大的孔，根据孔径大小，可选择相应的塑料管嵌入导流，周围用防水材料封闭，在开挖桩孔时，用泄水管将水引出孔外，在浇注桩身混凝土前，用铁丝将管扎牢并切断。

（4）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。

（5）挖孔至10m以下时，采用鼓风机通风，使孔内保持新鲜空气。在空气中灌注混凝土，通常采用串筒下料、分层振捣或短护筒直接投料的方法施工。实践证明，用两种方法结合施工，更能保证桩身混凝土的密实性。因为要将地下水的影响降到最低，就要尽可能加快灌注速度，要求集中足够数量的混凝土在短时间内完成浇注，以便利用混凝土自身的重量压住地下水的渗入。

（6）地下水对混凝土的均匀性、密实性影响很大。采用何种混凝土施工方法，应根据地下水的水流速度来确定。当自孔底及孔壁渗入的地下水上升速度较大（参考值≧6mm/min）时，则应采用水下灌注桩的方法，对此，施工技术规范中有详细的条款。需注意的是，灌注混凝土前，孔内水位至少要与孔外地下水位同高或高出1～1.5m。

（7）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。挖至设计桩底标高后，采用探孔器测验孔垂直度和孔深。

2. 人工挖孔桩施工的安全措施

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。人工挖孔桩安全措施包括以下方面：

（1）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。

（2）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。井底照明须用低压电源，防水带罩的安全灯具或安全矿灯。

（3）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，孔下作业人员應避于护板（网）下。

（4）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。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。

（5）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。）

（6）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。

（7）当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量大时，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。

（8）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。

（9）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。施工現场设备的传动部位，必须装设防护罩。

（10）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。

（11）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。

（12）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。

（13）项目经理部设立安全机构，安设专职安全员。制定专项安全方案及安全制度。现场管理人员向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。专职安全员对施工现场进行检查和落实安全制度。

3. 人工挖孔桩砼灌注方法选用

（1）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。

（2）人工挖孔桩在砼灌注时的施工要点： 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。

参考文献

[1]《建筑施工技术》，卢循等，同济大学出版社，1999.2、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

[2]《土木结构工程实用手册》，张素梅、唐岱新，黑龙江科学技术出版社，2001.

[3]杜荣宏.人工挖孔桩在高速公路施工中的应用[J].科技信息.2005.10. 转贴于 中国论文.