人工挖孔半坡桩施工技术研究

温 潇

(太原市建设工程质量监督站，山西 太原 030009)

0 引言

人工挖孔桩在我国的建筑工程基坑工程中应用量较为广泛，人工挖孔桩具有施工噪声小、施工成本低、污染小、节能、质量好等优点。人工挖孔桩施工中主要是通过人工开挖成孔，再吊入钢筋笼，最后浇筑混凝土进行振捣施工而形成的钢筋混凝土桩。由于人工挖孔桩施工时主要通过人工开挖的方法进行施工，因此为保证操作面满足要求，往往开挖的桩孔直径较大(D≥800 mm)。同样由于在成孔过程中易出现塌孔等现象从而对施工人员产生一定的安全隐患，我国各地相关部门依照以人为本、生命至上为原则，各地已经逐渐限制人工挖孔桩的应用。但山西省地质情况复杂，地质灾害相对较多，在山区中进行施工时由于场地的限制，部分地区不宜进行机械开挖，人工开挖的方法还有一定的使用价值。人工挖孔半坡桩属于人工挖孔桩的一种，主要应用于在坡地开挖桩基的场地中。在人工挖孔半坡桩开挖过程中，开挖难度较大，且施工较为复杂，如何能确保桩基的施工质量满足相关要求，确保施工人员安全的前提下进行正常施工，确保达到工期要求而控制施工进度，是人工挖孔半坡桩施工中应注意的关键问题[1，2]。

1 工程概况

某商业建筑位于坡地中，该商业建筑为地下2层、地上4层建筑，为框架结构体系，总建筑面积约为5万m2。该楼地下1，2层为地下车库，地上4层为商业用途，基础均采用桩基础。通过对该场地进行地质勘查，得到该场地内土质情况为全揭露页岩坡面，页岩的顺层地质，与斜坡面基本平行。开挖基坑时，拟将该场地斜坡挖除，从而平整场地。平整场地后，基坑内水平面与斜坡面夹角为50°～70°，斜坡内岩层被截断，在雨季时岩层层里的结合面易发生滑移，从而不利于桩孔的开挖。为便于后期开挖桩孔施工，在桩孔定位前需对断裂、危险的岩层进行处理，消除危险源，确保斜坡的相对稳定。

2 施工方法及施工流程

2.1 斜坡坡面处理

开挖桩孔前，对平基边坡进行二次开挖施工，将截断的岩层根部清理干净，确保坡面与基坑地面呈45°角，使破面的岩层处于稳定的状态。将坡面处理完毕后，边坡的高度按照设计要求控制在4.0 m～8.8 m，在半坡中开挖的桩孔数量为少数，半坡桩距基坑底部的高度为1.8 m～8.2 m。

2.2 桩孔定位

桩孔开挖位置的准确度影响基础的布置和受力均匀性，同时也影响周围桩基的协同受力，因此桩孔定位的准确性极为重要。在对桩孔进行定位时，首先使用经纬仪对桩孔的大致位置进行定位，之后在定位的桩孔位置附近搭设脚手架施工操作平台，最后再对桩孔进行精确定位，并对桩孔进行相应编号。

2.3 桩孔工作面处理

将桩孔精确定位后，在桩孔附近使用风镐等设备将桩孔附近打凿成一个足够宽敞的平面，确保桩孔外侧下坡面平面距离孔口岩层最小宽度为500 mm以上，其他三面端部距离孔口岩层最小宽度为700 mm以上，便于平面处搭设提升机等机械设备，便于后续施工操作。除此之外，将桩孔工作面处理好后，还可在进行二次浇筑混凝土时使用定型模支设时提供相应的操作平面。一切就绪后，在桩孔待开挖位置顶部砌筑桩井圈，避免开挖过程中砖、石、土等其他杂物落入孔中从而发生伤人事故。尤其是在半坡中开挖桩孔，坡上的松散物质较多，产生滑落现象的杂物也较多，因此在开挖前需对周围松动的砖、石、土等杂物进行清除。在工作面上搭设操作架时，需在操作架上布置剪刀撑及其他斜撑等，从而确保操作架的稳定性及安全性，施工人员在操作架上作业时需佩戴相应的安全防护措施。操作架安装完毕后，在操作架顶部布置45 mm×90 mm的方木，布置间距为100 mm满布，铺设完成后在方木上方铺设操作面层，为之后开挖桩孔和浇筑人工挖孔桩混凝土提供相应的操作面。

2.4 支模和支撑搭设

桩孔开挖完成后，在对桩孔进行混凝土浇筑时，需采用二次浇筑的方法进行施工。第一次浇筑混凝土施工时，将混凝土浇筑至自然水平标高，之后再将桩孔上方支设圆模，并对第一次浇筑的桩孔顶混凝土表面进行处理，避免出现冷缝，之后再对桩上部混凝土进行浇筑施工。在支模过程中和浇筑混凝土过程中，为使模板达到稳定的效果，使施工达到方便施工的效果，需在模板附近及模板上安装相应的支撑钢管扣件和相应的操作脚手架。

2.5 加强桩孔钢筋笼安装

桩基属于地下结构的基础，为永久性构筑物，因此在对桩基进行施工时，为确保桩基的施工质量，浇筑桩基混凝土时宜采用一次性浇筑的方法进行施工，避免在桩基上留置水平施工缝。人工挖孔半坡桩属于高承台桩，桩基超过水平地面高度较高，若在施工过程中一次性浇筑施工，则地面上部桩基会由于模板承载力较低而出现爆模、地面下桩基混凝土由于桩孔侧土体因自身承载力较低而出现塌孔等风险。为降低上述风险而影响桩基的施工质量，施工单位相关负责人与设计单位协商，在浇筑混凝土时为避免出现施工缝从而影响桩基的整体性，浇筑桩芯时采用二次浇筑的方法。具体操作步骤为：在桩基水平施工缝位置上下1 000 mm范围内禁止设置钢筋接头，同时增加施工缝位置的纵向受力钢筋面积，将该位置的纵向受力钢筋面积增加50%，同时加强该位置的箍筋间距，加密后的箍筋间距为原设计的50%；除此之外对施工缝位置处的混凝土表面进行凿毛，并进行清理，确保施工缝上下位置的混凝土可有效连接。

2.6 加强桩孔混凝土施工

混凝土作为人工挖孔半坡桩的主要受力材料之一，混凝土浇筑质量的好坏影响着桩基的受力性能。在该工程中，由于在自然地坪处设置水平施工缝，上下层混凝土进行分别浇筑，为避免混凝土冷缝的出现，在施工缝附近采取严格的施工方法处理，待下层混凝土强度达到设计强度的70%后再进行二次浇筑。对自然地坪上部的桩基进行施工时，使用定型圆模板支设，模板高度与桩基顶设计标高相同，浇筑上部混凝土时使用塔吊吊运料斗进行混凝土浇筑，避免泵送混凝土产生的振动而影响模板和钢筋的稳定性，确保浇筑质量。浇筑混凝土时采用边浇筑边振捣的方法进行施工，振捣混凝土时使用插入式振捣棒进行振捣施工。当桩基上部浇筑深度较高时，可采用分层浇筑的方式进行施工。分层浇筑时不宜间隔时间较长，待下层混凝土具有一定强度后立即进行施工，避免出现冷缝和爆模现象，确保桩基的施工质量满足验收和使用要求。

3 安全施工注意事项

在坡地中进行人工挖孔桩施工，具有风险大、危险点多、滑坡概率大等特点，因此在进行施工中，首要考虑的因素是对施工人员的安全进行保障。为达到安全施工的要求，施工单位从施工制度管理、施工安全管理、施工现场规范化等方面进行控制，从而使施工现场达到标准化、安全施工的要求。

在施工制度管理方面，成立相应的安全管理小组，设置专职安全员对施工人员的相关施工过程进行全程监督管理；对施工人员尤其是开挖桩孔的施工人员进行安全技术交底和相应的安全教育，并对入孔安全措施和相关用具进行检查；施工时严格按照国家相关的安全施工规范及施工单位内部的安全施工管理条例执行。

在施工安全管理方面，进入施工现场后施工人员必须佩戴安全帽，入孔施工作业人员必须佩戴安全带，严禁酒后作业施工；使用有经验、有相关安全意识的施工人员进行入孔作业施工；对相关施工机械进行每日开工前检查，发现故障立即进行解决，无论故障大小；特殊机械的作业人员需持证上岗，尤其是特种作业人员，非本专业作业人员禁止操作相关机械设备。

在施工现场规范化方面，为避免施工人员误操作和施工机械的来回走动影响线缆而发生触电事故等，将施工现场的电源线等埋入地下至少500 mm；施工现场应对各类施工用品设置堆放标识牌；加强施工现场人员管理，避免施工现场出现与施工无关的人员；对坡地中尤其是坡上部突兀的岩石进行观测，避免因施工机械振动而脱落出现伤人事故；雨后对施工场地及周围场地安全性进行确认，无危险点后方可进行继续施工。

4 结语

在半坡上进行人工挖孔桩施工，无论在施工技术方面还是在安全施工方面均存有一定的挑战性，本文即根据某工程中人工挖孔半坡桩相关施工进行研究，得到在进行此类工程施工中应因地制宜的进行相应的各类施工工序中的质量控制，从而确保人工挖孔桩的施工质量的结论。同时，在施工中由于桩基位于半坡中，在进行施工过程中安全施工是施工中的重中之重，同时也是施工中的难点。为确保安全施工和施工质量满足相应的验收要求及使用要求，在施工中应对各施工工序进行控制，确保项目的正常运行。