人工挖孔桩的应用

摘要：介绍人工挖孔桩的施工工艺、操作要点及安全措施。

关键词：挖孔桩；施工技术；安全

Abstract: this paper introduces the artificial dig-hole pile construction technology, key operation and safety measures.

Keywords: dig-hole pile; Construction technology; security

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

工程特点

以基础为D=1.5m的钻孔灌注桩，桩长L=27m，的桩基为例，

如果桩基位于砂卵石层内，施工前要认真分析挖孔桩处地质钻探资料，遇到厚的砂性土层要首先定出加固措施，然后再进行具体操作。

⑴挖孔时遇到砂性土，很容易发生护壁泥砂塌落。如果塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。

⑵挖孔时遇到厚的流砂层，随着护壁泥砂大量塌落，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。遇到这种情况，在施工时采取如下措施：

①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。

②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，这样护壁就不会断裂脱落。

③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，以固结护壁土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。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）根据相关的要求，挖孔桩深度不超过25m。因此为保证施工安全，必须采用解决的措施。

在进行27m桩施工前，用挖掘机从现况地面向下挖至距离桩底25m的位置，然后向四周最少扩边2m，再按照常规的人工挖孔桩施工方法进行人工挖孔作业。

待长度25m的桩挖孔完成后，采用2m高的钢护筒安放在桩孔上方的护壁混凝土上，确保护筒高出桩顶设计标高30cm以上。护筒安放位置要严格按照设计桩位，按纵横轴线中心放置。钢护筒安装完毕后，经检查位置正确，筒身竖直后，在四周用粘土进行回填。按照20～30cm分层进行回填，并夯实。回填时，派测量人员对护筒位置进行观测，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后对其进行复核校正，确保护筒中心与桩位中心重合。护筒校核无误后，进行混凝土灌注。

人工挖孔桩施工技术

1）工艺流程

放线定桩位及高程放标准圆环人工挖孔出土（进尺1米）支护壁模板浇筑护壁砼（振捣）砼养护（常温下24小时，达到5MPa）继续挖孔1米支模浇护壁砼（此循环至设计底标高）自检、专职检记录成孔情况请设计、监理验孔钢筋笼制作及吊装浇筑混凝土养生桩基检测

2）测量放线

由测量人员依照设计图纸测定桩位，做出十字控制桩，画出标准圆环。

3）土方开挖

开挖土方采用分段进行，以1.0m为一施工段，挖土从上到下逐段完成。第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架，在垂直运输架上安装滑轮组和电动葫芦。同一段内挖土次序为先中间后周边，弃土装入箩筐内，用电动葫芦垂直提升到地面，然后运离井口2m以外，保持孔口附近无障碍。

4）护壁混凝土厚度计算

根据现场情况，混凝土灌注桩直径1.5m，桩长27m。护壁采用C25混凝土，每节高度1.0m，地基土为砂卵石土层，土天然重度γ=20.5kN/m3，内摩擦角φ=40°，无地下水。

计算公式：

p=γHtg2(45°-φ/2)

t=KpD/(2fc)

式中：N-作用在护壁截面上的压力(N/m)，N=pD/2；p-土对护壁的最大侧压力(N/m2)；γ-土的重度(kN/m3)，取20.5kN/m3；H-挖孔桩护壁深度(m)；取27m；D-挖孔桩外直径(m)，取1.5m；fc-混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；C25混凝土fc=11.9 N/mm2；K-安全系数取1.65。

护壁受力最大处，即地下最深段护壁所承受的土压力。

p=γHtg2(45°-φ/2)=20.5×27×tg2 (45°-40°/2)

=120.35kN/m2

t=KpD/(2fc)=1.65×120.35×103×1.5/（2×11.9×106）

=0.016m=1.6cm

5）支设护壁模板

模板高为1m，由4块活动钢模板组合而成。遇到粉质土、杂填土、卵石层等易塌方土质时，模板高度改为0.5m。护壁支模中心线控制，将桩控制轴线引到第一节混凝土护壁上，每节再以十字线对中、吊大线锤控制中心点位置，用尺杆找圆周，然后由高程基准点测量孔深。

6）设置操作平台

在模板顶放置操作平台，用其临时放置混凝土拌和料和灌注护壁混凝土。

7）灌注护壁混凝土

施工现场配备水泥混凝土搅拌机、磅秤。护壁混凝土采用现场自拌混凝土，拌和时采用拌合机。

混凝土上、下护壁间搭接50mm。护壁混凝土采用C25混凝土，厚度为10cm。第一节护壁高出自然地面300mm与平台混凝土一起浇筑成，高出地面部分的护壁厚度300mm，便于挡土、挡水。桩位轴线和高程标定在第一节护壁上口。

对每节护壁混凝土做24小时抗压强度试验。待护壁混凝土达到5Mpa（24小时龄期）后，进行下道工序施工。

8）拆除模板继续下段的施工

为了确保施工安全，混凝土强度未达到5Mpa（24小时龄期）时，不得拆除护壁模板。拆除护壁模板时，按护壁混凝土浇注的日期由上而下，按混凝土强度达到的先后逐步拆除模板。

9钢筋笼制作与吊装

钢筋骨架成型后架空置放，钢筋外圈自上而下设置保护层垫块，保证钢筋笼居中。垫块每4米一层，每层4块。

钢筋笼用吊车吊装就位。起吊前栓钢丝绳，钢筋笼里设方木防止骨架变形。

10）浇筑混凝土

⑴导管使用前必须检查导管的严密性及接口是否完好。导管在桩内保持居中，防止导管偏位，导管下口距孔底25～40cm。

⑵混凝土到场后，检查坍落度，符合要求后进行灌注。在灌注过程中不断地探测孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋入深度，导管的埋深不宜小于2 m、大于6m，严禁将导管拔出混凝土面。

⑶混凝土浇筑距设计桩顶2m范围内，采用加长插入式振捣棒振捣。混凝土浇筑到桩顶时，适当超过桩顶设计标高20～30cm，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。

人工挖孔桩安全措施

1）建立、完善以项目经理为组长的安全生产领导小组，有组织、有领导的开展安全管理工作。

2）建立各岗位人员安全生产责任制，明确其安全责任，做到纵向到底，横向到边，各自作好本岗位的安全工作。

3）施工前对挖桩专业队进行岗前培训和安全技术交底，熟悉了解本施工方案，履行书面签字手续。作业时现场负责人不得离岗。

4）凡是下孔人员必须带好安全帽、系好安全绳，并在井下作业工人上方2米处设置一半圆形5厘米厚木制保护伞，第一节护壁混凝土要高出自然地面30厘米，以防止周围滚物落井。上下桩孔使用安全爬梯，禁止蹬乘吊桶上、下桩孔，严禁在孔下休息、吸烟。

5）每天施工后在孔口加盖，以防止杂物进入；下孔作业前，要先打开孔盖，自然通风30分钟，或用胶皮桶往返上下提拉几次，以置换气体。

6）当孔深超过5m时，必须用送风机吹风送氧，并用检查空气质量的仪器进行检测，发现有毒、有害气体，采取措施排除后，方可继续下孔工作。

7）孔内作业不超过两小时，上下挖孔人员要轮换作业。

8）施工中使用的各种机械（含外租机械），必须按规程操作，操作人员持证上岗。

9）桩孔周围2m范围内设护栏和安全标志，非作业人员禁止入内。3m内不得行驶或停放机动车。

结语

1）人工挖孔桩由于受力性能可靠、施工方便、设计持力层便于取样观察、工程造价相对较低等因素，故在市政、公路和房屋建筑中被广泛采用。

2）人工挖孔桩可多桩同时进行，施工速度相对较快，节省设备投资，降低工程造价

3）由于人工挖孔桩存在孔内作业环境差、劳动强度大、地质复杂等不利因素，因此容易发生安全事故，因此做好施工中的安全措施特别重要。