方形人工挖孔灌注桩在工程中的应用分析

【摘 要】方形人工挖孔灌注桩主要是通过人工开挖井筒的灌注护壁成孔后，再灌注桩身混凝土的施工技术，这种工程施工技术可以减少大型施工机械参与施工，降低施工成本，提高工程质量。已经成为建筑施工中的重要内容。本文就方形人工挖孔灌注桩在建筑施工中的具体操作进行分析，对方形人工挖孔灌注桩的应用效果进行研究。文章对方形人工挖孔灌注桩施工流程、施工条件、控制要点、安全控制措施等进行深入研究，现研究结果如下。

【关键词】人工挖孔；施工技术；灌注桩；安全措施

方形人工挖孔灌注桩是当前我国公路、桥梁等施工中的一项重要措施。该施工工艺施工成本低廉，施工占用的空间和场地较少，整体施工操作简单，可以在很大程度上提高建筑工程施工的经济效益。除此之外，该技术在施工的过程中运用现代施工理念，开挖施工过程中不产生泥浆，使用清洁环保材料及设备作为施工资源，从根本上降低了建筑施工的污染性和噪音，对我国经济社会建设具有至关重要的作用。

1 工程概况

南宁市柳园路延长线工程有桩板式挡墙2处，即K0+048～ K0+282左侧、K0+644～ 道路终点右侧都是路堑式桩板墙，桩截面有2种类型具体如下表，桩基础选用人工挖孔桩，设计方桩尺寸及数量分别为：1500×1500mm共59根；1500×2000mm共54根，桩间距分别为4m/根。孔桩深度分别为14m、20m两种。根据地质勘察资料显示施工中的土层依次为：杂填土、膨胀土、全风化泥岩、局部有夹沙层，无坚石特性。

2 工程中方形人工挖孔灌注桩施工工艺流程图

图1 施工工艺流程

图2 方形人工挖孔灌注桩成孔图

3 方形人工挖孔灌注桩的应用

3.1 现场处理

对施工现场的平整状况进行分析，对施工现场土地进行控制，保证施工主体的质量和效果。对施工道路中的杂物进行清理，以及对施工场场地进行清表，对施工现场进行夯实，对场地夯实密集性进行测量，保证地基的密实性；

3.2 测量放线确定桩位

根据孔桩平面布置图中的施工孔进行放线定位，依照施工要求对施工护桩状况进行明确。测量放样过程中常十字护桩，采用十字护桩法就是在孔桩四周埋设四个辅助控制点，通过砂浆或混凝土对十字护桩进行加固保护，以便施工过程中对被施工破坏的桩位或有疑问的桩必须认真复核和提升。

3.3 井口开设

根据放样结果对井口开设进行控制。常规井口开设方式主要包括井口开挖及井口混凝土浇筑两方面。在浇筑混凝土过程中要对井口的深度及大小进行全面计算和测量，井口混凝土标高要比原地面高出200～300mm预防地表水流入井内，待井口混凝土强度达到要求后，再往下施工，提升方形人工挖孔灌注桩的安全系数，确保不因质量事故引发安全事故。

3.4 桩孔开挖、灌注混凝土护壁

桩孔开挖的过程中要对开挖工序进行严格控制，由工人从上到下逐段用镐、铁锹进行，同一段内挖土秩序为先中间后周边，由浅到深，层层递进、层层深入，降低可能出现的塌方现象。弃土用手绞轮吊出孔外，桩孔开挖好后应尽快灌注护壁混凝土，且必须当天一次性灌注完毕。因为桩身设计间距仅4米宽，为了避免开挖过程中串通容易塌孔，所以必须跳桩施工。挖孔的技术要求：A、孔径偏差不小于设计孔径；B、垂直度偏差小于桩长的0.5/100；C、水平偏差小于50mm；D、进入持力层深度偏差+500mm。孔桩挖好后采用叠模工艺、现浇混凝土护壁护壁厚度250mm；每节高度1000mm上下护壁间的搭接长度不得少于50mm，并用10钢筋上下搭接，12～24小时后方可拆模。

3.5 施工中可能遇到难点、疑点及技术解决方法

3.5.1难点、疑点

①护壁混凝土灌注后养护时间短，拆模过早产生护壁开裂、塌孔；

②遇到流沙层；

③遇到淤泥；

④遇到泉涌

3.5.2技术解决方法及措施

①防止护壁开裂、坍孔，首先混凝土配料必须严格按配合比进行搅拌均匀、和易性好，不能有离析现象，浇筑时振捣密实保证混凝土强度，对土壁松动、流沙、淤泥土层段加大横向钢筋、加厚混凝土护壁处理，延长护壁混凝土的养护时间才拆模，并对孔壁进行支护。

②遇到流沙层厚度在1米范围内时，解决方法一：可采取边开挖边采用水泥干粉和草袋同时堵塞，打进钢筋进行支护，分300～500mm 段浇筑护壁。解决方法二：禁止抽水，防止流沙流空护壁周边土层，造成坍孔，采用约5%水泥粉在护壁下流砂和水泥一起搅拌，固结后开挖（24小时后），搅拌和开挖约300mm 深一段。

③遇到淤泥层，采用边开挖边用草袋堵塞，竖向打入钢筋挡住草袋，防止淤泥向孔内方向移动。每段深30-50cm左右，加大横向钢筋、加厚砼护壁厚度，防止淤泥移动加大护壁的侧压力，造成护壁开裂坍孔。

④遇到泉涌

是地层产生的水包、卵石层、石缝、地下河等，可采取抽水的方法降低周围附近的水包、卵石层、石缝的水位和水压，抽水一段时间后观察涌口、水位、水压是否降低，流出的水是否带流有泥砂，如没带泥砂，水位、水压降低可继续抽水，直到达到施工护壁条件为止。

3.6 灌注桩芯混凝土

采用商品混凝土，严格按照配合比进行，坍落度控制在180mm ，孔内混凝土必须一次性连续灌注完毕，混凝土灌注前先将孔底水抽干，用串筒从孔口挂至离孔底1.5m处，自由倾落度小于2.0m 大于1.0m；每50cm振捣密实，桩顶超灌量为500mm。

4 安全措施

（1）施工现场四周做好安全围护，采用钢板围护，封闭施工。

（2）安全用电必须符合施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005要求，老化电缆一律不准采用，接头绝缘良好，所使用电缆段是五芯电缆，架空设置孔口上方设置三级电箱，电箱设零接地，一机一闸一漏制，下班断电上锁制度备用发电机使用，电机电线接线维修工作非专业电工不准作业，井下抽水时，孔底不准有人，抽水设备需移动时，必须先绝断电源，孔内使用灯泡采用低压，防罩装置灯具手提作业灯12-36V 。使用手持电机作业人员必须穿戴绝缘手套和绝缘鞋，在湿地作业必须穿水鞋，戴安全帽。

（3）挖孔时，必须两人在场一上一下，上面作业人员不得随便离开，随时观察下面作业同伴，孔内的作业人员如感到胸闷、气喘，立即撤离孔内，现场施工员或安全员测查孔内空气质量。确认无事后，换班作业，为保证作业人员的身体健康，井上井下作业人员每小时换班一次，对已挖到5米井孔，必须设置足够的通风设备。

（4）桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内有人挖土时，应掩好盖板，防止杂物掉下砸人，无关人员不得靠近桩孔口边，作业区必须设置安全隔栏，作业人员离开孔口时，随时记住把孔口封闭，封闭材料采用φ12以上钢筋，焊成大于孔口平面尺寸的钢筋网片，网片的钢筋间距15cm×15cm，再用大合面木模板盖住孔口，然后用砂袋压住模板，防止大风吹开，立上警示牌。

（5）挖孔作业人员在下孔作业前，先用送风机送风进孔内，让空气对流5分钟，吊放鸽子吊放孔底进行试验5分钟，如果鸽子安然无恙则可下孔作业，但必须不停向孔底通风供氧，确保空气质量。

（6）所用绞轮和绳子必须符合刚度和耐拉要求，使用倒扣和桶必须符合施工要求，装土石时，碎土装在桶底，块料装在中间，细料装在上面，每次装土不能装满桶，防止土料抛出砸到下面作业人员。

（7）孔口边5米范围内严禁堆土，防止周边增加荷载，产生的侧压力造成坍孔。

（8）孔口护壁必须高出地面20～30cm，防止雨水流进孔内，造成坍孔。

（9）孔内必须置应急软爬梯，挖孔人员上下孔井必须使用安全爬梯。人员上下孔时，要穿上安全带，用绞绳扣住安全带，上面人员用绞轮付提，安全上下。不得使用麻绳和尼龙绳扶或脚踏护壁上下，井下需要工具，用提升设备递送，禁止向井内抛掷。

（10）井下作业人员必须按标准戴安全帽。

（11）对超过15cm的深井作业，必须加大送风力度，经常检查空气质量，下孔作业前先用空气质量检测仪和活体进行双重检测。

5 总结

方形人工挖孔灌注桩在工程中虽然具有施工操作简单、施工经济效益较高、施工操作环保等特点，但是其施工风险系数较高，对人员安全具有非常严重的威胁。因此在进行方形人工挖孔灌注桩施工的过程中，施工人员要严格《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-2012）标准，严格依照施工流程和安全隐患评估进行施工操作，最大限度降低可能出现的施工安全问题和质量问题，加快我国人工挖孔灌注桩的发展。

参考文献：

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[2]傅敉邦.人工挖孔灌注桩的施工与安全技术[J].中国高新技术企业，2008（11）.

[3]陈海燕.浅谈人工挖孔灌注桩在建筑基础中的应用[J].科技资讯，2010（20）.