人工挖孔桩施工技术探讨

摘要：本文对人工挖孔桩施工准备、开挖、护壁、钢筋笼制安、混凝土浇筑等工艺流程技术进行了详细论述，对人工挖孔桩施工质量及安全控制进行了全面的总结。

关键词：人工挖孔桩、开挖、钢筋笼、混凝土浇筑

中图分类号：TV331文献标识码： A

1 前言

人工挖孔桩是治理滑坡灾害的主要工程措施之一，尤其是在大型滑坡的治理中，人工挖孔桩更是发挥了重要作用[1-5]。人工挖孔桩一般布置在滑动面较缓、下滑力较小或系抗滑地段、能提供一定桩前抗力的位置，或在受保护对象的下部呈排状布置，桩轴线与滑坡的主滑方向垂直；桩深依滑面的埋深变化，一般中间深，两侧浅，剖面上呈锅状。它是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，是利用人工挖孔桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，以增加边坡的稳定性。人工挖孔桩是最为常见的一种人工挖孔桩，桩的最小宽度一般不小于1.5m，截面尺寸以2m×3m最为常见，是通过人工挖孔，钢筋混凝土浇注的桩，具有破坏山体少、施工方便、工期短、省工省料的优点，在治理浅层和中厚层的滑坡中被广泛采用。人工挖孔桩一般在滑坡体中下部的阻滑段人工挖孔桩作为阻滑支撑工程，坐落在滑坡体上，具有施工条件艰苦、时间紧、危险性大等缺点。本人根据自己多年的施工经验及前人的工作总结，对人工挖孔桩施工技术进行系统的总结和探讨。

2 施工

人工挖孔桩的施工流程一般为根据设计图纸按桩顶高程、坐标确定桩位及桩周轮廓线，桩孔开挖、孔口支护(锁口)、升降设备安装(井口护栏、警示牌)、孔壁支护(一般为每米一模)、终孔(包括确定滑带深度、厚度、嵌固段深度及岩性)，混凝土浇灌、成桩养护等流程。

2.1、准备工作

认真分析勘查设计资料并进行现场踏勘；如地质钻探资料表明，挖孔桩会遇到厚的砂性土层、流砂层、淤泥层，应首先制定加固措施；按图纸进行放样，如其实际位置与图纸出入较大时，应通过变更设计处理。对所有作业人员进行勘查设计资料教育和培训。

整平孔口地面，清理地面浮土；对坡面有裂隙或坍塌倾向部位采用削坡减载或注浆加固。做好锁口，孔口地面加筑适当高度围埂，布置防雨设施，防止地面水流入；做好桩孔外侧地表截、排水及防渗设施。

备好各项工序的机具器材和桩孔内排水、通风、照明设备。合理堆放材料与机具，使其不增加孔壁压力，不影响成孔施工。设置好对滑坡变形、移动的观测设施。

2.2开挖

采用先中部，后两边的顺序进行跳槽开挖，并且与其它工序错开进行；在已成孔开始灌注混凝土时，才能开挖邻孔。根据地质和护壁支护情况，分节开挖桩孔，每节高度控制在0.6～2.0m以内，不宜过深，以免上节护壁悬空过高，挖完一节，立即支护一节；不得在岩土层变化带和滑动面分节。下一节开挖应在上一节护壁砼终凝后进行。

土层开挖使用铁锹，并结合风镐、风铲开挖；岩层开挖以风镐为主，局部配合风枪。入岩嵌固段一般采用松动爆破开挖。开挖完成后，应及时进行清孔和终孔检查。检查合格后进入下道工序。

开挖过程中要随时观察记录岩土变化情况，绘制桩周壁地质素描图，要特别关注滑面埋深。如滑面埋深与设计确定的深度不一致时，要及时通知设计方，以便对桩深进行调整。

挖孔时常遇到流砂层、淤泥层，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。如果遇到大量地下水，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。在施工时应采取加强措施，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。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。

开挖时遇到地下水可采取以下措施：少量渗水可在孔内挖小集水坑，随挖土泥水一同吊出；渗水较大时，可在桩孔内挖较深集水井，用小潜水泵将地下水排出；涌水很大时，要另设降水井，先降水，后挖孔施工。

2.3 护壁

护壁起防塌和防水两种作用，不同深度、不同岩土状态的孔壁具有不同的围限压力，应保证护壁具有一定的强度和密实性。锁口是护壁第一节，应高出愿地面0.2m以上，以防桩口沉陷及地表水流入，并在锁口梁上设防护栏，搭盖遮阳防雨蓬。根据地质与开挖根据地质情况，分节进行护壁。护壁厚度应符合图纸规定，如图纸未规定一般可采用200～300mm厚。护壁宜采用灌注混凝土护壁，灌注前应清除岩壁上的松动石块、浮土，护壁混凝土应紧贴围岩。在围岩松软破碎、承受推力较大和有滑动面的节段，护壁混凝土中应增加钢筋；在护壁内顺滑坡方向用临时横撑加强支护，并注意观察其受力情况，及时进行加固。护壁混凝土模板的支架可于灌注后24h拆除。

2.4钢筋笼制安

人工挖孔桩钢筋笼的钢筋配置多，一般在孔内进行制安。在桩孔内进行组装，钢筋布置要严格遵守设计图，并要注意受力筋的位置。为保证钢筋笼与护壁间保护层厚度，竖向每隔2m左右在钢筋每边上焊接3根相应保护层长度钢筋头。竖向主筋绑扎时必须保证垂直，不允许有背弯。主筋的焊接采用搭接双面闪光对焊焊接，焊接长度、宽度及焊条类型均应符合设计规范要求。钢筋笼制作安装完成后应及时报检，报检合格后进行桩身混凝土灌注。

2.5 桩身混凝土浇注

浇注混凝土前应检查孔底地质和孔径是否达到设计要求，并把孔底清理干净，同时将施工孔及邻近孔位的积水可能的抽出排干；检查定位钢筋是否将钢筋笼与护壁焊接牢固。混凝土应严格按照指定试验室给出的配合比进行拌制。混凝土每浇注0.5M要采用振捣棒进行振捣，并注意钢筋密布处混凝土的充填，保证混凝土密实。当孔深超过6m时，要注意防止混凝土离析，可通过导管将混凝土送入桩内或采用帆布袋输送到孔底。桩身混凝土浇注必须连续进行，不得形成水平施工缝，严禁施工缝处在滑动面上。如因故中断，灌注其接缝面，应作特殊处理。当滑坡体有滑动迹象需加快施工速度时，应采用速凝，早强混凝土进行浇注。桩顶在混凝土初凝前应抹压平整，表面不得有浮浆，避免出现塑性收缩缝或环向干缩裂缝。

封底时遇上地下水，可采用连续作业迅速封好孔底，同时堵住孔底大部分甚至全部的地下水。如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水就接近或超过20cm，可在清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本上平静时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌好的早强型混凝土，混凝土量超过底节护壁30cm以上，再慢慢撤除导管，由于水压力的作用，封底混凝土基本上密实，混凝土终凝后再抽水。将表面混凝土松散部分清除运到孔外，再继续进行浇注。

3、质量控制

人工挖孔桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，要保证人工挖孔桩的施工质量，其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩的质量控制才能得到保证。

人工挖孔桩孔位位置要准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜、移位。在浇注护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。个别壁周泥砂塌落，在浇注后护壁容易产生位移和歪斜，应加强检查和及时纠正。

人工挖孔桩的质量控制主要有三点：即嵌固段深度、受力主钢筋位置及连接、混凝土强度。一般人工挖孔桩嵌固段深度：悬臂桩约为桩长的三分之一，锚固桩约为桩长的四分之一，挖孔过程中要对滑面埋深做出准确判断，并依据设计师确定的计算原则定出实际嵌固深度。人工挖孔桩主筋一般为不对称布筋，受拉力面布筋较多，受压力面布筋较少，主筋连接很重要，连接必须符合相关规范和要求。桩身混凝土强度应满足设计要求，影响混凝土强度的主要因素有原材料质量、施工配合比、混凝土施工过程控制。

4、安全控制

人工挖孔桩施工过程中易于发生伤亡事故，最常见的事故是提升过程中产生坠落，其他的事故有护壁失稳、涌水涌土、有毒气体等。

施工前，应该配备专职安全员，制定应急预案，备足应急措施所需的材料、机械。现场管理人员应向施工人员交待清楚地质和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。

下孔前10min，把孔盖打开。孔深6~10m，每天至少向孔内通风1次，超过10m每天至少通风2次。孔下作业人员如果感到呼吸不畅，要及时通风。如有异常气味应及时报告有关部门，排除有害气体后方可作业。

孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽，井下人员和地面人员每1h交换一次。孔下和孔上要有可靠的联络信号。井下人员应注意观察孔壁变化情况，地面要对施工安全进行监测，以判断滑坡稳定状态并指导施工，如发现塌落、变形或护壁裂纹等现象应及时采取措施。如有险情，孔下作业人员应及时以出联络信号，迅速撤离。地面人员应注意孔下发出的联络信号，反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。

抽水、照明、通风等机电设备应安装漏电保护器，孔下照明必须采用安全电压，经常检查电线和漏电保护器是否完好。提升架要设自动卡紧制动装置。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头等坠落伤人的物品。从孔中抽水时，排水口应距孔口5m以上，并保证施工现场排水畅通。停止施工时，要盖好孔口，设立明显警戒标志。

5.结束语

人工挖孔桩是治理滑坡的一种重要手段，施工条件艰苦，危险性大，施工质量直接影响到滑坡治理效果。我们在施工过程中要掌握好各项施工要领，严格遵守各项规范，保证施工质量、安全，只有这样才能确保施工质量，才能保证人工挖孔桩在滑坡治理充分发挥作用。企业才有可能获得较好的经济和社会效益。

参考文献：

[1]马骥，王恭先，徐邦栋.国外滑坡防治与研究现状述评[A] 滑坡文集(第三集)〔C〕.北京:中国铁道出版社，1982:162-169.

[2]王恭先.日本的滑坡防治技术[A] 滑坡文集(第七集) [C].北京:中国铁道出版社，1990:63-69.

[3]王恭先.滑坡防治工程措施的国内外现状[J].中国地质灾害与防治学报，1998，9(1):l-9.

[4]张悼元.滑坡防治工程的现状与发展展望[J].地质灾害与环境保护，2000，11(2):89-98.

[5]陈允法，何文选，吴非熊.上三公路滑坡形成机制及加固处治[J].公路运输文摘，2002，(6):37-45.

作者简介： 秦海燕 男，1973年6月出生， 广西灵川人，环境工程硕士。