人工挖孔桩施工应用

摘要：本文详细介绍了人工挖孔灌注桩的优点、适用条件、施工技术及其应用。

关键词：挖孔灌注桩施工技术应用

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。本文就挖孔桩在施工中的优缺点及施工方法做简要论述：

一、人工挖孔灌注桩的优点及适用条件

人工挖孔灌注桩是从旱地施工的墩台基础发展起来的，在地质条件允许的情况下，与钻孔灌注桩相比，它有如下优点：

（1）桩基质量易于保证

挖孔桩一般情况下无需灌注水下砼，消除了钻孔与灌注水下砼的许多质量隐患，同时，因清孔彻底，桩底无淤泥，易于扩大桩底孔径，增加桩底面积，提高桩基承载力。

（2）施工进度快

由于挖孔桩所需设备简单而易于获得，制约挖孔桩施工进度的客观因素少，施工中可以多孔平行施工，可连续作业，加快进度。

（3）施工成本低

挖孔灌注桩的施工机械由简单的起重设备代替钻机，节省了许多钻孔重型设备和原材料，其成孔造价比冲抓锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机钻孔、回旋钻钻孔和沉井基础低30%一40%，大量节省成孔成本；同时，由于挖孔桩质量易于保证无需进行超声波检测，可以节约高昂的检测费用。

尽管人工挖孔灌注桩有以上优点，但也有它的适用条件，具体地讲有以下几个方面：（1）地下水位较低；（2）地质条件良好，地层土体密实；流砂淤泥层不太严重；（3）工期较紧，而缺乏钻机；（4）桩长度较短而孔径较大。

二、施工技术与质量控制

1.施工准备

（1）开工前，要结合地质资料，认真分析水文地质条件，尤其是地下水情况，以此分析可能出现的问题，并制定应急措施，准备充足的人力、材料和设备。

（2）平整场地，铲除软土层并压实，测量十字线准确控制桩位，搭好孔口雨棚，安装卷扬机和照明设备，修整出碴道路。

2. 挖孔

（1）各孔开挖顺序应视地层松紧，桩孔布置而定，地层紧密.地下水不大的孔位可同时开挖以缩短工期。但渗水量较大的孔，应超前开挖，集中抽水，降低其它孔的水位。地下水较大者，宜对角开挖，若桩孔为梅花式布置宜先挖中孔。

（2）挖孔时一般多班连续作业，人工挖土、小型卷扬机升降吊斗垂直运土，人力架子车孔外转运。成孔后应立即浇筑砼，以防塌孔。

（3）挖掘时，要有意识地将孔壁修成凹凸不平，以增加桩的摩擦力。

（4）开挖时不得随意扩大工作面，不要扰动周围土层。

（5）挖掘深度每延伸2.0米要检测一次孔径和井中心平面位置，严防轴线偏移及超挖或欠挖。

3.护壁

（1）岩层较坚硬密实土层，开挖后短期不会塌孔者，可不护壁。

（2）支撑护壁要因土质、渗水、工期、工地等条件因地制宜选择孔壁支护类型。一般选用现浇砼支护型式。护壁砼一般不能做为桩身的一部分，若砼护壁作为桩身的一部分时，只能用于桩身截面不出现拉应力的桩，砼标号不低于桩身标号。

（3）孔内遇水渗入应及时支撑孔壁，防止水在孔壁浸流造成塌孔。同时应挖集水坑排水或用轻型井点降水。如果地下水涌水量不大，塌落不严重，可用挡土板支撑，同时用25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑砼护壁。如果地下水涌水量大，砼护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生断裂、脱落，此时宜采取以下措施：

①顶层护壁用直径20mm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筋及箍筋连成整体，然后再浇筑成型。

③在已成型的护壁上，钻孔至砂土薄壁层，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，保护壁周泥砂不塌落，从而增强桩周摩擦力。

4.封底砼浇筑

（1）浇筑前，应检查孔底高程和孔径是否达到设计要求，并把孔底渣土清理干净，同时把积水尽可能排干并探明地质情况。

（2）为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出，以减少邻孔的积水对工作孔的影响。

（3）孔深超过6.0m时，还要注意防止砼离析，一般把搅拌好的砼装在容量为1－2 m3左右坚固的帆布袋内，并用绳子打成活扣，送到孔底时拉开活扣，连续作业能迅速封好孔底，堵住孔底大部分甚至全部的地下水。

（4）如果地下水很多，而且挖孔较深，用以上几种办法封底都会造成砼用量太大，可在清理完孔底渣土后，让水位继续上升，或向井内送水，等到孔中水位与孔外地下水位等高时，用导管伸入孔底，向导管内输送早强砼，砼量超过原注水水面高度时，再慢慢拔除导管。由于水压力的作用，封底砼基本密实，砼终凝后再抽水，水抽干后将表面砼松散部分清除，再继续下一道工序。

5.钢筋骨架的制作与安装

根据施工条件，钢筋骨架一般可在孔外制作完毕，用吊车吊入孔内安装，也可在孔内绑扎安装。为使钢筋骨架正确牢固定位，除主筋上设置吊环和砼垫块外，也可在孔壁上打入钢钎，用铅丝与主筋绑扎，使其牢固定位。

2.6灌注砼

在完成封底砼和钢筋骨架制作安装后，孔壁渗入的地下水上升速度较小时，一般采用导管浇筑砼的方法，但应注意以下事项：

（1）砼坍落度。当孔内无钢筋骨架时宜小于6.5cm；当孔内设置钢筋骨架时宜为7—9cm。如用导管灌注砼，可在导管中自由坠落，导管应对准孔中心。

（2）灌注桩的砼要随浇随振，保证砼振捣密实。

（3）孔内砼要一次浇筑完毕，避免出现施工缝。

（4）砼灌注至桩顶后，应将离析的混合物及水泥浆等清除干净。

三、安全施工措施

尽管人工挖孔灌注桩有很多优点，但挖孔桩井下作业条件差，环境恶劣，劳动强度大，施工安全就显的尤为重要。具体地讲，安全工作应注意以下几个方面：

（1）孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒靴。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放铁锤等易坠落物品，每工作2小时，进行人员交换。

（2）井下人员应注意观察孔壁变化情况，如发现塌落或孔壁裂纹现象，应及时采取支撑措施。如有险情，及时发出信号，并尽快采取有效措施。

（3）地面人员应注意孔下发出的联络信号，反应要灵敏快捷；经常检查支架，滑轮绳索是否牢固；下吊时要扶牢，提上来的土要倒干净，卸在孔口3.0m以外。

（4）施工中抽水、照明、通风等电器设备应一机一闸一漏电保护器，供电线路要用三蕊电缆，电线要架空。并时刻电线及漏电保护器完好。

（5）从孔中抽水时排水口应距孔口5.0以上，并保证施工现场排水畅通。

（6）当天挖孔，当天浇筑护壁，若坍塌严重时应边挖边支护。人离开现场要把孔口盖好。设置明显警戒标志。

（7）由于土层中可能有腐殖物质或腐殖物质产生的气体扩散，因此要预防孔内有害气体。下孔前10分钟把孔盖打开，如有异常气味，应及时报告有关部门，排除后方可作业。

（8）挖孔6—8m深，每4个小时至少向孔内通风一次；超过10米，每2个小时至少通风1次，如果感到呼吸不畅，要及时通风。

四、结语

人工挖孔桩不仅在良好的地质条件可以广泛应用，而且随着施工技术的改进，在有地下水、流砂层和淤泥质土质中也得到了发展和应用。客观地说，人工挖孔桩在良好地质条件的地基中运用时更能发挥其优越性。在做桩基施工时，一定要重视地质勘探资料，在地质状况不良的情况下，宜采用其它桩基型式进行施工。

【参考文献】:

1.《建筑桩基技术规范》，JGJ94-2008，北京，中国建筑工业出版社；

2.《人工挖空灌注桩施工相关规范的应用》,赵刚，2008年12月，P175-P177，施工技术。