人工挖孔桩灌注混凝土施工技术的探讨

[摘 要] 人工挖孔桩属于隐蔽工程，成桩环节多，施工过程容易出现质量事故。现着重就人工挖孔桩灌注混凝土以及事故处理等环节的施工质量控制方法进行讨论和分析，并就施工中不同地质条件及特殊情况下存在的主要问题进行了探讨。

[关键词] 人工挖孔桩 混凝土施工 质量控制

人工挖孔桩是桩基础中常见的一种基础形式，广泛应用于房屋建筑和桥梁基础的施工，具有施工方便、不需要大型机械设备、占地少、相邻干扰小等优点。人工挖孔桩的施工既有测量工作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序繁多，影响因素多，在施工过程中，容易出现质量问题，这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，且补救困难。本文着重就人工挖孔桩灌注混凝土以及事故处理等环节的质量控制方法及施工中不同地质条件及特殊情况下存在的主要问题进行探讨。

1.灌注混凝土过程主要环节质量控制

1.1灌注混凝土前准备工作

人工开挖桩孔达到设计标高后，要进行终孔检查，合格后放钢筋笼，检查钢筋笼顶固定措施是否可行，其顶面标高是否满足设计要求；核实施工现场的配合比每盘材料数量是否按批准的配合比执行；检查导管的长度及导管的水密性，核实导管底部离孔底的距离是否满足规范要求；检查储料斗的容积是否可以达到混凝土初灌量导管的理论埋深；导管下放完毕后，灌注前再一次检查孔底清孔是否满足设计与规范要求。经检查各项指标达到设计标准后，即可灌注混凝土。

1.2混凝土坍落度控制

混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般应控制在18～22cm范围内。施工技术人员必须重视以下几点：①制作混凝土的原材料必须符合使用要求，特别是水泥的质量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理，所使用的材料要进行二次复检方可投入使用；②混凝土的配合比要通过试验确定；③做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作，严格按配合比进行投料；④要设有专人对搅拌的混凝土进行坍落度等指标的检验。

1.3导管埋深控制

导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。在开始浇筑混凝土时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成离析现象；在浇筑过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理的埋置深度，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深一般应控制在2～6m。

1.4钢筋笼上浮控制

在混凝土灌注过程中，由于下列原因引起钢筋笼上浮：①钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；②混凝土表面接近钢筋笼底口时，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以下1m时，混凝土灌注的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。③混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混凝土，都易使钢筋笼上浮。解决的办法是操作要正确，确保混凝土质量及加快混凝土灌注。另外，还应做好如下控制措施：①在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊4根较粗钢筋固定在钢护筒顶部施工平台上；②用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺；③当混凝土上升至钢筋笼底部附近时，小步提升导管以保持较小的埋管深度（≥1.5m），并稍稍减缓混凝土的灌注速度。

1.5桩头质量控制

在人工挖孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，灌注混凝土的高度要超过桩顶标高，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度。超灌量过大，造成浪费，超灌量不足，桩质量不能得到满足。另外，在开挖桩头检测时发现，桩顶混凝土里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响。技术施工人员应采取如下措施控制桩头质量：①严格成孔工艺，清孔要满足要求；②采用正确的混凝土灌注工艺；③施工中应测准混凝土上升面标高；④确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0.5～1.0m的超灌高度；⑤在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管。

2.质量事故处理

人工挖孔灌注桩施工发生质量事故，往往出现在混凝土浇筑过程中，而且很难处理，有些桩基甚至无法弥补。下面就常见的易出现的施工质量事故进行原因分析并且提出事故处理的具体办法。

2.1离析处理

离析导致混凝土的强度降低，严重的甚至会引起断桩。产生离析有多种原因：灌桩用的混凝土灌注前本身就发生了离析；混凝土灌注过程中导管内进水，使水泥和骨料之间发生了分离；灌注过程中导管在混凝土中的埋置深度过小。必须采取以下措施予以处理：对离析程度较轻的二类桩，可以不做处理；离析程度较重或严重的，必须予以处理，如离析段距桩顶＜10m且桩径＞1000mm时，可采用人工对桩心混凝土进行清除，再按立柱混凝土施工工艺进行桩心混凝土浇注；如离析段距桩顶＞10m或桩径＜1000mm时，可采用钻芯机将桩心混凝土逐渐取出，再重新灌注或用岩石钻钻掉、回填重新钻孔灌注。

2.2堵管处理

导管堵塞多发生在开始灌注或发生在灌注过程中，发生堵塞的原因主要有：初灌时导管离孔底太近，导管底部插入沉渣中导致堵塞；混凝土的流动性降低；混凝土中夹有较大石子，卡住导管；混凝土灌注不连续、在管中停留时间太长，使已灌注的混凝土凝固，也会出现导管堵塞。若初灌时应马上将导管提出，将导管内的混凝土取出，及时清除导管内混凝土，并重新将导管下入孔底再次清孔，孔深经检查并符合要求后可重新灌注混凝土；若深度不太大，可用长杆冲捣；若深度较大，可在允许范围内反复提升导管插振；插振无效应将导管拨起进行清理后，重新插入混凝土内2～3m，用水泵吸出导管内浮浆后恢复灌注。

3.施工中不同地质条件及特殊情况下存在的主要问题及应对措施

3.1流砂问题

人工挖孔在开挖时，如遇细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂。流砂情况较轻时，有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁。

流砂情况较严重时，常用的办法是下钢套筒，以孔外径为直径，可分成4-6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5m左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇注护壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，可采取混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。

3.2淤泥质土层问题

在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。

3.3孔底积水

浇筑桩身混凝土要防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺了。

3.4孔壁渗水

对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭。

3.5保证桩身混凝土的密实性

桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。对于渗水较小的灌注桩采用常规的混凝土浇筑工艺；当渗水加大时，首先采用水下灌注混凝土施工方式，直至混凝土浇筑表面超出地下水位后，排除混凝土浇筑表面的积水，将导管拔出混凝土，改用常规混凝土浇筑工艺，一般采用串筒下料及分层振捣浇筑的方法。

3.6合理安排施工顺序

人工挖孔桩施工时，一旦遇到不利的地质条件，除制定单桩的施工措施外，应该合理安排人工挖孔桩的施工顺序。在可能的条件下，先施工比较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。

4.结语

总之，灌注混凝土是成桩的关键性工序，灌注过程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的混凝土，防止发生质量事故。施工技术人员要认真学习应用有关规范，熟悉设计图纸文件及各项技术要求，抓好事先指导，强化混凝土灌注等施工全过程中各环节的质量控制，采取有效的预防措施，事故是完全可以避免的，也只有这样，人工挖孔桩施工才能充分发挥出它的优点，达到安全、优质、经济、高效的预期目的。

参考文献

[1]建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008），中华人民共和国住房和城乡建设部 .

[2]简明工程地质手册，常士骠等，中国建筑工业出版社.

[3]工程建设质量控制，全国监理工程师培训教材编写委员会，中国建筑工业出版社.