探讨桩基人工挖孔施工

摘要：人工挖孔桩在多年来的实践中得到了广泛的应用，作为一种安全可靠、经济的桩基础形式，人工挖孔桩在山区坡地、狭窄场地等预制桩、钻孔桩不易施工的地区比较适用。本文从对人工挖孔桩构造的分析入手，具体论述了桩基人工挖孔施工技术。

关键词：桩基人工挖孔；施工

中图分类号： TU473.1 文献标识码： A 文章编号：

前言

人工挖孔桩是用简易机具，人工挖掘成孔，至持力层或岩层后，清孔，吊放钢筋笼，在孔内灌注混凝土而成。这类桩由于其受力性能可靠，不需要大型机具设备，施工操作工艺简单，在各地应用较为普遍，是大直径灌注桩施工的一种主要工艺方式。

一、人工挖孔桩构造

人工挖孔桩直径一般为1～3.5m，国内施工最大的达6m，一般在1.4～1.8m，孔深在5～40m，国内设计最深达55m，实挖时达60m左右，桩的底部采取不扩孔或扩孔两种形式。一般形式如图1所示。

a bc

图1 人工挖孔桩的构造形式

a:圆柱头；b.c:扩大头

为保证孔内挖土操作安全，防止孔壁坍塌，一般在挖孔过程中，边挖边做钢筋混凝土或混凝土护壁，一般挖土深O.8～lm作为一节(图2)，如遇土质不好要适当减少。

图2 钢筋混凝土护壁构造

护壁混凝土强度等级一般采用C25或C30，护壁厚度按设计要求。第一节护壁在地面处做一井圈，以保护井口，孔口护筒的结构如图3所示。

图3 孔口护筒构造

二、施工程序

场地平整放线定桩位、放挖孔线挖第一节桩土方绑第一节护壁钢筋支第一节护壁模板浇第一节护壁混凝土及做护圈并拆除模板在护壁上二次投测标高及桩位中心线安装提升机第二节桩身挖土清理桩孔四壁、核对桩孔直径垂直度和中心轴线绑第二节护壁钢筋支第二节护壁浇第二节护壁混凝土重复以上施工直至设计要求深度，检查持力层情况后进行扩孔对桩孔、持力层检查验收清理孔底虚土、石渣，排除积水吊放钢筋笼就位浇注桩芯混凝土。

三、施工方法

(1)挖土

1.1、人工挖土

①用人工从上往下逐层用镐锹进行；

②遇坚硬土或风化岩层用锤钎或风镐破碎；

③挖土顺序先挖中间后挖周边；

④挖土节深较大或土质不好时，每挖深50cm用钢钎对孔壁和孔底做不少于三点(或品字形)插深，无异常时，继续往下挖；有异常时先处理再挖深；

⑤孔底有地下水，挖集水坑用潜水泵抽水后再挖；

⑥必须一节一节做护壁，挖孔(扩孔)完成后，必须在当天验收并浇完混凝土，以免塌孔。

1.2、爆破挖孔

人工挖孔过程中遇到大的孤石或较硬的岩石层须进行爆破作业。

(2)桩芯混凝土浇筑

桩芯混凝土应一次连续浇筑完毕，不留施工缝。浇筑前应认真清除孔底的土和水，浇筑过程中，要防止地下水的过多流入，采用有效的措施排去积水，保证浇筑层表面不存有积水层。如果地下水穿过护壁流入孔内的水量较大且无法抽干时，则应采用导管法浇筑水下混凝土。

四、人工挖孔桩施工中遇到的特殊问题的处理

1、遇到坚硬的孤石而无法掘进

人工挖孔桩一旦遇到坚硬的孤石而无法掘进问题非常棘手，一般在一个工程中，人工挖孔桩多数为一柱一桩，而且桩位要求准确，这基本上排除了变更设计桩位的可能性。如果对岩层进行人工开凿，速度慢，工效低，劳动强度大且费用高。如果某一根桩遇到岩层而不能按时完成进度计划，就会影响到整个工程的正常施工进程。比较有效的处理方法是采用爆破排除法，但在采用爆破排除法时需要处理好以下几个问题：爆破能量不能对现有人工挖孔的井壁产生破坏；爆破能量不能对周围正在施工的人工挖孔桩的已完成的井壁产生影响；爆破能量不能对周围已有的建筑物的安全使用产生影响。微差爆破法能够较好地解决好上述三个问题。

2、遭遇流沙地层

人工挖孔在开挖时，如遇细沙、粉沙层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流沙，严重时会发生井漏，影响施工进度，造成质量事故。针对不同的流沙情况，采用不同的对策。

(1)从桩井开挖施工先后顺序上采取对策。人工挖孔桩在开挖过程中遇到流沙，可以先将附近无流沙的桩孔挖深，使其起集水井的作用。对有沙层的挖桩孔集中抽水，集中开挖，并加快每次开挖的速度，争取尽快穿越沙层，这样既可以降低总抽水量，又能降低对沙层的扰动，避免大量的水土流失。

(2)缩短每次护壁的高度。将原来正常的每次1m左右高的护壁缩短为300～500mm，以减少挖层孔壁的暴露时间，并及时进行护壁混凝土灌注。

(3)采用刚柔相济围护材料堵塞。如果流较严重，会由于泥沙流入使做好的护壁塌落，遇到这种情况，可采用直径大于14mm，长度在1.5m左右的钢筋竖向打人砂层。现场准备一些编织袋或将干稻草编织成辫状，一边淘沙土一边用干草编织绳或编织袋堵塞泥沙，稻草具有阻挡泥沙的作用，同时也能起到滤水的作用，降低水的压力。如果土的侧压力较大，用稻草难以堵塞流沙时，可将削好的1.5m长、30～50mm宽的毛竹片用锤子打入沙层，缝隙用稻草填塞。毛竹片有很好的韧性，同时也有一定的刚度，价格又很低廉，是一种很有效的围护材料，当与混凝土浇筑成为一体后还能提高混凝土的抗弯能力。

(4)下钢套管。遇到流沙情况较严重时才采用下钢套筒的办法。钢套筒与护壁用的钢模板相似，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500mm左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于200ram，插入上部混凝土护壁外侧不小于500mm，装后即支模浇筑护壁混凝土，若放入套筒后流沙仍上涌，可采取突出挖出后即用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、地下水问题

地下水是常遇到的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充人桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到了细沙、粉沙土层，在压力水的作用下，也极易发生流沙和井漏现象。处理方法：

(1)地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。

(2)遇到井内水量较大，当使用水泵进行抽水也不能满足正常施工要求时，可以采用另外一种措施，调整各桩的挖桩施工顺序，增加对周围桩孔的抽水频率，以降低流人开挖桩孔内的涌水量。

(3)对不太深的人工挖孔桩，可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数。

(4)根据实际情况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。

五、人工挖孔桩的安全要求

人工挖孔桩施工时，除了为了保证质量而需要注意的问题之外，还有一项非常重要的要求，就是安全。为了工地上的方便起见，将有关人工挖孔桩的安全要求列为以下几项。

(1)人工挖孔时，孔内必须设置应急软爬梯，供施工人员上、下井道使用。

(2)每日挖孔前必须使用有害气体检测器，检测井下是否存在有毒气体，如果发现有毒有害气体必须采取防范措施。

(3)孔口四周必须设置护栏，一般可以加设0.8m高围栏围护，以防人员误踏坠人或工具掉入。

(4)人工挖孔必须采用混凝土护壁，其首层护壁应根据土质情况做成沿口护圈，护圈混凝土强度达到5MPa以后，方可进行下层土方的开挖，必须边挖、边打混凝土护壁(挖一节、打一节)，严禁一次挖完，然后补打护壁的冒险作业。

(5)人工挖孔时，每个孔位用电必须分闸控制，严禁一闸多用，通过孔口上方的电缆必须架空2.Om以上严禁拖地和埋入土中，以防漏电引起触电事故，孔内电线和电缆必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。对于孔内的照明，应采用安全矿灯或使用36V以下的低压安全灯具。

(6)人工提土须用垫板时，垫板必须宽出孔口每侧不小于1m，宽度不小于300mm，板厚不小于50mm。孔口径大于1m时，孔上作业人员应系安全带。

六、结语

实践证明，人工挖孔桩是一种较经济的基础形式，只要因地制宜选择设计施工方案，加强技术质量管理，严格按操作工艺施工，就可以完全充分的发挥这种桩型的优势，满足工程的需要。

参考文献：

[1]洪树生编著.建筑施工技术.科学出版社,2007.08.

[2]吴纪宁等编著.建设工程特殊施工与加固技术.机械工业出版社,2009.01.

[3]朱奎编著.桩基工程施工技术.中国建筑工业出版社,2009.08.