人工挖孔扩底桩施工技术控制研究

摘要：人工挖孔扩底桩施工技术目前在建筑工程领域应用非常广泛，尤其在高层建筑及其他超大直径桩基工程项目中，人工挖孔扩底桩可以减小成孔深度，对地下一定深度下有其他建筑物或者希望通过控制桩身长度从而降低施工风险有着显著效果。相较于其他建筑工程成桩工艺而言，人工挖孔扩底桩施工技术的施工工艺更加简便，施工难度相对较低且施工质量理想。但由于人工挖孔扩底桩施工技术需要人工下入基坑桩底进行施工，存在一定安全风险，而且施工量较大，一旦施工人员出现疲劳等情况，会导致桩基出现一系列质量问题。基于此，以成都地铁5号线锦城大道站为例，对人工挖孔扩底桩的特点、适用范围、施工技术以及施工控制要点进行分析，以期对业内人士起到借鉴和参考价值。

关键词：人工挖孔扩底桩；施工技术；施工质量；质量控制；操作要点

我国国民经济的高速发展，给我国建筑工程行业创造了诸多良好的发展条件，建筑工程项目数量越来越多，工程项目的规模也在不断提升，尤其是高层建筑、公用建筑、水工结构等相关领域的建筑工程项目，更是建筑工程行业发展的重要方向。在建筑工程领域，建筑桩基成孔是非常重要的施工环节，其施工质量会对整个建筑工程项目的施工质量产生关键性影响，人工挖孔扩底桩施工技术属于应用范围比较广泛的一种建筑工程成孔工艺，非常适合应用在难以使用机械成孔的建筑工程项目。做好人工挖孔扩底桩施工技术管理，全面加强施工质量控制，能够在保证施工人员安全的同时，确保桩基成孔质量达到预期标准，为此，施工单位必须要加强对这一施工技术实际应用过程中的全面监管。

1人工挖孔扩底桩技术概述

相较于普通人工挖孔桩，人工挖孔扩底桩增加了底部扩挖和扩挖部分人工孔内安装钢筋等环节。从整体上来看，人工挖孔扩底桩施工技术的优劣势比较明显。人工挖孔扩底桩施工技术具有许多优势，人工挖孔扩底桩施工技术和施工工艺简便、施工环境污染小、施工设施设备简单，但是需要施工人员具备较强的技术能力以及多年的人工挖孔桩施工经验。能够同时对多个桩基进行挖孔扩底施工，但需要注意确保每个桩基的距离处在安全范围，这样不仅可以节约施工用时、缩短项目工期，还能够为施工企业节约施工预算。而且，人工挖孔扩底桩施工技术的单桩稳定性突出、承载力高，能够比较好地承受来自横向以及纵向对建筑物桩基结构施加的载荷应力。此外，人工挖孔扩底桩施工技术对周边扰动较小，并不会对周围建筑物造成严重的结构性影响，并且可以减少成孔深度，对地下一定深度下有其他建构筑物或者希望通过控制桩身长度从而降低施工风险有着显著效果，尤其适合在城市建筑群中的建筑工程项目中使用。此外，人工挖孔扩底桩需要严格遵守政府部门的相关政策要求，注意政府部门是否出台了人工挖孔扩底桩施工技术的应用限制条例[1]。

2人工挖孔扩底桩施工技术分析

2.1做好施工前准备工作

为了确保施工质量符合预期标准，施工单位必须要做好施工前的相关准备工作，做好安全专项方案，经专家评审通过后再组织实施。（1）施工企业应当根据评审后的专项方案组织全体现场管理人员和施工人员进行技术交底，确保每个管理人员和施工人员都熟悉施工方案和施工图纸，了解施工验收标准与施工规范。（2）施工单位必须按照施工方案，组织协调好施工人员，并明确现场每个人员的具体工作内容以及责任范围。随后，施工设备和施工器具进场，例如，提升设备、水泵、鼓风机、输风管、挖土工具、风镐、照明灯设备等。施工企业应当做好进场设备和原材料的入场质量检查，对每一类施工材料都进行验收和性能检测。所有施工材料都要按照技术标准堆放在施工现场。挖孔桩护壁大多选择混凝土材料，混凝土材料中的水泥应当选择硅酸盐水泥，而且严格控制骨料以及搅拌用水质量，确保制备后的混凝土材料具备足够高的结构强度和抗压性能。

2.2确定施工工艺流程

施工企业在工程项目动工前，必须要做好施工工艺流程的设计工作，这是确保施工进度不受影响，保证施工效率的关键所在。不仅可以为施工企业节约大量施工资源并且降低施工成本，更能保证人工挖孔扩底桩施工质量符合设计标准。从整体上来看，人工挖孔扩底桩施工工艺流程如下：施工企业需要安排专人完成测量放线，并且确定高程；完成建筑桩基孔洞第一节土壤的挖掘；根据桩基孔洞的规格（高度、直径等），完成支护模板的制作安装并下放附加钢筋；将桩基孔洞第一节支护护壁的混凝土进行浇灌处理；施工人员检查桩基孔洞的中心线位置和桩径、桩形；搭架垂直运输设备，为后期的施工设备设施以及渣土和人员升降做好准备；完成卷扬机、吊桶、照明等设施设备的安装；将基坑桩基孔洞边开挖边支护开挖至设计标高；开挖桩基孔洞扩底部分；桩基孔洞检查验收；绑扎安装扩底部分钢筋；完成钢筋笼的制作并将其安置到位；完成桩身浇筑混凝土的制备；将混凝土材料浇筑到桩身[2]。人工挖孔扩底桩施工工艺流程见图1.

2.3施工工艺分析

2.3.1测量放线、确认高程在施工前，为了保证施工质量，施工人员必须要做好测量放线工作，确定成桩位置。当施工人员确定好桩基中心位置后，以桩基中心为中轴线，以桩基半径以及桩基孔洞壁厚二者之和为半径，画出一个标准圆，该圆为桩基孔洞的挖掘轮廓。随后，施工人员要做好开挖尺寸线的标注，在经过现场监理检验，得到签字认可后方可继续下一环节施工[3]。2.3.2桩孔土方的开挖为了保证施工安全和施工效率，通常情况下会选择分组施工，每组中有2~4人，每个人都需要确定各自的任务。施工人员必须要由上至下依次进行施工，然后由中心向两侧开挖，遵循“由上至下、由内至外”的施工原则。施工人员必须要在每向下掘进1m左右时，停工对桩基孔洞的直径、垂直度、中心位置等关键要素进行检查，当确认无误后再进行下一部分的掘进施工。尤其要在桩基孔洞支护护壁施工前，对桩基孔洞的成型效果进行检查。2.3.3支护模板的安装目前人工挖孔扩底桩施工工艺中，主要采取现浇钢筋混凝土的支护护壁施工工艺。严格按照设计施工，若按设计施工现场无法实施时，及时与设计方进行沟通后对设计进行变更，切勿自作主张改变设计参数。若在桩基孔洞开挖过程中，施工人员发现土质情况发生改变或与地勘不符，则需要及时告知监理人员，并向设计人员进行反馈和确认，由监理以及设计人员确认后，缩短每一节支护模板的长度，或者加大钢筋型号和配筋率，这样才能保证支护壁模板的结构稳定性，避免桩基孔洞支护模板出现坍塌，从而给施工人员人身安全带来威胁。本方案中的护壁材料中设计有钢筋，其竖向钢筋采用Φ12圆钢，环向间距为200mm，箍筋采用Φ12@150mm，而且上下两模纵向钢筋要做成弯钩形式勾到同一根箍筋上，确保下层钢筋与上层钢筋的有效连接以提高护壁的整体稳定性[4]。通常情况下，桩基孔洞的护壁应该高于地面20cm，确保杂物和地面水不掉入孔内。支护护壁厚度15cm，上大下小呈锥形，上下两模护壁重合5cm，以保证上一模护壁稳定坐在下一模护壁上（见图2）。为了确保支护护壁的安全性和稳定性，施工人员需要确保支护护壁的中心点与桩基孔洞的中心点位置相同，误差应当控制在2cm以内。2.3.4桩基孔洞混凝土的浇筑为了确保安全和施工进度不受影响，在一模开挖完成后，立即安装钢筋和模板，并检查模板是否安全、牢固，一旦确认浇筑模板没有松动且钢筋绑扎牢固，应当及时浇筑混凝土，同时，在浇筑混凝土之前应向监理报验，应采取“开挖一节、浇筑一节”的方法，严禁一次开挖过深。在浇筑混凝土时，一般采取人工浇筑的方法，然后在浇筑完毕后立即进行振捣，由于护壁厚度较薄，尽量不使用插入式振捣器。施工人员要在浇筑混凝土前，对混凝土的坍落度进行检测，并现场制作试块，坍塌度未达到规定要求，不允许将混凝土进行浇筑。在进行桩体和护壁浇筑时，需要避免在天气炎热时段以及下雨时段进行浇筑，这样容易降低混凝土成型效果，影响护壁混凝土的结构强度。最好在天气晴朗的上午时段进行浇筑。在浇筑混凝土时，必须要严格控制浇筑速度、浇筑高度以及浇筑量。护壁浇筑完毕后，施工人员应当做好养护处理，当混凝土浇筑完毕后且达到了初凝状态，便可以进行养护处理。施工人员需要确保养护质量符合设计要求。如果在养护过程中发现混凝土表面出现了孔洞、蜂窝、麻面等情况，则需要进行修补，必要时还应当重新进行浇筑处理。为确保桩顶混凝土的浇筑质量，混凝土应浇筑至桩顶设计标高以上0.5m。多余部分在进入下道工序前凿除，保证桩头混凝土无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量。如果在混凝土浇筑过程中出现钢筋笼上浮现象，应该立即停止灌注混凝土并作相应处理。

2.4扩底施工技术

由于成都地铁5号线锦城大道站孔底位于泥岩层，扩底采用人工凿打的方式，开挖时缩小每次开挖深度，每次开完深度宜为30cm~50cm，扩底坡率3:1，每向下开挖30cm，外扩10cm，人工控制坡比，随开挖随支护，人工在孔内绑扎护壁钢筋并支模、浇筑，模板坡度要进行复核。开挖过程中如果出现掉块现场，及时停止开挖并进行支护。在扩底施工完毕后，施工人员必须要对桩基孔洞的施工成孔效果进行评估，尤其要检查桩身直径、扩大头尺寸、桩基孔洞中心位置、混凝土墙壁的垂直度以及孔底松铺厚度。当检查孔底质量符合施工设计要求后，应当及时对其进行封底处理，并下放钢筋笼，完成对建筑物桩基的灌注。

2.5钢筋制作和钢筋笼下放

现场需要根据施工方案以及图纸，提前加工好钢筋，制作好钢筋笼。开挖完成并做完护壁复核无误后，需人工在孔底进行扩底筋、封口环筋、底网筋的绑扎及安装。扩挖段钢筋验收通过后下放钢筋笼，下放钢筋笼时注意不要卡到护壁已绑好的钢筋，且钢筋笼要和扩底筋应有效连接，现场采用连接方式为焊接。若钢筋笼卡到扩底筋或者进行钢筋笼和扩底筋的焊接时，需施工人员从钢筋笼内部下到孔底进行卡住部位的处理及焊接作业，人员上下时应采取足够的安全措施保证不出现高坠事故。钢筋笼必须要确保钢筋连接稳固并且没有出现变形情况，钢筋笼的直径以及钢筋的间距，都要符合施工验收标准。钢筋笼要使用起重机进行吊装，为保证施工安全，在吊装和下放钢筋笼过程中，吊装现场不允许有和施工无关人员在场，吊装物正下方不允许有人员。

3人工挖孔扩底桩施工控制要点

人工挖孔扩底桩在施工工艺上，除普通挖孔桩需要注意的事项外，主要是扩挖段的开挖、支护、钢筋绑扎和浇筑。开挖过程中，由于扩底为反坡，极易出现掉块和坍塌，一旦出现坍塌事故，孔内作业人员的救援工作将是极为困难的事情，所以扩底开挖时一定要缩短每层开挖深度，及时封闭成环，从孔口开始每一层护壁都要确保质量合格，遇到险情以第一时间撤出人员为首要任务，开挖时现场管理人员要一直旁站，确保出现问题及时进行处理。开挖和护壁支模过程中还要控制坡度符合设计要求，技术人员要下到孔底进行复核确认。安装扩底钢筋时，钢筋先下到孔底，施工人员再下洞作业，避免人员在孔内被高空坠物砸伤。钢筋安装过程中有焊接作业，会产生大量烟尘，所以孔底的通风和照明工作一定要做到位，确保孔底视线良好，人员呼吸顺畅。浇筑过程中利用导管下放混凝土料，边浇筑边利用插入式振捣棒进行振捣，保证混凝土密实、强度可靠。首仓混凝土浇筑要慢，避免底网筋上浮，继而导致整个钢筋笼上浮，当孔内混凝土面没过扩挖段后，适当加快浇筑速度。为确保桩顶混凝土的浇筑质量，混凝土应浇筑至桩顶设计标高以上0.5m。多余部分在进入下道工序前凿除，保证桩头混凝土无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量。为了保证工程项目的施工质量，施工人员必须严格按照施工工艺进行操作，加强质量管理以及安全监督，确保工程项目能够按质、按时、按需完成交付。施工企业必须要加强对钢筋材料、混凝土材料的质量检查，除此之外，还需要做好施工设施设备的质量检查，避免在施工过程中出现设备故障等意外情况，保证施工质量不受影响。施工人员和监理人员必须要做好重点工程项目以及隐蔽工程环节的质量监控，一旦发现存在安全隐患和质量问题，必须要停工进行处理。在每个环节施工完毕后，施工人员需要通知监理人员到达现场进行质量检查，在监理人员确认无施工质量和施工安全问题后，进行签字确认并存档，随后才可以进行下一部分的项目施工。施工人员必须严格按照施工验收工艺标准进行施工，尤其要在桩基孔洞规格、桩基直径、桩基中心位置、桩基以及混凝土支护护壁垂直度等方面进行施工工艺标准的检验。为了保证施工安全性，施工单位除了要对施工人员进行工艺和技术讲解，更要对施工人员进行安全教育。所有进入施工现场的人员必须佩戴安全帽，在进入桩基孔洞下部进行开挖扩底施工时，洞内通风设施一定要做好，照明采用低压照明，应当佩戴好对讲机，穿防滑鞋。所有开挖出来的渣土都要及时转运到施工现场外部，不得堆放在施工孔洞四周[5]。

4结束语

在建筑工程领域，人工挖孔扩底桩是应用较为广泛的施工技术。为了最大限度保证成桩质量效果，施工人员必须严格按照施工工艺和施工技术标准进行施工，并且做好施工材料以及施工设施设备的质量检查检验，避免出现施工材料和施工设施设备不合格情况发生。施工单位还需要做好施工全过程的质量监控，集中优势力量对重点部位以及环节进行检查，尤其要保证施工现场人员安全。所有进入到孔洞下部进行挖孔扩底桩的施工人员，都应当接受施工工艺培训以及安全教育，这是确保施工质量以及施工安全的关键所在。

参考文献

[1]伯广金.混凝土结构物施工中钻孔灌注桩的质量控制措施分析[J].绿色环保建材.2020(4):145+147.

[2]连宇航.建筑工程中的人工挖孔桩施工质量控制要点分析[J].中国建筑金属结构.2021(11):64-65.

[3]张学盈,李英霞.浅谈公路工程钻孔灌注桩施工质量监理控制要点[J].居舍.2021(6):143-144.

[4]谢燕财.软土区旋挖钻孔灌注桩的施工技术及质量控制分析[J].砖瓦.2021(11):173-174.

[5]孙伟.高速铁路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术及质量控制要点分析[J].广东建材.2021(7):78-80.

作者：贾晋龙 单位：中铁十六局集团地铁工程有限公司