简析人工挖孔桩的施工实践

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摘要：人工挖孔桩是利用人工挖孔、成孔，在孔内放置钢筋，灌注混凝土的一种桩型。文章结合工程实例，对人工挖孔桩施工工艺进行了分析，探讨了施工中安全事故和某些注意事项。

关键词：人工挖孔灌注桩；桩孔；桩孔；潜蚀性泥流

中图分类号：TU473

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)17―0158-02

近几年，全国许多地区都采用和逐渐推广了人工挖孔桩，采用人工挖孔桩做基础，具有机具设备简单、施工操作方便、占用施工场地小、对周围建筑物影响小、施工质量可靠、可全面展开施工、缩短工期、造价低等优点，得到许多设计、施工单位的认可，确实是一种在软弱地基上经济适用的基础形式，因此得到广泛应用。人们在通过对采用人工挖孔桩基础的工程实践中，积累了一些经验，处理了一些特殊的问题，取得了良好的效果。

一、工程概况

某小区住宅楼位于江西赣州，场地原为菜地。其主体为7层框架结构，该场地地质情况复杂，地形起伏变化较大：第一层为人工填土，层厚0.8～7.60米；第二层为粉质粘土，可塑，层厚0.90～720米；第三层为细沙，人工扰动易液化，层厚0.90～6.90米，埋深5.80～9.20米；第四层为砾砂，人工扰动易液化，层厚0.80～520米，埋深8.30～11.80米；第五层为圆砾，厚度0.70～2.10米，埋深10.0～135米；第六层为强分化泥质粉沙岩，厚度0.40.2.60米，埋深10.0～14.80米。桩端持力层采用第五层，某些薄处桩端进入第六层。

二、施工前准备

人工挖孔桩施工前应做好以下准备工作：(1)熟悉地质勘察报告，收集建筑物场地的工程地质和必要的地下水位资料；(2)熟悉施工图纸，桩基施工图纸会审纪要；(3)建筑场地地下管线资料；(4)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；(5)桩基的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材(水泥、砂石、钢筋)的质检报告；(6)具备四通一平施工条件；(7)做好安全保障措施等。

图1为本工程采用的工艺流程。本工程地下水位较丰富，上层有人工填土、粉质粘土、细沙等，土层松软，易坍塌，结合实际情况本工程采用了混凝土护筒。为缩短养护期，在浇注护圈混凝土时，放入了早强剂。

四、桩孔的施工

桩的施工应该做到：(1)施工前向每个操作小组作地下土层、地下水分布情况的交底。并指出可能出现的问题和处理的办法；(2)每个桩孔有一个固定小组负责施工，每个正在施工的井下、井上均应有人操作，并明确对井下操作人员应负的安全责任，上、下之间有良好的联络信号。保持井内有足够的新鲜空气，不断向井内送风；(3)弃土和其它建筑材料在井内垂直运输时，采取措施确保井下操作人员的安全，在井底设置安全区，以防物体坠落伤人；(4)挖孔工作必须连续进行，交接班的时间尽量缩短，使未经支护的土体减少在空气中或水中的暴露时间，以防坍塌。当相邻孔桩在浇灌桩砼时，原则上要停止挖孔施工，以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌。

其中混凝土护圈的施工，是人工挖孔桩成孔的关键。顺利地将护圈混凝土浇注完成，相当于构成了人工挖孔桩的孔。以往工程证明，大量事故中的多数是在浇注护圈混凝土阶段时发生的。本工程护圈混凝土强度采用C25，钢筋为φ8光面钢筋。护圈形式为图2，采用30mm，d有900mm、1200ram两种桩，h采用1000mm,h1为200mm。

五、桩身的施工

当挖孔桩至设计要求的土质后，将井底残渣清除干净，由设计、勘察、质检和建设单位联合组织桩孔验收，达到设计要求，再进行下道工序制作、吊放钢筋笼、浇筑混凝土。本工程地下水大，孔内积水无法抽干，考虑用导管进行水下浇筑，以保工程质量。

(一)消除水的影响

浇筑桩身混凝土要保证其符合设计强度，同时也要保证混凝土的均匀性、密实性，因此要防止孔内水使混凝土的水灰比改变，产生离析现象。对于孔内积水，浇筑前要抽干。如果孔内的水抽不干，可将干混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。对于孔壁渗水，在混凝土浇筑的过程中，如果渗入过多，将会响混凝土质量，降低桩身混凝土的强度，应在浇筑前将之堵塞。消除沉渣的影响，浇注桩身混凝土前要将桩孔底沉渣清除干净，以免沉渣过厚，影响桩的质量。

(二)浇注桩身混凝土

浇注桩身混凝土，混凝土必须通过溜槽。当高度超过3.0m时，应用串筒，且其自由落下的高度不宜大于2.0m，否则会造成混凝土的分层和不均匀，影响混凝土的质量。桩身混凝土采用插入式振动器分层振密实，其中浇筑速度是关键，应力求在最短的时间内完成桩身混凝土浇注，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便利用混凝土自身重量压住水流的渗入。

六、人工挖孔桩的常见安全事故

人工挖孔桩的常见安全事故主要有：(1)孔口石块或杂物掉人孔口，砸伤正在孔中的施工人员；孔口无防护措施或明显标注，人员失足掉入空内；(2)深孔中突然涌水、涌砂淹没操作人员等；(3)孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；(4)孔内电缆、电线磨损受潮导致工人触电伤亡；(5)孔口操作人员被地下有害气体或原有有害物体未经处理，而中毒昏迷甚至死亡；(6)桩扩大头完成后，长期不浇筑混凝土，土体散失稳定。

现场管理过程中管理人员应该经常进行安全教育，施工人员树立安全意识，加强安全教育，各种安全技术措施得当，人工挖孔桩的这些常见安全事故是完全可以减少或杜绝的。

七、人工挖孔桩中的某些注意事项

1、警惕分化岩石产生“潜蚀性泥石流”现象。珠海某大厦的地基内，约有1／6的基坑面积内出现过全分化花岗岩软化流泥现象。所谓“岩石”的强度远比上覆残积土低，模量更低，致使坑外大面积地表下沉。后及时改为钻孔桩施工，避免了事故的发生。深圳、厦门地区都曾发生类似问题。

这种“潜蚀性泥流”可能逐步发展成“泥石流”，岩块迅速软化崩解参与泥流过程，或者岩块粗粒骨架坍塌。“潜蚀性泥流”发展过程可能很快，由点线面体往往只需几天甚至只有几个小时。

2、围海、围湖造地中人工挖孔桩的承载力可能不足。

3、垂直偏差过大。由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖完以后垂直超偏。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边，使孔壁圆弧保持上下顺直。

4、淤泥地层中人工挖孔桩护筒漂移、倾斜。由于淤泥十分稀软，在其中有“倒挂井”的施工方法建筑孔壁护简，极易失稳，甚至漂移。一旦出现，整个建筑场地就会废弃无用，难以矫治。因此，工程中应及早发现，及早变工施工方法。不能勉强继续施工，使事态恶化，造成不可挽回的损失。

5、人工挖孔桩孔筒不能闲置太久，应及时浇筑桩身。人工挖孔桩砖护壁井筒筑成后，未及时浇筑桩身混凝土，老黏土具有一定膨胀性，易吸水软化，加上开挖卸载，土中裂缝增多变宽，更使流入井筒内的地下水发生破坏作业。其后在静载试验中证明桩端老黏土已发生严重软化减强的现象。

6、孔壁砌筑护筒坍塌后造成桩身混凝土浇筑不密实。人工挖孔桩孔壁砖砌护筒发生局部坍塌，碎砖和空外软土大量堆积在孔底，形成架空状堆积物。如未及时清理，后续的桩身混凝土不可能将该建筑垃圾缜密，从而不能形成有效强度，最终引发事故。

八、结语

本工程的实践表明，如果能够积极做好施工中的各项准备工作，加强安全教育，正确处理好施工过程中的各种特殊问题，保证作业人员的施工安全。人工挖孔桩作为一种经济、实用的桩基形式，完全能发挥其特有的施工方便、速度块、承载力大、元环境污染的优点，桩体质量容易保证，值得大力推广和应用。

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作者简介：黄红平(1984－)，男，江西赣州人，江西理工大学硕士研究生，研究方向：工程力学。