浅谈人工挖孔桩施工技术

浅谈人工挖孔桩施工技术

摘要：人工挖孔桩既可用于高层建筑、公用建筑的基础中，也可用于基坑的边坡支护，由于施工操作简便，生产成本较低，有一定的适用性；但由于在施工过程中，容易发生安全事故，又有一定的危险性。现就这一施工技术进行简要介绍与分析，以便能为适时合理的使用这一技术提供借鉴。

关键词：人工挖孔桩；施工安全；施工工艺

Abstract: Artificial hole digging pile not only can be used in high-rise building, public building in the foundation, also can be used in foundation pit slope supporting, since the construction has the advantages of simple operation, low production cost, have certain applicability; but in the process of construction, easy occurrence of safety accidents, and risky. This paper analyzes the construction technique, in order to provide timely and reasonable use of this technology reference.

Key words: artificial hole digging pile; construction safety; construction technology

1人工挖孔桩的技术优势

人工挖孔桩由人工掘土成孔，不需要复杂的机具，加上我国劳动力资源丰富，因此在我国城市高层建筑中应大力推广。同时，人工挖孔桩以其特有的优越性，而被市政工程施工所广泛采用。特别是大直径的混凝土灌注桩，人工挖孔比机械成孔的适应性要广得多，不仅适用于软土地基，也适用于山区丘陵土质等比较坚硬、地形地貌变化较大的地区。

大直径灌注桩成孔的方式有机械成孔和人工成孔两大类。机械成孔需要特定的机械设备，采用泥浆护壁以及水下浇筑混凝土等方法。而人工挖孔桩的优点突出表现在：施工设备简单，噪声小，振动少，对现场周围原有建筑影响小，施工速度快，可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量，可直接观察地质变化情况，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠。

人工挖孔桩有着独特的优越性：适应性强，能在狭窄、高差大的恶劣场地环境下施工，直观性强，嵌岩桩可确保入岩深度，孔底弃渣能彻底清除，有利于保证桩基质量，不受地质情况的限制，适用于各类岩土层，施工方便，进度快，设备简单，环境污染小。

2 施工程序

施工顺序为：场地平整放线，定桩位→浇挚层→架设支架和电动葫芦，安装潜水泵。鼓风机照明设备等→边挖边抽水→自挖下lm左右土层进行柱孔周壁的

清理，标核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌→周护壁砼→拆模后继续下挖，支模，浇护壁砼，循环作业，达到设计要求强风化岩一定深度后确定是否作持力层→作扩大头，对桩孔直径，深度，垂直度，持力层进行全面验收→排除孔底积水，钢筋笼设置，用粗直径钢筋固定，每2m为一处→浇灌桩身砼。

3 施工技术

3.1 场地平整

首先应对原有场地进行平整，并在建筑物外围四周适当位置设置排水沟，做集水井，同时应在开挖面做混凝土垫层，C10混凝土厚100mm。

3.2护壁

淤泥、流砂层厚度不大于2m地段人工挖孔桩的护壁技术为保证挖孔桩施工人员安全，不坍孔，要求浇筑混凝土护壁。孔口护壁多采用砖砌护筒护壁，护壁高度应砌至承台标高，以利于承台施工快速拆除，加快施工进度，壁护顶应高出地面20cm—30cm。为保证成孔质量，挖孔孔径应比设计孔径大20cm—30cm浇筑混凝土护壁，护壁采用同桩身相同标号小石子混凝土。为加速护壁混凝土的凝结、硬化，可掺入一定比例的速凝剂、早强剂等外加剂，加快模板周转速度。

混凝土护壁模板采用厚度是4mm的组合式钢模板拼装组合而成，拆上节而支下节，循环周转使用，上下设两对半圆组合的钢圈顶紧，不另设支撑，钢圈之间用专用扣扣紧。每一施工段高度，一般取0.8m—1.0m左右，护壁中插入φ14—φ16的竖向钢筋，间距取500mm；横向则用φ14—φ16的圆钢来加固，间距取300mm。混凝土用搅拌机搅拌，采用C25混凝土，坍落度取60mm—80mm，混凝土用吊桶运入人工浇筑，用钢管振捣密实。

淤泥、流砂层厚度大于2m地段人工挖孔桩的护壁技术淤泥、流砂层厚度大于2m地段，地下水极为丰富，采用常规护壁方法来施工，流砂坍孔严重，施工进度相当缓慢，或根本无法成孔，只能采用成本较高、施工技术要求高的钢护筒来护壁。

复杂地质条件下的人工挖孔桩护壁技术施工过程中，当遇到挖孔桩所处地段的淤泥、流砂层厚度达6m—8m，淤泥、流砂层下面的强风化、中风化岩层较薄，岩层面倾斜不平；或者缺少阻水性良好的粘性土过渡层，钢护筒无法插入致密坚硬的微风化岩层之中时，会造成钢护筒与岩层个别地方之间存在着淤泥、流砂的夹层，形成淤泥、流砂的通道。当挖到这层夹层时，在外侧水压力作用下，大量的淤泥、流砂涌入孔内，根本无法往下挖，还有可能危及孔内作业人员的人身安全。具体处理方法如下：根据实践经验和充分论证，在钢护筒外侧0.8m—1m的四周打入进口拉森Ⅲ型钢板桩，钢板桩之间尽量锁上口，个别无法锁口处，再在外侧加打一根钢板桩，形成封闭的止水、止淤泥、止流砂的保护圈。由于进口钢板桩的刚度较大，断面较小，较容易打入中风化的岩层之中去，从而阻断了淤泥、流砂的通道，减少了孔内的开挖量，加快了施工进度。

3.3 成孔内挖土

3.3.1 粘土、淤泥、流砂的开挖方法

对于孔内的粘土、淤泥、流砂层，可用铁铲、锄头便可开挖。孔内挖土采用分段开挖方式，对于粘土层，一般0.8m—1.0m为一个施工段，做完混凝土护壁，待混凝土护壁有一定强度后，才能进入下一施工段；对于淤泥、流砂层，一般0.4m—0.5m为一个施工段。混凝土护壁一般施工至中风化岩面，微风化岩层不需另加混凝土护壁，可以自身稳定。

3.3.2强风化岩层、中风化岩层的开挖方法

由于强风化岩层、中风化岩层的厚度较厚，最厚的地方达6m，为了加快施工进度，采用风镐开挖，由燃油空压机或电动空压机供应压缩空气。

3.3.3坚硬致密微风化岩层的开挖方法

设计要求人工挖孔桩进入微风化岩层不小于2m，由于基岩为红色砂岩，致密、坚硬，硬度系数约为10。采用风镐开挖，进度相当缓慢，每天只能下挖100m—200mm，难以满足合同工期要求。根据实践经验和充分论证，可采用毫秒微差的爆破技术进行爆破。

孔眼的布置。在孔内半径r=1000mm的周边布置12个周边眼，孔深1.0m，间距等分；孔内半径r=500mm的环向布置6个掏槽眼，孔深1.2m，间距等分。

2）装药结构与堵塞。掏槽眼和周边眼均采用连续反向装药结构；堵塞用旧报纸和泥土拌和成团进行堵塞。

3）起爆网络。为安全起见，可采用非电雷管孔内引爆，孔内所有非电雷管用簇联方式连线，用电雷管引爆导爆管；孔之间的电雷管采用串联方式连线。

3.4桩孔土方的处理

挖孔达到设计深度后，要清除孔底的松渣、淤泥、沉淀物等扰动过的软层，最后达到孔底平整，原状土外露的要求。若桩底进入斜岩层时，应凿成水平或台阶状。施工现场应设置临时土方堆放场地，挖出的土方必须在2d内用汽车外运（挖掘机配合人工装车），所挖土方不堆放在孔边，确保施工现场畅通。

4 施工注意事项

(1)从事挖孔桩作业的工人须经健康检查和安全作业培训且考核合格后，方可进入现场施工。

(2)在桩孔挖掘前，要认真分析地质情况，对可能出现流砂、管涌、涌水以及有害气体等情况，应制定有针对性的安全防护措施，采取可靠的相应施工方法。

(3)劳保用品等必须经常进行检查，确保完好和安全使用。

(4)孔口操作平台应自成稳定体系，防止在护壁下沉时被拉垮。

(5)在孔口设水平移动式活动安全盖板，以便于采用手推车卸土、运土。采用电葫芦提升提土桶，桩孔四周应设安全栏杆。

(6)孔内必须设置应急软爬梯，供人员上下孔使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊扶或脚踏护壁凸缘上下。电葫芦宜用按钮式开关，使用前必须检验其安全性能。

(7)吊运土方用的绳索、滑轮和盛土容器应完好牢固，起吊时垂直下方严禁站人。

(8)施工场地内的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2m以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆电线必须有防湿、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。

(9)护壁要高出地表面200 mm左右，以防杂物滚入孔内。孔周围要设置安全防护栏杆。

(10)孔内有人时，孔上必须有人监督防护，不得撤离岗位。

(11)当桩孔开挖深度超过5 m时，每天开工前应进行有害气体的检测；挖孔时要时刻注意是否有有害气体；特别是当孔深超过10m时要采取必要的通风措施，风量不宜少于25 L/s。

(12)挖出的土方应及时运走，机动车不得在桩孔附近通行。

(13)加强对孔壁土层涌水情况的观察，发现异常情况，及时采取处理措施。

(14)灌注桩身混凝土时，相邻10m范围内的挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。暂停施工的桩孔，应加盖板封闭孔口，并加0.8—1m高的围栏围蔽。

(15)现场应设专职安全检查员，在施工前和施工中应进行认真检查；发现问题及时处理，待消除隐患后再行作业；对违章作业有权制止。