工民建筑施工过程中的人工挖孔桩技术分析

工民建筑施工过程中的人工挖孔桩技术分析

【摘要】随着社会的发展，各类民用与工业建筑日益走向高层化，而这些高层建筑在功能和结构安全上的都是要求非常严格的，因此对其基础也提出了较高的要求。而人工挖孔桩施工技术以其施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省等优势，在工民建中得到广泛应用。

【关键词】人工挖孔柱；施工方法；质量控制

人工挖孔桩施工在施工前要认真熟悉现场、图纸、地勘文件及规范，在施工中从定位放线、桩孔开挖、施工混凝土护壁直到桩成孔完成这几个环节，对每个环节必须精心施工，加强管理，认真检查。发现问题特别是发现开挖过程出现与地勘报告和设计资料有较大出入的情况，管理人员应高度重视并及时会同相关部门的技术人员到现场查看、研究处理，避免管理决策失误造成重大返工损失。确保工程施工各个环节处于受控状态，确保工程施工顺利进行。

1 人工挖孔桩施工中的问题

1.1 坍塌

在地下水位高的砂性土和淤泥质土中施工时(尤其有承压水的地区)，易造成管涌、坍孔事故。挖孔卸荷量大时，常引起孔壁土的松散，降低了桩周土的强度，如果缺乏有效的护壁极易引起孔壁坍塌。

1.2 工艺不合要求

桩孔底清底不彻底：测量定位失误、成孔时没有控制垂直度、成孔后未及时浇灌混凝土，导致护壁受侧压力变形，桩位发生偏移。桩混凝土质量不合格，桩孔大量积水，只采用一般串筒施工，而不采用水中浇混凝土导管施工，混凝土产生离析，桩孔内振捣不好。

1.3 其他安全事故

地下水丰富的地区，易引起周围地下水降低和地而沉降，使周围的房屋、管道和设备仪器受损；有机质含量高的土层排放有害气体，桩孔内缺氧，带来人身安全隐患。

2 人工挖孔桩技术的优点

采用人工挖孔桩，不仅能够极大地降低工程造价，为施工企业减少施工成本，而且还能够使土地空间得到有效的利用，从而使建筑物的占地面积缩小，节省了大量城市空间，有利于城市的整体规划设计与发展。作为基坑支护结构的人工挖空桩，使用简单的机械和器具即可进行开挖，对设备和工作面的要求较少，并且可以同时开挖若干个孔，大大提高了工作效率。人工挖孔桩施工过程中不会产生噪声，也不会出现泥浆，这样会对周围环境产生保护作用，属于“绿色施工”。因此，对于建筑空间狭小的地区，人工挖孔桩是非常适用的。

3 实例分析

某建筑工程，建筑层次为7层，建筑而积3250m2，结构形式部分为钢筋混凝土框架结构，部分为砖混结构。本工程大量采用人工挖孔桩基础。

3.1 施工程序

场地整平、放样→定桩位→导向圈砌筑→在导向圈上设置桩位十字轴线→挖第1节桩孔土方→支模浇筑第1节混凝土护壁→在护壁上二次再设置标高及桩位十字轴线→安装垂直运输架、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第2节桩

身挖土清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板、支第2节模板、浇筑第2节混凝土护壁→重复第2节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→封底一钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

3.2 施工放样

根据施工图及规划控制坐标点，采用经纬仪结合钢卷尺测放桩位，并经复检合格后方可进行挖孔。开挖前从桩中心位置向桩孔外引出4个桩中轴线控制点，用木桩固定，当现场地面浇筑混凝土导向圈时，将桩中轴线的控制点引至混凝土导向圈上，经复核无误后，在桩径圆圈内开始挖土，安装护壁模板，复核护壁模板直径、中心点位置无误后，浇筑护壁混凝土。第1节孔圈护壁的中心点应和桩位中心点重合，偏差≤20mm。两正交直径的差异≤50mm，其厚度应比其他护壁厚150-200mm，且应高出现场地面200-250mm，以阻挡地面水流入孔内，防止地面上的泥土、石块和杂物进入孔内。第1节护壁筑成后，再将桩孔中轴线控制点引回至护壁上，并进一步复核确保无误，以作为今后确定地下各节护壁中心的测量基准点。同时用水准仪把相对水准标高标定在第1节孔圈护壁上，作为确定桩孔深度和桩顶标高的依据。

3.2.1 人工挖孔施工

开挖孔前要平整布置场地，清除地表松软土层和杂物，布置好控制线网，根据监理复核查过的位置采用十字交叉法确定桩孔位置。在每一桩位开挖土方，一般挖1m左右，浇注混凝土井圈第一节护壁，使井圈高出地面20cm，且应加厚10cm，而后将桩位纵横中心线测放置井圈上，并测出井孔控制高程，以利于下部掘进的高程控制。修筑钢筋混凝土井圈应保证护壁的配筋和混凝土浇注强度，上下节护壁的塔接长度不小于5cm，每节护壁在当日施工完毕后24h后拆除，发现护壁有蜂窝漏水现象时，应及时补强以防止造成事故。该工程护壁混凝土强度为C20，厚度为0.15m。进行第二阶段开挖时，先从井口用垂球吊线找出中心点，并在井孔底部打一短木桩，将桩中心投影到木桩项上，以此为据进行第二节护壁的土方开挖。在此过程中应该密切注意地质情况变化。

3.2.2 流沙处理措施

在护壁施工中，由于地下水以及流沙等因素的制约，桩孔的护壁有时候不能按照常规设计来施工，本工程采用以下方法来消除地下水以及流沙的制约。沉管法施工：预制混凝土沉管，放入砾砂底部，圆砾层上部，同时用水泵排水，使孔底出露，沉管下沉。模板护壁法：在地下水水位下降速度较慢地段，为了避免成孔时间过长，引起孔壁土体塌落，采用0.3m、0.6m的短模板，有较好效果。钢套筒护壁法：在厚砂层地段，地下水量较大，采用钢套筒做护壁，边抽水边下压钢套筒，穿过流砂层使桩孔成型较为理想。

3.2.3 混凝土灌注

混凝土集中搅拌，坍落度控制在4-8cm，混凝土下料采用串桶下料，并保证混凝土自由落下高度不大于2m，边浇灌边插实，桩顶下3m处开始用插入式振捣器振捣。混凝土同一桩内混凝土一次浇筑完成不留施工缝，若因特殊原因必须留设施工缝时，须在混凝土周围插下短钢筋，以加强新老混凝土之间的结合力。混凝土浇筑过程中，注意防止地下水进入，不能有超过50mm的积水层，超过50mm 需要采用导管吸干，如渗水量过大，按水下混凝土操作规则施工，水下浇灌混凝土时，混凝土标号提高到C35级。

3.2.4 安全技术措施