人工挖孔桩施工工艺的研究

摘　要：人工挖孔桩已在建筑工程基础中得到了较为广泛的应用，本文对其施工要点进行了细致介绍，并就人工挖孔桩施工中所面临的一些问题提出了切实可行的解决方案。

关键词：人工挖孔桩；施工工艺；研究
1前言：由于人工挖孔桩具有单桩承载力高、结构传力明确、沉降量小，此外，可直接检查桩直径、垂直度及持力层情况，施工设备简单、施工工艺简便、占地小且施工无噪声、无环境污染，及对周围建筑物无影响等优点，另外，可以全面施工，施工速度快，降低工程造价等，因此，近几年，全国许多地区都采用并逐渐推广了人工挖孔桩，特别是其特有的大承载力优势得到了许多设计、 施工单位的认可，在建筑领域里得到较广的应用。
2施工前的考察与准备工作
2.1对土壤要求
　　一般讲，人工挖孔桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土及中等密实度以上的砂土和风化岩层。而粉细砂或粉细砂夹淤泥等容易出现流沙的土层，以及流塑状的淤泥层则不适宜采用人工挖孔桩。
2.2准备工作
　　平整场地，清除坡面危石浮土，坡面有裂缝或坍塌等迹象应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实；施测墩台十字线，并定出桩孔准确位置，设置护桩并记录检查校核；孔口四周挖排水沟，落实排水系统；及时排除地表水，并搭好孔口雨篷；井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或将其周围予以围护，其高度应高出地面约20cm～30cm，以防止土、石、杂物等流入孔内伤人；其孔口地层松软，为了防止孔口坍塌，因此应在孔口用混凝土护壁，高约2 m。
3施工工艺
3.1工艺流程
　　具体的施工程序为：场地平整→放线→定桩位→架设支架或电动基芦→准备潜水泵、鼓风机及照明设备等→边挖边抽水→挖土的清理。校核桩孔的直径与垂直度→支撑护壁模板→浇灌护壁混凝土→拆模继续下挖，到达微风化一定深度后由勘测单位验收钢筋笼→排除孔底积水、放置串筒，灌注桩芯混凝土直至设计顶标高。
3.2施工测量
　　（1）开孔前，桩位应定位放样准确，并需在桩位外设置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩心点校正模板位置，并安排专人负责。
　　（2）桩位轴线应采取在地面设十字控制网、基准点。在安装提升设备时，应使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以作为挖土时粗略控制中心线。护壁支模中心线的控制是将桩控制轴线、高程引到第一节混凝土护壁上，每节以十字线对中，采用吊大线锤作中心控制，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，从而确保桩位、孔深和截面尺寸准确。
3.3挖掘方法
　　挖土是由人工从上到下逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层时需用锤、钎破碎。挖土次序为先挖中间部分后周边，按照设计桩直径加 2 倍护壁厚度控制截面，允许尺寸误差约3 cm。具体每节的高度需要根据土质好坏、操作条件而定，一般以 0.5 m～1.0 m 为宜。扩底部分宜采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土而修成扩底形。弃土需装入活底吊桶或罗筐内垂直运输，在孔口安装支架、工字轨道、电葫芦或搭三木搭，并用 1 t～2 t 的慢速卷扬机提升，吊至地面后采用机动翻斗车或手推车运出。如果大量渗水，需在一侧挖集水坑，并用高扬程潜水泵排出孔外。当地下水位较高时，应首先采用统一降水的措施，再进行开挖。逐层往下循环作业，直至将桩孔挖至设计深度，清除挖土，并检查土质情况，桩底应支撑在设计所规定的持力层上。
3.4支撑护壁
　　施工的桩基桩径可分为150cm、180cm、200cm三种，采用桩孔设置≥10cm厚的钢筋混凝土护壁，其配合比宜采用桩基础或系梁及承台同等标号的混凝土，拌和方式采用机械拌和，护壁厚度10ˊ~30ˊ。护壁厚度需要根据土及地下水对护壁的最大压力来计算。护壁宜采用外齿式现浇混凝土护壁，其优点是作为施工用的衬体，抗塌孔的性能会更好；便于人工用钢钎等捣实混凝土，而增大桩侧摩阻力。随着开挖的地质情况可适当调整护壁厚度，但最小不得小于10cm。
3.5钢筋骨架制作与安装
3.5.1钢筋骨架制作
　　首先，将主筋焊接完毕，然后安装桩身四角的主筋及全部箍筋，并用20号铅丝绑扎牢固；随后依次安装d 25 mm 的主筋，并绑扎处理；最后安装d 18 mm 的主筋，并用20号铅丝绑扎牢固。钢筋绑扎完毕，将前期已预制好的混凝土垫块按2 m间距绑扎在主筋外侧，控制钢筋保护层厚度。最后，沿着垂直于1.5 m 尺寸方向间隔3 m 焊接并加固钢筋笼（靠近两侧为宜，以方便混凝土下料的导管或串筒安装），最好采用 d 18 mm 的钢筋，以避免混凝土浇筑过程中钢筋笼晃动。待钢筋安装完毕后，需及时进行安装偏差、焊缝工艺及保护层等的检查，并需再次对桩底进行排水及清理工作，直至满足设计规范的要求。自检合格后，可申请监理工程师对其验收，以便进行混凝土的浇筑施工。
3.5.2放置钢筋笼
　　成孔验收后，需立即吊放钢筋笼。吊放钢筋笼应选择好吊点位置，吊立时，应速度均匀地慢起，如果起吊较长的钢筋笼，需要采取加固措施，避免变形。若遇卡笼，要及时找出原因，以排除故障，正常放入。吊放钢筋笼前，需对超偏的混凝土护壁进行处理，以确保钢筋笼顺利吊入。混凝土灌注挖孔质量和钢筋笼安装检验合格后，应立即组织混凝土灌注。
3.6人工挖孔桩混凝土浇筑
　　灌注桩混凝土浇筑的施工程序为：施工准备→桩孔验收→钢筋安装→验收→下入溜筒（或导管）→混凝土浇筑→浇筑结束。混凝土一般采用现场搅拌的方法，石子粒径不应超过50 mm，水泥为 32.5 级普通水泥，混凝土标号为C30，坍落度为8 cm～10 cm。混凝土下料时宜采用导管将混凝土垂直灌入桩孔内，以避免混凝土斜向冲击孔壁而造成坍方。混凝土需连续分层浇筑，且每层浇筑高度不小于 1.5 m，并分层振捣，混凝土浇完底部以后，随即将其振捣密实，再分层浇筑桩身，直至桩顶。为避免收缩裂缝，混凝土在初凝前需要抹压平整，表面若出现浮浆层应将其凿除，以此来确保上部承台与底板连接良好。
      具体施工过程中需根据孔内的渗水情况，采用以下两种方法：（1）干式灌注法：成孔后若孔内渗水很少，则采用干式灌注，灌注时，其底部积水不应超过 5cm。（2）水下灌注法：当孔底渗入的地下水上升速度较快时 (参考渗水速度界限值为 6mm/min)应视为水桩，宜按水下混凝土灌注桩用导管法灌注，砼浇筑需连续进行，为了保证桩的质量，应该留出比桩顶标高高出 0.5～ 1.0m左右的桩头，而处于干处的桩头，可在砼初凝后，终凝前清除。
4结论
　　

人工挖孔桩因具有诸多优点而被广泛应用于桥梁桩、支护桩等工程中，随着我国经济的迅猛发展，施工技术的改进，人工挖孔桩不仅在良好的地质条件下可广泛应用，在有地下水、流砂层甚至淤泥质土质中也得到了发展与应用。但是，客观地说，人工挖孔桩在良好地质条件下的地基中运用时更能发挥其优越性。因此，在做桩基设计时，一定要重视地质勘探工作，在地质状况不良的情况下，应慎重使用。
参考文献：
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作者简介：杜江（1982--），男，陕西延安人，学士，工程师，研究方向：房屋建设。