論人工挖孔樁施工技術(shù)

陳志忠

江西省煤田地質(zhì)局，江西 南昌 330001

近幾年，我國(guó)眾多地區(qū)都逐漸采用并推廣了人工挖孔樁。本文根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，淺析了挖孔樁作業(yè)施工的優(yōu)缺點(diǎn)、施工工藝、特殊問(wèn)題的處理及安全技術(shù)措施。

1 人工挖孔樁優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 優(yōu)點(diǎn)

具有使用設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)含量不高，易于適時(shí)的過(guò)程控制和造價(jià)低的特點(diǎn)；易于進(jìn)行持力層地質(zhì)狀況鑒別和孔底沉渣控制，成孔直觀，混凝土灌注質(zhì)量易控制，有利于成樁質(zhì)量的保證。可多個(gè)挖孔樁同時(shí)開(kāi)始，作業(yè)點(diǎn)多，施工工期短；適用于山區(qū)場(chǎng)地狹隘，地勢(shì)崎嶇不平及軟基地段或地質(zhì)復(fù)雜等施工環(huán)境惡劣條件下進(jìn)行施工，且在施工中對(duì)水、電需求量較小，有利于條件落后地區(qū)施工，它還具有排土少，無(wú)泥漿污染、無(wú)噪聲和無(wú)震動(dòng)，對(duì)周圍建筑物不易造成影響等環(huán)保特點(diǎn)。

1.2 缺點(diǎn)

對(duì)于軟土、流沙、地下水位較高、涌水量大的土層不宜選用；不適于樁長(zhǎng)超過(guò)25m或有流塑狀泥、砂及溶巖地區(qū)的施工；人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境差、危險(xiǎn)性高，容易出現(xiàn)安全事故；工作面廣，交叉作業(yè)多，管理者要合理組織，精心策劃方能充分發(fā)揮挖孔樁的優(yōu)勢(shì)，對(duì)管理人員素質(zhì)要求高。

2 人工挖孔樁施工工藝

人工挖孔樁的施工程序是：場(chǎng)地整平→放線、定樁位→砌筑孔口防護(hù)（砼護(hù)壁）→挖第一節(jié)樁孔土方→砼護(hù)壁→在孔壁上二次投測(cè)標(biāo)高及樁位十字軸線→安裝活動(dòng)井蓋、垂直運(yùn)輸架、活動(dòng)吊土桶、通風(fēng)、照明設(shè)施等→第二節(jié)樁身挖土→砼護(hù)壁→清理樁孔四壁，校核樁孔垂直度和直徑→重復(fù)第二節(jié)挖土，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計(jì)深度→檢查持力層后進(jìn)行擴(kuò)底→清理虛土，驗(yàn)孔，檢查尺寸和持力層→放置注漿管并焊接→澆注10cm干硬性混凝土墊層→吊放鋼筋籠就位→灌注樁身混凝土。

為防止雜物掉入孔中和雨水流入孔中，第一節(jié)護(hù)壁高出現(xiàn)場(chǎng)地面200mm～250mm，護(hù)壁外面用磚砌圈頭圍護(hù)，內(nèi)面用預(yù)先配制的定型鋼模板，并護(hù)壁實(shí)行灌砼。穩(wěn)定土、巖土，每挖900mm時(shí)即行安裝模板灌注護(hù)壁砼，流砂、淤泥每挖至350mm～450mm時(shí)即行安裝模板并迅速灌注砼護(hù)壁，拆模后把軸線位置標(biāo)定在第一節(jié)護(hù)壁上，作為控制樁孔位置和驗(yàn)收垂直度的復(fù)核標(biāo)記。

挖孔由人工從自上往下逐層用鎬、鍬進(jìn)行，挖土次序?yàn)橄韧谥虚g部分，后挖周邊，允許尺寸誤差30mm，擴(kuò)底部分采取先挖樁身圓柱體，再按擴(kuò)底尺寸從上自下削土修補(bǔ)成擴(kuò)底形。為防止擴(kuò)底時(shí)擴(kuò)大頭處的土方塌陷，宜采取間接挖土方法留4～6個(gè)土肋條作為支撐，待澆注砼之前再挖除。棄土裝入活動(dòng)吊桶內(nèi)。垂直運(yùn)輸，在孔上口安支架、用轆轤提升吊至地面上后，用手推車運(yùn)出。

現(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋籠常會(huì)因鋼筋沉重不易移動(dòng)和綁扎、焊接困難。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可采用雙輪手推車架籠的工藝解決這以問(wèn)題。每天只需3～4人就能制作8m～9m長(zhǎng)的鋼筋籠4～6個(gè)，大大提高了工效。具體做法是將4輛打足了氣的雙輪推車倒扣在地上，一邊2輛，同在鋼筋籠頭或籠尾的兩輛車相距50cm～70cm，然后將鋼筋架在輪胎腳蹬就能使鋼筋籠向自己身體的方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。1個(gè)人焊接或綁扎，另一個(gè)人手拉著箍筋隨著籠的轉(zhuǎn)動(dòng)逐步從籠頭走向籠尾并注意保持箍筋的間距合乎要求。鋼筋籠就位用吊機(jī)進(jìn)行，鋼筋籠制作運(yùn)輸、安裝過(guò)程中應(yīng)采取措施防止變形，吊放鋼筋籠入樁孔時(shí)，不得碰撞孔壁。

3 人工挖孔樁特殊問(wèn)題處理

3.1 地下水

地下水是深基礎(chǔ)施工中最常見(jiàn)的問(wèn)題，它給人工挖孔樁施工帶來(lái)許多困難。

1）地下水量不大時(shí)，可選用潛水泵抽水，邊抽水邊開(kāi)挖，成孔后及時(shí)澆筑相應(yīng)段的混凝土護(hù)壁，然后繼續(xù)下一段的施工；

2）水量較大時(shí)，應(yīng)從施工順序考慮，采取對(duì)周圍樁孔同時(shí)抽水，以減少開(kāi)挖孔內(nèi)的涌水量，并采取交替循環(huán)施工的方法，組織安排合理，能達(dá)到很好的效果；

3）對(duì)不太深的挖孔樁，可在場(chǎng)地四周合理布置統(tǒng)一的輕型管井降水分流，對(duì)基礎(chǔ)平面占地較大時(shí)，也可增加降水管井的排數(shù)，一般即可解決；

4）抽水時(shí)環(huán)境影響。有時(shí)施工周圍環(huán)境特殊，不允許無(wú)限制抽水。處理這類問(wèn)題最有效的方法是截?cái)嗨?，封閉水路。樁孔較淺時(shí)，可用板樁封閉；樁孔較深時(shí)，用鉆孔壓力灌漿形成帷幕擋水，以保證在正常抽水時(shí)，達(dá)到正常開(kāi)挖。

3.2 流砂

人工挖孔在開(kāi)挖時(shí)，如遇細(xì)砂，粉砂層地質(zhì)時(shí)，再加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生井漏，造成質(zhì)量事故，因此要采取有效可靠的措施。

1）流砂情況較輕時(shí)，可縮短這一循環(huán)的開(kāi)挖深度，將正常的1m左右一段，縮短為0.5m，以減少挖層孔壁的暴露時(shí)間，及時(shí)進(jìn)行護(hù)壁混凝土灌注。當(dāng)孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成樁孔時(shí)，可用紡織袋土逐漸堆堵，形成樁孔的外壁，并控制保證內(nèi)壁滿足設(shè)計(jì)要求。

2）流砂情況較嚴(yán)重時(shí)，常用的辦法是下鋼套筒，鋼套筒與護(hù)壁用的鋼膜板相似，以孔外徑為直徑，可分成4～6段圓弧，再加上適當(dāng)?shù)睦邨l，相互用螺栓或鋼筋環(huán)扣連接，在開(kāi)挖0.5m左右，即可分片將套筒裝入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土護(hù)壁外側(cè)不小于0.5m，裝后即支模澆注護(hù)壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突出挖出后即用混凝土封閉孔底的方法，待混凝土凝結(jié)后，將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。也可用此種方法，應(yīng)用到已完成的混凝土護(hù)壁的最下段鉆大，使孔位傾斜至下層護(hù)壁以外，打入漿管，壓力澆注水泥漿，使下部土壤硬些，提高周圍及底部土壤的不透水性，以解決流砂現(xiàn)象。

3.3 淤泥質(zhì)土層

在遇到淤泥質(zhì)土層等軟弱土層時(shí)，一般可用木方、木板模板等支擋，并要縮短這一段的開(kāi)挖深度，并及時(shí)澆注混凝土護(hù)壁，這次支擋的木方可板要沿周邊打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已澆好的混凝土護(hù)壁后面，可斜向放置，雙排布置互相反向交叉，能達(dá)到很好的支擋效果。

3.4 樁身混凝土的澆筑

3.4.1 消除水的影響

1）孔底積水

為保證混凝土的均勻性、密實(shí)性以確保強(qiáng)度，澆筑前要抽干孔內(nèi)積水，抽水的潛水泵要裝設(shè)逆流閥，保證提出水泵時(shí)，不致使抽水管中殘留水又流入樁孔內(nèi)。如果孔內(nèi)的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥鋪入孔底，然后再澆注混凝土。如果孔底水量大，樁身混凝土的施工就應(yīng)當(dāng)考慮采取水下澆筑施工工藝了。

2）孔壁滲水

對(duì)孔壁滲水，不容忽視，因樁身混凝土澆筑時(shí)間較長(zhǎng)，如果滲水過(guò)多，將會(huì)影響混凝土質(zhì)量，降低樁身混凝土強(qiáng)度，可在樁身混凝土澆筑前采用防水材料封閉滲漏部位。對(duì)于出水量較大的孔可用木楔打入，周圍再用防水材料封閉，或在集中漏水部分嵌入泄水管，裝上閥門，在施工樁孔時(shí)打開(kāi)閥門讓水流出，澆筑樁身混凝土?xí)r，再關(guān)閉，這樣也可解決其影響樁身混凝土質(zhì)量的問(wèn)題。

3.4.2 保證樁身混凝土的密實(shí)性

樁身混凝土的密實(shí)性，是保證混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的必要條件。為保證樁身混凝土澆筑的密實(shí)性，一般采用串流筒下料及分層振搗澆筑的方法，其中的澆筑速度是關(guān)鍵，即力求在最短的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)樁身混凝土澆筑，特別是在有地下壓力水情況時(shí)，要求集中足夠的混凝土短時(shí)間澆入，以便領(lǐng)先混凝土自身重量壓住水流的滲入。

對(duì)于深度大于10m的樁身下線，可依靠混凝土自身的落差形成的沖擊力及混凝土自身的重量的壓力面使其密實(shí)，這部分混凝土即可不用振搗，經(jīng)驗(yàn)證明，樁身混凝土能滿足均勻性和密實(shí)性。而速度優(yōu)于采用串流筒施工，對(duì)于樁身上部混凝土澆筑要采取正常的施工方法，因?yàn)橐话闵喜亢苌儆械叵滤绊懀瑵仓俣炔槐睾芸?，也不能采用自由下落的特殊施工方法?/p>

3.5 合理安排施工順序

合理安排人工挖孔樁的施工順序，對(duì)減少施工難度起到重要作用，在施工方案中要認(rèn)真統(tǒng)籌，根據(jù)實(shí)際情況合理安排。

在可能的條件下，先施工比較淺的樁孔，后施工深一些的樁孔。因?yàn)橐话銟犊子睿y度相對(duì)愈大，較淺的樁孔施工后，對(duì)上部土層的穩(wěn)定起到加固作用，也減少了深孔施工時(shí)的壓力。在含水層或有動(dòng)水壓力的土層中施工，應(yīng)先施工外圍（或迎水部位）的樁孔，這部分樁孔混凝土護(hù)壁完成后，可保留少量樁孔先不澆筑樁身混凝土，而做為排水井，以方便其它孔位的施工。保證了樁孔的施工速度和成孔質(zhì)量。

4 人工挖孔樁安全技術(shù)措施

所有井下作業(yè)人員必須佩帶安全帽，且每次井下作業(yè)持續(xù)時(shí)間且長(zhǎng)不得超過(guò)3h，應(yīng)實(shí)行輪換下井作業(yè)，以保證井下作業(yè)人員的安全和效率。在井下作業(yè)3m以下必須省通風(fēng)設(shè)施。井口處要比周圍2m范圍高50cm，棄土耍放在5m以外。井下照明采用礦燈和36V安全電壓照明。

火藥爆破后，必須對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)排煙，經(jīng)檢查煙霧排凈后，耍派有經(jīng)驗(yàn)的爆破人員須先下井檢查有無(wú)瞎炮，當(dāng)確認(rèn)無(wú)瞎炮后應(yīng)向挖孔作業(yè)工長(zhǎng)簽證交接，挖孔人員方可下井。

下井后應(yīng)先清除護(hù)壁上的濺泥土和石渣，并進(jìn)一步檢查護(hù)壁的受損情況，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)行下一道工序作業(yè)。爆破店洞內(nèi)煙塵排完，鼓風(fēng)機(jī)再繼續(xù)送風(fēng)，檢查無(wú)異味，方可下井作業(yè)：井內(nèi)吊運(yùn)土方或物料時(shí)，應(yīng)采用穩(wěn)定性好的雙耳圓形吊籃，吊籃吊繩要三點(diǎn)綁扎，以防止吊籃傾翻。

起吊時(shí)應(yīng)保持垂直平穩(wěn)、不準(zhǔn)斜吊、過(guò)急和晃動(dòng)，以免落物傷入。上料不得超過(guò)吊筐容積的80%。井下作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)中，應(yīng)隨時(shí)注意井內(nèi)的各種變化惰況，如地下水、流砂、流泥、塌方、并圈護(hù)壁變形、有害氣體、不明物等，發(fā)現(xiàn)情況要及時(shí)撤離和上報(bào)項(xiàng)目管理人員，每工作班至少檢查2次安全設(shè)施，禁止孔內(nèi)邊抽水邊作業(yè)和夜間挖孔作業(yè)。

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000[S].北京：人民交通出版社，2000.