論人工挖孔樁施工技術

陳志忠

江西省煤田地質局，江西 南昌 330001

近幾年，我國眾多地區都逐漸采用并推廣了人工挖孔樁。本文根據實際經驗，淺析了挖孔樁作業施工的優缺點、施工工藝、特殊問題的處理及安全技術措施。

1 人工挖孔樁優缺點

1.1 優點

具有使用設備簡單、技術含量不高，易于適時的過程控制和造價低的特點；易于進行持力層地質狀況鑒別和孔底沉渣控制，成孔直觀，混凝土灌注質量易控制，有利于成樁質量的保證。可多個挖孔樁同時開始，作業點多，施工工期短；適用于山區場地狹隘，地勢崎嶇不平及軟基地段或地質復雜等施工環境惡劣條件下進行施工，且在施工中對水、電需求量較小，有利于條件落后地區施工，它還具有排土少，無泥漿污染、無噪聲和無震動，對周圍建筑物不易造成影響等環保特點。

1.2 缺點

對于軟土、流沙、地下水位較高、涌水量大的土層不宜選用；不適于樁長超過25m或有流塑狀泥、砂及溶巖地區的施工；人工勞動強度大、作業環境差、危險性高，容易出現安全事故；工作面廣，交叉作業多，管理者要合理組織，精心策劃方能充分發揮挖孔樁的優勢，對管理人員素質要求高。

2 人工挖孔樁施工工藝

人工挖孔樁的施工程序是：場地整平→放線、定樁位→砌筑孔口防護（砼護壁）→挖第一節樁孔土方→砼護壁→在孔壁上二次投測標高及樁位十字軸線→安裝活動井蓋、垂直運輸架、活動吊土桶、通風、照明設施等→第二節樁身挖土→砼護壁→清理樁孔四壁，校核樁孔垂直度和直徑→重復第二節挖土，循環作業直至設計深度→檢查持力層后進行擴底→清理虛土，驗孔，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，第一節護壁高出現場地面200mm～250mm，護壁外面用磚砌圈頭圍護，內面用預先配制的定型鋼模板，并護壁實行灌砼。穩定土、巖土，每挖900mm時即行安裝模板灌注護壁砼，流砂、淤泥每挖至350mm～450mm時即行安裝模板并迅速灌注砼護壁，拆模后把軸線位置標定在第一節護壁上，作為控制樁孔位置和驗收垂直度的復核標記。

挖孔由人工從自上往下逐層用鎬、鍬進行，挖土次序為先挖中間部分，后挖周邊，允許尺寸誤差30mm，擴底部分采取先挖樁身圓柱體，再按擴底尺寸從上自下削土修補成擴底形。為防止擴底時擴大頭處的土方塌陷，宜采取間接挖土方法留4～6個土肋條作為支撐，待澆注砼之前再挖除。棄土裝入活動吊桶內。垂直運輸，在孔上口安支架、用轆轤提升吊至地面上后，用手推車運出。

現場制作鋼筋籠常會因鋼筋沉重不易移動和綁扎、焊接困難。根據實際經驗，可采用雙輪手推車架籠的工藝解決這以問題。每天只需3～4人就能制作8m～9m長的鋼筋籠4～6個，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針轉動。1個人焊接或綁扎，另一個人手拉著箍筋隨著籠的轉動逐步從籠頭走向籠尾并注意保持箍筋的間距合乎要求。鋼筋籠就位用吊機進行，鋼筋籠制作運輸、安裝過程中應采取措施防止變形，吊放鋼筋籠入樁孔時，不得碰撞孔壁。

3 人工挖孔樁特殊問題處理

3.1 地下水

地下水是深基礎施工中最常見的問題，它給人工挖孔樁施工帶來許多困難。

1）地下水量不大時，可選用潛水泵抽水，邊抽水邊開挖，成孔后及時澆筑相應段的混凝土護壁，然后繼續下一段的施工；

2）水量較大時，應從施工順序考慮，采取對周圍樁孔同時抽水，以減少開挖孔內的涌水量，并采取交替循環施工的方法，組織安排合理，能達到很好的效果；

3）對不太深的挖孔樁，可在場地四周合理布置統一的輕型管井降水分流，對基礎平面占地較大時，也可增加降水管井的排數，一般即可解決；

4）抽水時環境影響。有時施工周圍環境特殊，不允許無限制抽水。處理這類問題最有效的方法是截斷水源，封閉水路。樁孔較淺時，可用板樁封閉；樁孔較深時，用鉆孔壓力灌漿形成帷幕擋水，以保證在正常抽水時，達到正常開挖。

3.2 流砂

人工挖孔在開挖時，如遇細砂，粉砂層地質時，再加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴重時會發生井漏，造成質量事故，因此要采取有效可靠的措施。

1）流砂情況較輕時，可縮短這一循環的開挖深度，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間，及時進行護壁混凝土灌注。當孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成樁孔時，可用紡織袋土逐漸堆堵，形成樁孔的外壁，并控制保證內壁滿足設計要求。

2）流砂情況較嚴重時，常用的辦法是下鋼套筒，鋼套筒與護壁用的鋼膜板相似，以孔外徑為直徑，可分成4～6段圓弧，再加上適當的肋條，相互用螺栓或鋼筋環扣連接，在開挖0.5m左右，即可分片將套筒裝入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土護壁外側不小于0.5m，裝后即支模澆注護壁混凝土，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，應用到已完成的混凝土護壁的最下段鉆大，使孔位傾斜至下層護壁以外，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，以解決流砂現象。

3.3 淤泥質土層

在遇到淤泥質土層等軟弱土層時，一般可用木方、木板模板等支擋，并要縮短這一段的開挖深度，并及時澆注混凝土護壁，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壁后面，可斜向放置，雙排布置互相反向交叉，能達到很好的支擋效果。

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、密實性以確保強度，澆筑前要抽干孔內積水，抽水的潛水泵要裝設逆流閥，保證提出水泵時，不致使抽水管中殘留水又流入樁孔內。如果孔內的水抽不干，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當考慮采取水下澆筑施工工藝了。

2）孔壁滲水

對孔壁滲水，不容忽視，因樁身混凝土澆筑時間較長，如果滲水過多，將會影響混凝土質量，降低樁身混凝土強度，可在樁身混凝土澆筑前采用防水材料封閉滲漏部位。對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，在施工樁孔時打開閥門讓水流出，澆筑樁身混凝土時，再關閉，這樣也可解決其影響樁身混凝土質量的問題。

3.4.2 保證樁身混凝土的密實性

樁身混凝土的密實性，是保證混凝土達到設計強度的必要條件。為保證樁身混凝土澆筑的密實性，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鍵，即力求在最短的時間內完成一個樁身混凝土澆筑，特別是在有地下壓力水情況時，要求集中足夠的混凝土短時間澆入，以便領先混凝土自身重量壓住水流的滲入。

對于深度大于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，這部分混凝土即可不用振搗，經驗證明，樁身混凝土能滿足均勻性和密實性。而速度優于采用串流筒施工，對于樁身上部混凝土澆筑要采取正常的施工方法，因為一般上部很少有地下水影響，澆筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。

3.5 合理安排施工順序

合理安排人工挖孔樁的施工順序，對減少施工難度起到重要作用，在施工方案中要認真統籌，根據實際情況合理安排。

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。因為一般樁孔愈深，難度相對愈大，較淺的樁孔施工后，對上部土層的穩定起到加固作用，也減少了深孔施工時的壓力。在含水層或有動水壓力的土層中施工，應先施工外圍（或迎水部位）的樁孔，這部分樁孔混凝土護壁完成后，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量。

4 人工挖孔樁安全技術措施

所有井下作業人員必須佩帶安全帽，且每次井下作業持續時間且長不得超過3h，應實行輪換下井作業，以保證井下作業人員的安全和效率。在井下作業3m以下必須省通風設施。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，必須對孔內進行通風排煙，經檢查煙霧排凈后，耍派有經驗的爆破人員須先下井檢查有無瞎炮，當確認無瞎炮后應向挖孔作業工長簽證交接，挖孔人員方可下井。

下井后應先清除護壁上的濺泥土和石渣，并進一步檢查護壁的受損情況，確認安全后，方可進行下一道工序作業。爆破店洞內煙塵排完，鼓風機再繼續送風，檢查無異味，方可下井作業：井內吊運土方或物料時，應采用穩定性好的雙耳圓形吊籃，吊籃吊繩要三點綁扎，以防止吊籃傾翻。

起吊時應保持垂直平穩、不準斜吊、過急和晃動，以免落物傷入。上料不得超過吊筐容積的80%。井下作業人員在作業過中，應隨時注意井內的各種變化惰況，如地下水、流砂、流泥、塌方、并圈護壁變形、有害氣體、不明物等，發現情況要及時撤離和上報項目管理人員，每工作班至少檢查2次安全設施，禁止孔內邊抽水邊作業和夜間挖孔作業。

[1]公路橋涵施工技術規范JTJ041-2000[S].北京：人民交通出版社，2000.