人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁施工技術

代永紅

（陜西 西安市 710000）

0 引言

在建筑工程施工中，地基結構穩定性對于整個工程項目建設質量會產生較大影響。如果地基填土厚度大、成分復雜，承載力水平比較低，則首先需應用適宜的地基處理方案。人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁施工技術的適用范圍廣泛，可被應用于各類特殊地層施工中，進而提升基礎結構穩定性。因此，亟需對人工挖孔人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁施工技術要點進行深入研究。

1 人工挖孔樁的應用優勢

人工挖孔樁結構形式簡單，設計參數比較少，在結構設計中，可根據地質勘察資料對設計方案進行優化調整。人工挖孔樁施工方式簡單，無需大型機械設備，只需組織施工人員開挖即可，有利于減少施工成本。人工挖孔樁單樁承載力比較強，可對樁體外形尺寸、持力層實際情況進行檢查，進而保證受力性能良好。在實際施工中，可同時進行多樁施工，施工速度快。對于樁基周圍巖層不會造成巨大的擾動作用，樁孔整齊。澆筑施工方式便捷，在混凝土灌注施工中，不會發生鋼筋籠上浮、斷樁等質量問題。

2 人工挖孔樁的承載機理

人工挖孔樁承載力是由樁周摩擦力以及端承力所組成的，深基礎與淺基礎的承載機理有一定區別，具體如下：①在淺基礎施工中，當達到破壞時，土體下沉，同時遠處主體隆起，土體剪切破壞。②高杯口基礎基底與基礎的端承面積均比較大，由于埋深比較大，因此在實際施工中需進行大量開挖施工，當基礎施工完成后即可回填土，因此長頸樁與土體之間的摩擦力會受到破壞，填土施工完成后，基礎結構兩側荷載比較大，后期固結容易造成樁體與填土之間產生負摩阻力，總承載力比較低。③樁基礎破壞形式與深層剪切類似，樁體長度比較大，樁頂下沉明顯，同時樁周土體隆起。④大直徑人工挖孔樁的承載機理主要表現為豎向變形，在側向擠壓過程中不會產生向上隆起，如果荷載比較小，則樁底土受到擠壓，如果荷載比較大，則擴大頭底端外側會產生裂縫。

3 工程概況

某高層商務樓群，主樓為4幢塔樓，地上28層，裙樓地上4層，地下均為3層，總建筑面積16萬m2。首先對施工區域進行現場勘察，詳細了解工程地質條件、水文條件以及基礎承載力實際情況。場區地下水屬第四系孔隙微承壓水及基巖裂隙水，含水層主要為粗砂、砂礫，砂礫及基巖強風化層，?混土角礫為弱含水層，水位平均埋深2.97m。綜合考慮勘察結果以及項目施工要求，采用人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁施工技術。該工程設計總樁數為334根，樁徑在1000～2600mm之間，對于樁體長度，要求根據基礎埋深合理確定，37根樁徑1000mm，20根樁徑1100mm，42根樁徑 1200mm，39根樁徑 1300mm，37根樁徑 1400mm，47根樁徑1600mm，27根樁徑1700mm，5根樁徑1800mm，2根樁徑1900mm，38根樁徑2000mm，4根樁徑2100mm，12根樁徑2200mm，7根樁徑2400mm，6根樁徑2600mm。

4 人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁施工

4.1 人工挖孔方法

在本工程施工中，采用人工挖孔作業施工方式，利用現澆混凝土作為護壁，從上而下分節開挖，一邊開挖一邊進行護壁施工。護壁結構形式為外平內齒式，如圖1所示，每一節護壁的高度應控制在1m左右，同時，護壁厚度為150mm+75mm，對于護壁施工所用混凝土材料，可在施工現場拌合，強度等級C25，配筋<8@200。在基巖開挖施工中，首先采用空壓機帶動風鎬破壞基巖，如果施工難度比較大，則可利用風鉆打眼，然后進行爆破施工。爆破施工應由專業爆破施工人員負責，嚴格依據爆破施工規范。當孔深達到10m以上時，即可利用氣泵對孔內送風，風量為30L/s，如果孔內積水比較多，則需利用潛水泵排出積水。

圖1 現澆混凝土護壁人工挖孔樁施工

4.2 孔內制作鋼筋籠施工工藝

4.2.1 孔外半成品加工

①下料。根據樁設計尺寸要求，選擇不同型號的鋼筋，并根據設計尺寸截開。②主筋加工。采用對焊方式連接鋼筋，每根鋼筋長度均應與鋼筋籠長度相同。③加勁箍筋加工。對于外加勁箍筋內徑，要求根據鋼筋籠外徑進行加工，而對于內加強筋，則應根據設計尺寸進行加工，對于鋼筋材料，均采用單面焊接施工方式，搭接長度應為鋼筋直徑的10倍以上。④螺旋筋加工。對于螺旋筋，可采用分組加工施工方式，對于每個組圈數，可根據護壁高度、螺旋高度進行設定，而對于螺旋筋直徑，則應根據護壁臺階直徑進行加工。

4.2.2 孔內制作安裝工藝

①準備好加工完成的螺旋筋，然后根據分組進行綁扎處理，然后下入孔內，并放置在護壁混凝土臺階上。②在樁體上、中以及下三個位置，均放置“井”字架，將鋼筋籠控制在居中位置，確保保護層厚度均勻，同時還能夠對鋼筋籠起到支撐作用。③在各個“井”字架上，均采用外加勁箍筋進行固定，要求將外加勁箍筋放置在居中位置，同時根據主筋分布情況標記。④在主筋下放過程中，應注意逐根下放，緩慢放入至孔內，并并由孔內施工人員準確接納，根據標記放置在設計位置，然后再利用外加勁箍筋進行綁扎。⑤根據加強筋設計間距要求，將加強筋綁扎在主筋上。⑥將螺旋筋吊放至鋼筋籠主筋上。

4.2.3 孔內制作鋼筋籠工藝流程

檢查鋼筋原材料質量，焊接試拉，根據設計要求下料，對加勁、螺旋箍筋、加強筋進行加工，主筋堆焊，運輸半成品鋼筋，將入箍筋下放至孔中，安裝并固定井字架、外加勁箍筋，逐根放置主筋，固定主筋、外加勁箍筋，最后綁扎螺旋筋。

4.3 混凝土灌注工藝

4.3.1 灌注準備及方法選擇

在樁身混凝土澆筑施工中，采用商品混凝土，該建筑工程主樓樁體強度要求為C30，而裙樓樁體強度要求則為C25。在混凝土灌注施工前，首先對孔底石渣進行全面清理，如果孔內有積水，但是比較少，則應排出積水，然后再進行串筒灌注施工，而如果孔內積水比較多，則在排出積水后，可采用導管灌注施工方式。在本工程施工中，有305根樁采用串筒灌注施工，另外18根樁采用導管灌注施工。

4.3.2 串筒灌注工藝

在串筒灌注施工過程中，串筒底與孔底之間的距離應控制在2m以內，對于混凝土塌落度，應控制在80～100mm之間。在混凝土澆筑施工中，當混凝土上升1～1.5m后，需要利用插入式振搗器進行振搗和密實處理，另外，還需采用測量繩，對混凝土面的上升高度進行測量，樁頂應超灌注頂面500mm。

4.3.3 導管灌注工藝

在導管灌注施工中，首先拼裝導管，然后進行承壓試驗、抗拉試驗等，在試驗合格后即可進行施工。對于導管底扣與孔底之間的距離，應控制在300～500mm之間，在導管內，在水面以上，需設置隔水栓，同時還應根據不同樁體的樁徑，對初灌量進行計算，導管首次埋入混凝土的深度應控制在0.8m以上，而對于混凝土塌落度，應控制在180～200mm之間。在進行正常灌注施工中，導管埋深在2～6m之間，樁體頂與灌注面之間的距離為500mm。

4.4 成品保護措施

在鋼筋籠運輸以及安裝施工中，在鋼筋籠對稱面，需綁扎木龍骨，避免鋼筋籠變形。在成孔完成后，在孔口上覆蓋模板，避免雜物掉入孔內，在鋼筋籠吊放過程中，由施工人員負責指揮，避免對孔壁造成碰撞破壞。當樁體混凝土強度沒有達到設計要求的70%時，應注意避免碰撞或者碾壓。

4.5 施工效果

在本工程施工中，挖孔樁數為323根，其中主樓153根，裙樓170根。采用孔內制作鋼筋籠施工技術，能夠有效提升施工效率，節約施工成本。鋼筋籠重量為500t，在孔內進行制作和安裝施工，孔內安排施工人員進行施工質量控制，僅20d即完成鋼筋籠制作和安裝，可有效保證施工工期，提升項目建設效益。

5 結語

綜上所述，本文主要結合實例，對人工挖孔鋼筋混凝土灌注樁施工技術要點進行了詳細探究。在基礎結構施工中，人工挖孔樁為比較常見的樁型，在人工成孔施工中，對于機械設備的要求比較低，施工方式快速便捷。在實際施工中，要求根據施工現場實際情況確定樁位，并分別進行開挖施工、鋼筋籠制作安裝以及混凝土澆筑施工，通過加強各環節質量控制，能夠有效保證成樁質量。