人工挖孔擴底樁施工技術及控制要點

賈晉龍

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 101116）

0 引言

我國國民經濟的高速發展，給我國建筑工程行業創造了諸多良好的發展條件，建筑工程項目數量越來越多，工程項目的規模也在不斷提升，尤其是高層建筑、公用建筑、水工結構等相關領域的建筑工程項目，更是建筑工程行業發展的重要方向。在建筑工程領域，建筑樁基成孔是非常重要的施工環節，其施工質量會對整個建筑工程項目的施工質量產生關鍵性影響，人工挖孔擴底樁施工技術屬于應用范圍比較廣泛的一種建筑工程成孔工藝，非常適合應用在難以使用機械成孔的建筑工程項目。做好人工挖孔擴底樁施工技術管理，全面加強施工質量控制，能夠在保證施工人員安全的同時，確保樁基成孔質量達到預期標準，為此，施工單位必須要加強對這一施工技術實際應用過程中的全面監管。

1 人工挖孔擴底樁技術概述

相較于普通人工挖孔樁，人工挖孔擴底樁增加了底部擴挖和擴挖部分人工孔內安裝鋼筋等環節。從整體上來看，人工挖孔擴底樁施工技術的優劣勢比較明顯。人工挖孔擴底樁施工技術具有許多優勢，人工挖孔擴底樁施工技術和施工工藝簡便、施工環境污染小、施工設施設備簡單，但是需要施工人員具備較強的技術能力以及多年的人工挖孔樁施工經驗。能夠同時對多個樁基進行挖孔擴底施工，但需要注意確保每個樁基的距離處在安全范圍，這樣不僅可以節約施工用時、縮短項目工期，還能夠為施工企業節約施工預算。而且，人工挖孔擴底樁施工技術的單樁穩定性突出、承載力高，能夠比較好地承受來自橫向以及縱向對建筑物樁基結構施加的載荷應力。此外，人工挖孔擴底樁施工技術對周邊擾動較小，并不會對周圍建筑物造成嚴重的結構性影響，并且可以減少成孔深度，對地下一定深度下有其他建構筑物或者希望通過控制樁身長度從而降低施工風險有著顯著效果，尤其適合在城市建筑群中的建筑工程項目中使用。此外，人工挖孔擴底樁需要嚴格遵守政府部門的相關政策要求，注意政府部門是否出臺了人工挖孔擴底樁施工技術的應用限制條例[1]。

2 人工挖孔擴底樁施工技術分析

2.1 做好施工前準備工作

為了確保施工質量符合預期標準，施工單位必須要做好施工前的相關準備工作，做好安全專項方案，經專家評審通過后再組織實施。（1）施工企業應當根據評審后的專項方案組織全體現場管理人員和施工人員進行技術交底，確保每個管理人員和施工人員都熟悉施工方案和施工圖紙，了解施工驗收標準與施工規范。（2）施工單位必須按照施工方案，組織協調好施工人員，并明確現場每個人員的具體工作內容以及責任范圍。隨后，施工設備和施工器具進場，例如，提升設備、水泵、鼓風機、輸風管、挖土工具、風鎬、照明燈設備等。施工企業應當做好進場設備和原材料的入場質量檢查，對每一類施工材料都進行驗收和性能檢測。所有施工材料都要按照技術標準堆放在施工現場。挖孔樁護壁大多選擇混凝土材料，混凝土材料中的水泥應當選擇硅酸鹽水泥，而且嚴格控制骨料以及攪拌用水質量，確保制備后的混凝土材料具備足夠高的結構強度和抗壓性能。

2.2 確定施工工藝流程

施工企業在工程項目動工前，必須要做好施工工藝流程的設計工作，這是確保施工進度不受影響，保證施工效率的關鍵所在。不僅可以為施工企業節約大量施工資源并且降低施工成本，更能保證人工挖孔擴底樁施工質量符合設計標準。從整體上來看，人工挖孔擴底樁施工工藝流程如下：施工企業需要安排專人完成測量放線，并且確定高程；完成建筑樁基孔洞第一節土壤的挖掘；根據樁基孔洞的規格（高度、直徑等），完成支護模板的制作安裝并下放附加鋼筋；將樁基孔洞第一節支護護壁的混凝土進行澆灌處理；施工人員檢查樁基孔洞的中心線位置和樁徑、樁形；搭架垂直運輸設備，為后期的施工設備設施以及渣土和人員升降做好準備；完成卷揚機、吊桶、照明等設施設備的安裝；將基坑樁基孔洞邊開挖邊支護開挖至設計標高；開挖樁基孔洞擴底部分；樁基孔洞檢查驗收；綁扎安裝擴底部分鋼筋；完成鋼筋籠的制作并將其安置到位；完成樁身澆筑混凝土的制備；將混凝土材料澆筑到樁身[2]。人工挖孔擴底樁施工工藝流程見圖1。

圖1 人工挖孔擴底樁施工工藝流程圖

2.3 施工工藝分析

2.3.1 測量放線、確認高程

在施工前，為了保證施工質量，施工人員必須要做好測量放線工作，確定成樁位置。當施工人員確定好樁基中心位置后，以樁基中心為中軸線，以樁基半徑以及樁基孔洞壁厚二者之和為半徑，畫出一個標準圓，該圓為樁基孔洞的挖掘輪廓。隨后，施工人員要做好開挖尺寸線的標注，在經過現場監理檢驗，得到簽字認可后方可繼續下一環節施工[3]。

2.3.2 樁孔土方的開挖

為了保證施工安全和施工效率，通常情況下會選擇分組施工，每組中有2～4人，每個人都需要確定各自的任務。施工人員必須要由上至下依次進行施工，然后由中心向兩側開挖，遵循“由上至下、由內至外”的施工原則。施工人員必須要在每向下掘進1m左右時，停工對樁基孔洞的直徑、垂直度、中心位置等關鍵要素進行檢查，當確認無誤后再進行下一部分的掘進施工。尤其要在樁基孔洞支護護壁施工前，對樁基孔洞的成型效果進行檢查。

2.3.3 支護模板的安裝

目前人工挖孔擴底樁施工工藝中，主要采取現澆鋼筋混凝土的支護護壁施工工藝。嚴格按照設計施工，若按設計施工現場無法實施時，及時與設計方進行溝通后對設計進行變更，切勿自作主張改變設計參數。

若在樁基孔洞開挖過程中，施工人員發現土質情況發生改變或與地勘不符，則需要及時告知監理人員，并向設計人員進行反饋和確認，由監理以及設計人員確認后，縮短每一節支護模板的長度，或者加大鋼筋型號和配筋率，這樣才能保證支護壁模板的結構穩定性，避免樁基孔洞支護模板出現坍塌，從而給施工人員人身安全帶來威脅。

本方案中的護壁材料中設計有鋼筋，其豎向鋼筋采用Φ12圓鋼，環向間距為200mm，箍筋采用Φ12@150mm，而且上下兩?？v向鋼筋要做成彎鉤形式勾到同一根箍筋上，確保下層鋼筋與上層鋼筋的有效連接以提高護壁的整體穩定性[4]。

通常情況下，樁基孔洞的護壁應該高于地面20cm，確保雜物和地面水不掉入孔內。支護護壁厚度15cm，上大下小呈錐形，上下兩模護壁重合5cm，以保證上一模護壁穩定坐在下一模護壁上（見圖2）。為了確保支護護壁的安全性和穩定性，施工人員需要確保支護護壁的中心點與樁基孔洞的中心點位置相同，誤差應當控制在2cm以內。

圖2 護壁大樣圖

2.3.4 樁基孔洞混凝土的澆筑

為了確保安全和施工進度不受影響，在一模開挖完成后，立即安裝鋼筋和模板，并檢查模板是否安全、牢固，一旦確認澆筑模板沒有松動且鋼筋綁扎牢固，應當及時澆筑混凝土，同時，在澆筑混凝土之前應向監理報驗，應采取“開挖一節、澆筑一節”的方法，嚴禁一次開挖過深。在澆筑混凝土時，一般采取人工澆筑的方法，然后在澆筑完畢后立即進行振搗，由于護壁厚度較薄，盡量不使用插入式振搗器。施工人員要在澆筑混凝土前，對混凝土的坍落度進行檢測，并現場制作試塊，坍塌度未達到規定要求，不允許將混凝土進行澆筑。

在進行樁體和護壁澆筑時，需要避免在天氣炎熱時段以及下雨時段進行澆筑，這樣容易降低混凝土成型效果，影響護壁混凝土的結構強度。最好在天氣晴朗的上午時段進行澆筑。在澆筑混凝土時，必須要嚴格控制澆筑速度、澆筑高度以及澆筑量。護壁澆筑完畢后，施工人員應當做好養護處理，當混凝土澆筑完畢后且達到了初凝狀態，便可以進行養護處理。施工人員需要確保養護質量符合設計要求。如果在養護過程中發現混凝土表面出現了孔洞、蜂窩、麻面等情況，則需要進行修補，必要時還應當重新進行澆筑處理。

為確保樁頂混凝土的澆筑質量，混凝土應澆筑至樁頂設計標高以上0.5m。多余部分在進入下道工序前鑿除，保證樁頭混凝土無松散層。在灌注將近結束時，應核對混凝土的灌入數量。如果在混凝土澆筑過程中出現鋼筋籠上浮現象，應該立即停止灌注混凝土并作相應處理。

2.4 擴底施工技術

由于成都地鐵5號線錦城大道站孔底位于泥巖層，擴底采用人工鑿打的方式，開挖時縮小每次開挖深度，每次開完深度宜為30cm～50cm，擴底坡率3∶1，每向下開挖30cm，外擴10cm，人工控制坡比，隨開挖隨支護，人工在孔內綁扎護壁鋼筋并支模、澆筑，模板坡度要進行復核。開挖過程中如果出現掉塊現場，及時停止開挖并進行支護。

在擴底施工完畢后，施工人員必須要對樁基孔洞的施工成孔效果進行評估，尤其要檢查樁身直徑、擴大頭尺寸、樁基孔洞中心位置、混凝土墻壁的垂直度以及孔底松鋪厚度。當檢查孔底質量符合施工設計要求后，應當及時對其進行封底處理，并下放鋼筋籠，完成對建筑物樁基的灌注。

2.5 鋼筋制作和鋼筋籠下放

現場需要根據施工方案以及圖紙，提前加工好鋼筋，制作好鋼筋籠。開挖完成并做完護壁復核無誤后，需人工在孔底進行擴底筋、封口環筋、底網筋的綁扎及安裝。擴挖段鋼筋驗收通過后下放鋼筋籠，下放鋼筋籠時注意不要卡到護壁已綁好的鋼筋，且鋼筋籠要和擴底筋應有效連接，現場采用連接方式為焊接。若鋼筋籠卡到擴底筋或者進行鋼筋籠和擴底筋的焊接時，需施工人員從鋼筋籠內部下到孔底進行卡住部位的處理及焊接作業，人員上下時應采取足夠的安全措施保證不出現高墜事故。鋼筋籠必須要確保鋼筋連接穩固并且沒有出現變形情況，鋼筋籠的直徑以及鋼筋的間距，都要符合施工驗收標準。鋼筋籠要使用起重機進行吊裝，為保證施工安全，在吊裝和下放鋼筋籠過程中，吊裝現場不允許有和施工無關人員在場，吊裝物正下方不允許有人員。

3 人工挖孔擴底樁施工控制要點

人工挖孔擴底樁在施工工藝上，除普通挖孔樁需要注意的事項外，主要是擴挖段的開挖、支護、鋼筋綁扎和澆筑。開挖過程中，由于擴底為反坡，極易出現掉塊和坍塌，一旦出現坍塌事故，孔內作業人員的救援工作將是極為困難的事情，所以擴底開挖時一定要縮短每層開挖深度，及時封閉成環，從孔口開始每一層護壁都要確保質量合格，遇到險情以第一時間撤出人員為首要任務，開挖時現場管理人員要一直旁站，確保出現問題及時進行處理。開挖和護壁支模過程中還要控制坡度符合設計要求，技術人員要下到孔底進行復核確認。安裝擴底鋼筋時，鋼筋先下到孔底，施工人員再下洞作業，避免人員在孔內被高空墜物砸傷。鋼筋安裝過程中有焊接作業，會產生大量煙塵，所以孔底的通風和照明工作一定要做到位，確?？椎滓暰€良好，人員呼吸順暢。澆筑過程中利用導管下放混凝土料，邊澆筑邊利用插入式振搗棒進行振搗，保證混凝土密實、強度可靠。首倉混凝土澆筑要慢，避免底網筋上浮，繼而導致整個鋼筋籠上浮，當孔內混凝土面沒過擴挖段后，適當加快澆筑速度。

為確保樁頂混凝土的澆筑質量，混凝土應澆筑至樁頂設計標高以上0.5m。多余部分在進入下道工序前鑿除，保證樁頭混凝土無松散層。在灌注將近結束時，應核對混凝土的灌入數量。

為了保證工程項目的施工質量，施工人員必須嚴格按照施工工藝進行操作，加強質量管理以及安全監督，確保工程項目能夠按質、按時、按需完成交付。施工企業必須要加強對鋼筋材料、混凝土材料的質量檢查，除此之外，還需要做好施工設施設備的質量檢查，避免在施工過程中出現設備故障等意外情況，保證施工質量不受影響。施工人員和監理人員必須要做好重點工程項目以及隱蔽工程環節的質量監控，一旦發現存在安全隱患和質量問題，必須要停工進行處理。在每個環節施工完畢后，施工人員需要通知監理人員到達現場進行質量檢查，在監理人員確認無施工質量和施工安全問題后，進行簽字確認并存檔，隨后才可以進行下一部分的項目施工。施工人員必須嚴格按照施工驗收工藝標準進行施工，尤其要在樁基孔洞規格、樁基直徑、樁基中心位置、樁基以及混凝土支護護壁垂直度等方面進行施工工藝標準的檢驗。為了保證施工安全性，施工單位除了要對施工人員進行工藝和技術講解，更要對施工人員進行安全教育。所有進入施工現場的人員必須佩戴安全帽，在進入樁基孔洞下部進行開挖擴底施工時，洞內通風設施一定要做好，照明采用低壓照明，應當佩戴好對講機，穿防滑鞋。所有開挖出來的渣土都要及時轉運到施工現場外部，不得堆放在施工孔洞四周[5]。

4 結束語

在建筑工程領域，人工挖孔擴底樁是應用較為廣泛的施工技術。為了最大限度保證成樁質量效果，施工人員必須嚴格按照施工工藝和施工技術標準進行施工，并且做好施工材料以及施工設施設備的質量檢查檢驗，避免出現施工材料和施工設施設備不合格情況發生。施工單位還需要做好施工全過程的質量監控，集中優勢力量對重點部位以及環節進行檢查，尤其要保證施工現場人員安全。所有進入到孔洞下部進行挖孔擴底樁的施工人員，都應當接受施工工藝培訓以及安全教育，這是確保施工質量以及施工安全的關鍵所在。