人工挖孔桩施工技术

曾丽华+赵育英

[摘要]文章根据阜新至朝阳高速公路第一合同段桥梁工程人工挖孔的工程实际，阐述了人工挖孔桩施工工艺，质量与安全控制以及特殊地质条件下的处理措施等。

[关键词]挖孔桩；施工技术；质量控制

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615043

1工程概况

铁岭毛家店（辽吉界）到朝阳三十家子（辽冀界）高速公路项目阜新至朝阳段路基工程第一合同段为第四系松散土体工程地质区（I），构造剥蚀低山，丘陵工程地质区（II），主要为亚黏土、砂岩、泥岩和角砾岩，工程地质条件一般。根据实际地质情况，本标段部分基桩采用人工挖孔的施工方法进行施工作业。

2施工准备

21作业条件

（1）人工成孔桩孔，井壁支护根据该设计的土质特点、地下水分布情况，进行井壁支护的设计。

（2）开挖前场地完成三通一平。地上、地下的障碍物排除处理完毕。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施准备就绪。

（3）熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料，做到心中有数。

（4）按基础平面图，设置桩位轴线、定位点；桩孔四周撒灰线，测定高程水准点。放线工序完成后，办理验收手续。

（5）如地下水位比较高，先降低地下水位至桩底以下05m左右。

（6）人工挖孔操作的安全至关重要，开挖前对施工人员进行全面的安全技术交底；操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。

22施工机具

振捣器、1t翻斗车、手推车、镐、锹、手铲、钎、风镐、线坠、混凝土搅拌机、吊桶、溜槽、导管、插钎、粗麻绳、安全活动盖板、防水照明灯（低压36V、100W）、电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵、木辘轳、活动爬梯、安全带等。模板：组合式钢模、弧形工具式钢模四块（或八块）拼装。卡具、挂钩和零配件。木板、木方、8#或12#槽钢等。

3挖孔工艺及流程

31工艺流程

放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模版放附加钢筋→浇注第一节护壁混凝土→检查桩位（中心）轴线→架设垂直运输架→安装木辘轳→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方（修边）→先拆第一节支第二节护壁模板（放附加钢筋）→浇注第二节护壁混凝土→检查桩位（中心）轴线→逐层往下循环作业→开挖扩底部分→检查验收→吊放钢筋笼→放导管→浇注桩身混凝土。

32各工序施工工艺

（1）放线定桩位及高程。

在场地三通一平的基础上，依据测量控制网站资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心，以中点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部（即第一步）的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。桩位线定好之后，必须经有现场进行复查，办好预检手续后开挖。

（2）开挖第一节桩孔土方。

开挖桩孔要从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。每节的高度根据实际土质好坏，操作条件而定，控制在095m。

（3）支护壁模版（放附加钢筋）。

①为防止桩孔壁坍方，确保安全施工，成孔设置混凝土井圈。护壁的厚度定为75～150mm。

②护壁模版采用拆上节、支下节重复周转使用。模版之间用卡具、扣件连接固定，在每节模版的上下端各设一道圆弧形的用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内模因张力而变形。不设水平支撑，以方便操作。

③第一节护壁高出地坪300mm，便于挡土、挡水，桩位轴线和高程均标定在第一节护壁上口，护壁厚度75～150mm。

（4）浇注第一节护壁混凝土。

桩孔护壁混凝土每挖完一节以后要立即浇注混凝土。人工浇注、人工捣实，混凝土强度一般为C25，坍落度控制在50～70mm，确保孔壁的稳定性。

（5）检查桩位（中心）轴线及标高。

每节桩孔护壁做好以后，将桩位十字轴线和标高测设结果在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度。随之进行修整，井深以基准点为依据，逐根进行引测，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。

（6）架设垂直运输架。

第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架，搭设稳定、牢固。

（7）安装木辘轳。

在垂直运输架上安装木辘轳，选择适当尺寸。

（8）安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机。

①在安装木辘轳及吊桶时，注意使吊桶与桩孔中心位置重合，作为挖土时直观上控制桩位中心和护壁支模的中心线。

②井底照明用低压电源（36V、100W）、防水带罩的安全灯具。桩口上设围护栏。

③当挖孔时，向井下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换工作，桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况，互相呼应，切实预防安全事故的发生。

④当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，边降水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。日夜三班抽水，使水位保持稳定。地下水位较高时，要先采用统一降水的措施，再进行开挖。

⑤桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内有人挖土时，掩好安全盖板，防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边，吊运土时，再打开安全盖板。

（9）开挖。

开挖吊运第二节桩孔土方（修边），从第二节开始，利用提升设备运土，桩孔内人员要戴好安全帽，地面人员要拴好安全带。吊桶离开孔口上方15m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土。桩孔挖至规定深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下要垂直平顺，修整孔壁。

（10）先拆除第一节支第二节护壁模版（放附加钢筋）。

护壁模版采用拆上节支下节依次周转使用。模版上口留出高度为100mm的混凝土浇筑口，接口处捣固密实，强度达到1MPa时拆模，拆模后用混凝土堵严，水泥砂浆抹平。

（11）浇注第二节护壁混凝土。

混凝土用吊桶送来，人工浇注，人工插捣密实。混凝土可由试验室确定渗入早强剂，以加速混凝土的硬化。

（12）检查桩位中心轴线及标高。

以桩孔口的定位线为依据，逐节校测。

4质量控制措施

（1）垂直偏差过大：按要求每节核验垂直度，防止挖完以后垂直度超过规范要求。每挖完一节，根据桩孔口上的轴线吊直、修边，使孔壁圆弧保持上下顺直。

（2）孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时在坍孔处用砌砖、钢板桩、木板桩封堵；操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。

（3）成孔、修边以后虚土、碎砖，清除。在放钢筋笼前后认真检查孔底，清除虚土杂物。

（4）孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水井坑，及时下泵抽水。用导管水下浇注混凝土的办法，确保施工质量。

5挖孔桩的技术保证措施

根据施工图纸提供的地质情况，影响挖孔的主要不利因素为地下水和粉砂、沙砾层。施工中采取的技术保证措施如下。

（1）对于地下水的处理措施。

①地下水量不大时。可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇注相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。

②水量较大时。当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。

③对不太深的挖孔桩。可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排水，一般即可解决。

④抽水时环境影响。有时施工周围环境特殊，一是抽出地下水进出时周围环境，基础设施等影响较多，不允许无限制抽水；二是周围有江沙、湖泊、沼泽等，不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。

（2）人工挖孔在遇到细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，易形成流沙，为防止发生井漏，造成质量事故，采取控制措施如下。

①流沙情况较轻时。有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的09m左右一段，缩短为05m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。

②流沙情况较严重时。采用的办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢模板相似，以孔外径为直径，分成6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓连接，在开挖05m左右，即分片将套筒装入，深入孔底不少于02m，插入上部混凝土护壁外侧不小于05m，装后即支膜浇注护壁混凝土。若放入套筒后流沙仍上涌，采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。

6安全措施

61施工安全措施

（1）人工挖孔前首先用彩条布围圈予以维护，保证非施工人员进入现场，在周围设置明显警示牌，同时开口周围用砖砌护筒，护筒直径大于设计孔径，高出地面30cm，防止土、石等杂物滚入孔内伤人。

（2）每挖095m时必须停止挖孔，进行混凝土护壁施工，混凝土标号为C25，厚度为75～15cm，在护壁筒浇注完毕后，方可再进行挖孔，并采用全孔护壁，以防止塌孔现象出现。

（3）当挖孔挖至10m以后，或挖至地下水位后，如出水应随时用潜水泵抽水，同时用混凝土护壁堵塞小眼。

（4）在遇到岩石后，尽量采用风镐处理，如必须采用爆破时，项目部爆破工程师及爆破安全人员必须在施工现场，施工爆破使用炸药量必须经过精确计算，以保证施工人员安全。

（5）工作人员必须佩戴安全帽，系安全绳，并有专职安全员现场监督。

（6）当挖至10m以后，必须在作业面安装通风换气设施（如鼓风机通风等），以避免施工人员因缺氧而发生安全事故。如孔内采用爆破施工，爆破后应先通风排烟15min，并经检查无有害气体后，施工人员方可下井作业。

（7）本项工程严禁夜间施工。

（8）严格按照施工规范和安全操作规程施工，在作业地点挂警告牌，严禁违章操作，野蛮施工。

（9）制定严密的安全监督体系，并对参加施工人员进行安全教育，提高安全意识。

（10）成立安全生产领导小组，设立专职安全员，专职安全员要认真做好安全监督工作，建立安全台账，对进入施工现场的机械及参加施工人员进行安全教育，参加施工的人员必须配戴安全帽。

7结论

在施工过程中，我单位严格按照上述施工工艺流程及安全质量措施进行控制，未发生任何伤亡及质量事故，圆满地完成了施工任务。