人工挖孔桩相关的基本知识

∙　人工挖孔桩是利用人工挖孔，在孔内放置钢筋笼、灌注混凝土的一种桩型，它不仅具有进退场方便、对环境污染少、施工质量有保证、造价低廉等优点，而且能够适应平坦地形、山区地形地貌条件施工，尤其是适应土质变化较大的场地土环境。但是在工程实践中经常遇到浅水位桩的施工，如何保证浅水位桩的施工质量，成为该种桩施工的关键环节。所谓浅水位人工挖孔灌注桩，是指人工成功灌注桩的深度较小，一般为几米到十余米，在此范围的浅表地下水渗透集聚，水位深度一般有几米。其主要特点是：涌水量不大；周围连续降水后，其水位及出水量逐渐减少。 

　　本文对观音堂电厂和跃进2×50MW电厂等工程浅水位人工挖孔灌注桩施工的经验进行总结，下面主要探讨一下其施工原则、方法及措施。

　　1、施工原则

　　1）采取切实可行的措施保证成孔的安全。一般采取加钢筋混凝土护壁，并且见水后，排水不要间断，防止水位高低反复出现，造成孔壁浸泡而坍塌。

　　2）尽可能降低水位。采取分区域施工，每区域以30×30m为宜，在该区域内的中心位置选取1～2根桩作为临时降低水位桩，该桩成孔深度要比临近桩深1m左右。进行连续排水，已达到降低周围桩水位的目的。

　　3）通过底应变对每跟桩进行检测，从而掌握和保证桩的混凝土浇筑质量。

　　2、施工方法与措施

　　根据施工图纸，划分区域并编号，然后定出临时降低水桩，降水桩要先行施工。然而，人工成孔，有地下水的桩，成孔是安全的关键。成孔安全是前提，必须保证人员的安全及成孔的安全。

　　1）从开始就要做钢筋混凝土护壁，护壁可采用现浇或者预制。护壁的额混凝土强度不低于C25，厚度不小于100mm.

　　2）成孔深度达到地下水位时，开始抽排水，泵的大小根据水量而定。排出的水要有组织的排出现场以外，或者修建蓄水池以备后用，防止排出的水再次渗流入地下。不管成孔是否施工，排水要昼夜不停。

　　3）有地下水的桩，其桩端持力层如果是黏土或卵石土。建议设计减小桩端的扩桩半径，扩桩半径大于桩身半径500m以内为宜，这样有利于保证桩的成孔安全。

4）成孔深度或桩端持力层土质达到设计位置时，进行验桩，验桩后进行扩桩；临时降水桩先不进行扩桩，扩桩后再进行验桩。 

∙对于桩混凝土的浇筑，施工时要注意：

　　1）桩混凝土的浇筑从距临时降水桩教远处开始，有远及近，最后浇筑临时降水桩。

　　2）准备进行某一桩混凝土浇筑时，临时降水桩及周围桩孔排水不要停止。

　　3）钢筋笼就位后，集中排水并及时进行清底。混凝土的强度等级提高一级，并提前拌制一定量（约等于水位下混凝土的量），干硬性混凝土（砂浆基本能够黏结在碎石上时为宜）。清底结束后，即可集中进行下落混凝土，混凝土量深度大约1m深时，人工进行振捣，然后再进行下落混凝土，直至浇出水位以上后，即可按正常混凝土浇筑进行施工，在以上过程中，要集中人力、机械快速进行施工，尽可能使混凝土浇筑不在水中进行。

　　3、质量检测

　　桩混凝土浇筑后，按照规范要求的检验数量，对桩进行检验。如：做，低应变检测，判定桩混凝土浇筑质量，及时采取相应对策。

　　4、结语

　　本文主要总结了浅水位人工挖孔灌注桩的施工原则、方法与措施。这些经验在观音堂电厂和跃进2×50MW电厂等工程中得到实践验证，取得了比较满意的结果，安全上无事故发生，质量上经检验并竣工验收后一至二年的使用，情况良好。因此，本文提供的浅水位人工挖孔灌注桩的施工方法具有一定的指导意义，能为工程技术人员提供借鉴。

工挖孔桩经过1个半月的努力，167根桩全部完成，经小应变和抽芯检测，全部合格。尽管按常规，桩基施工还是蛮快的，但与合同计划工期相比较悭了1个月。总结，首先是找问题，为提高管理水平和以后的工作积累经验。这次施工管理方做的比较漂亮的是在出现工人工作积极性不高时，适时提高了工人的劳动报酬，而且由总包方直接发给工人补贴，调动了工人的积极性。

在挖孔桩施工过程中出现过如下问题：

1．护壁下沉，并发生倾斜。

2．出现爆破时，护壁被破坏，甚至塌孔。

3．出现孔位偏差过大。

4．护壁不圆，垂直度控制不佳(在孔护壁上竖向画线条不易被破坏，也顶面的护圈上也要画，同时可简单地用一根长度与孔径相近的棍子检查)。

5，流沙、涌水没有控制好。而且出现流沙、涌水现象时过于恐慌，有点不知所措。后甲方建议用稻草来堵流沙，不愧为一种简便、经济的有效方法。

6．爆破队伍未能即时买到炸药。施工图纸没有，不盖章，无法正式申请。其实应该是对炸药申请的计划未安排好，未能考虑到党代会的召开期间审批与领取炸药中止。同时没考虑到审批的时间问题。

7．工人队伍的分工按2人一个小组，一组同时开4个孔。一组的4孔是相邻的4孔.刚开工时，显得工作时间被闲置。其实可以让工人多开孔。这样的分工形式，在出现流沙与涌水时，组与组之间的协作比较差。由于各组所开挖的4孔时相邻的。当出现涌水时需要相邻的数孔同时开挖。分组形式与现场施工的技术要求不相适应。

8．工钱太低，使工人干活的积极性降低。本来甲方和施工总承包方给的工程款不低，但由于转了4次包，中间环节过多，造成一线工人拿到手的钱过低。

9．开挖线路不合理，可以是成片开挖，没有对开挖线路进行规划。按常规，应仔细研读地勘报告，按地下水流方向合理设计开挖线路。当然也有特殊原因，因要赶工期，先抢主楼。最后主楼部份的桩基还是没有抢出来。

10．材料、设备、工具等准备不充分。

经常因为水泥缺料、稻草没了，水泵不够数、护壁模板没送来。停电时的备用发电机经常要不是缺水，要不就是缺柴油、机油，完全未发挥应急备用的作用。甚至还发生过几次检修不即时而停机的事件。另外，护壁模板的宽度过小，只有500宽，影响了进度。

11．护壁钢筋设计过小，只有6厘，满足不了施工要求。但施工方未能事先提出图纸问题，等施工后方发现问题，影响了施工进度。

12．在出现涌水、流沙、孤石、挖至岩层时，未即时填写工程情况记录表，并计量工程增加量，并现场即时与甲方、监理进行核实确认签证，以致在结算时引起争议。另外抽水也未即时核实并度量和签字确认。像人工挖孔这样的施工，要做到每一孔要即时做好涌水高度(最高处、最低处)、流沙出现位置、情况描述，孤石位置、大小的记录，至岩层时还要记录岩层的高度。干了活，还要将所做的事准确地告知甲方和监理方，并让他们现场确认。

13、个别孔发生钢筋笼下不去的现象。

14、桩孔太浅，由于岩层标高较高，约1/3桩深不足6米，常言首5米不成桩，只好改成墩了。

15．浇筑时，部分桩积水超300，直接从孔口投入拌好的混凝土，在浇筑时，给石仔洗了一个澡，应大量出现了离析现象。同时也使桩顶的浮浆过多。

桩基础工程小结

本工程位于广州市新白云国际机场内，是 1幢1层（局部3层），总建筑面积为37268㎡，总高度为16.58m的建筑物。

建设单位：广东省****建设中心。

设计单位：****设计研究院。

监理单位：广东******监理有限公司。

施工单位：广州******有限公司。

本工程工程桩设计采用高强预应力静压管桩，共有580根，桩身砼强度等级为C80，AB型桩，分为Φ600和Φ500两种桩型。 Φ600×110的工程桩有462根，Φ500×125的工程桩有118根，设计有效桩长为12～24m。

在静压桩施工前，编制了详细的施工方案，并获得监理和业主的批准，从组织、技术、人员、设备等各方面做好充分的施工准备。同时对工人认真做好质量技术交底和安全交底，确保工程达到安全、质量、进度等各方面的目标。施工过程中，严格执行施工方案，采取各种有效措施，并根据现场实际情况，严格调整各项措施，保证工程顺利进展和认真落实各项安全措施，加强检查，实现了整个工程无安全事故的目标。

本工程桩开始施工时间为2003年12月19日，完工时间为2004年3月22日。施工过程中，严格按照桩的设计图纸、施工组织设计方案以及相关国家规范进行一系列的施工，按图精心测量放线确定桩位，重点控制桩机的施压压力和桩的入土速度，严格控制桩身的垂直度，接桩时焊缝饱满且无产生裂缝，并严格按地质资料配桩保证桩的有效长度符合设计要求。施工过程中记录详尽，各类数据与实际相符合。2004年2月25日～2004年4月7日经广州地区建设工程质量安全监督站广州穗监工程质量安全检测中心进行反射波检测，其中，一类桩531根，占所测桩数的91.6%；二类桩49根，占所测桩数的8.4%；2004年3月6日～2004年4月13日经广州建设工程质量安全检测中心进行单桩竖向抗压静载试验，共9根桩全部符合要求。两项检验结果均满足设计及相关规范的要求，达到了预定目标，所有桩均符合要求。

　牡丹江市信大集团开发的建筑装饰材料城工程，位于牡丹江市西一条路以西，西小一条路以东，爱民街以北、七星街以南，共占地1.4公顷。本工程共规划了三个综合楼，即1、2、3号楼，建筑面积分别为11228m2、10962m2、9720m2，建筑层次有4层、6层、7层、8层，还有一个一层的营业大厅，建筑面积是7451m2总计建筑面积是39361m2，结构形式部分为钢筋混凝土框架结构，部分为砖混结构。本工程大量采用人工挖孔桩基础。 

　　2、地下水  

　　地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。 

　　2.1地下水量不大时  

　　可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。 

　　2.2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。 

　　2.3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数，一般即可解决。 

　　2.4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，不允许无抽水；二是周围有江沙、湖泊、沼泽等，不可能无达到抽水目的。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。 

　　3、流砂  

　　人工挖孔在开挖时，如遇细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。 

　　3.1流砂情况较轻时  

　　有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。 

　　3.2流砂情况较严重时  

　　常用的办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4-6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5m左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇注护壁混凝土，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。也可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇注水泥浆，使下部土壤硬些，提高周围及底部土壤的不透水性，以解决流砂现象。 

　　4、淤泥质土层  

　　在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。 

　　5、桩身混凝土的浇筑  

　　5.1消除水的影响  

　　5.1.1孔底积水 

　　浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，因此防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。 

　浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。 

　　如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺了。 

　　5.1.2孔壁渗水 

　　对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。 

　　5.2保证桩身混凝土的密实性  

　　桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中的浇筑速度是关键，即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重量压住水流的渗入。 

　　对于深度大于10m的桩身下线，可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。而速度优于采用串流筒施工，对于桩身上部混凝土浇筑要采取正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水影响，浇筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。 

　　6、合理安排施工顺序  

　　合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对减少施工难度起到重要作用，在施工方案中要认真统筹，根据实际情况合理安排。 

　　在可能的条件下，先施工比较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深，难度相对愈大，较浅的桩孔施工后，对上部土层的稳定起到加固作用，也减少了深孔施工时的压力。在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而做为排水井，以方便其它孔位的施工。保证了桩孔的施工速度和成孔质量。 

　　7、实践效果  

　　经过对人工挖孔桩实施上述的技术控制，使其达到了预期的效果，在对325根成桩进行的静载（堆载）试验证明，人工挖孔桩满足设计要求，达到了质量验评标准的优良等级。

人工挖孔桩安全措施

1、 前言 

　　人工挖孔灌注砼桩采用人工挖土成孔，灌注砼浇捣成桩；在人工挖孔桩的底部扩大直径，称为人工挖孔扩底桩。这类桩由于其受力性能可靠，不需大型机具设备，施工操作工艺简单，可直接检查桩底岩土层情况，单桩承载力高，无环境污染，故在各地应用较为普遍。人工挖孔桩的缺点是挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差。下面根据本人的工程实践，试述人工挖孔桩施工中的常见安全事故及各种安全技术措施。 

　　2、 挖孔桩的常见安全事故 

　　人工挖孔桩的常见安全事故有孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔中的施工人员；孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡，孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；孔内电缆、电线磨损受潮导致工人触电伤亡；深孔中突然涌水淹没操作人员等等。实践证明，只要施工人员树立安全意识，加强安全教育，做好安全技术交底，各种安全技术措施到位，人工挖孔桩的这些常见安全事故是完全可以避免的。 

　　3、 孔口围护措施 

　　孔口四周必须浇筑砼护圈，并在护圈上设置围栏围护，应高出地面0. 8m，如图1所示。孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，砼围圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。利用吊桶运土时，必须采取相应的防范措施，以防落物伤人，电动葫芦运土应检验其安全起吊能力后方可投入运行。施工中应随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。 

　　4、 孔中防毒措施 

　　地下特殊地层中往往含有CO、SO2、H2S或其它有毒气体，故每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少于25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故，必须在现场按应急措施规范要求实施抢救，根据情况及时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门，以便采取相应措施。 

　　5、 防触电措施 

　　施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。用电设备必须严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地相埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。 

　　6、 防止孔壁坍塌措施 

　　在熟悉地质条件的基础上，开挖桩孔时原则上要设置砼护壁或钢护筒护壁，特别是直径在1.2m以上的桩孔。砼护壁每节高1m，厚约0.1m，可加配适量钢筋，砼强度等级不低于C20。一般每天挖1m深立即支模浇筑快硬砼，第二天继续施工。 

　　扩底桩孔应做到：

　　（1）当孔底扩头可能会引起孔壁失稳时，必须采取相应的措施，经企业技术负责人审批签字后方可施工；

　　（2）已扩底的桩孔，要及时浇灌桩身砼或封底，不能尽快浇灌砼的桩应暂时不扩底，以防扩大头塌方。 

　　人工挖孔桩开挖程序，应采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移，防止在挖土或冲抓土成孔过程中因邻桩混凝土未初凝而发生窜孔现象。单桩挖孔应先中间后周边，并按设计桩径加2倍护壁厚度控制截面。 

　　孔内一般不宜放炮，以防震塌土或震裂护壁造成事故，根据地质状况需爆破的，严格执行有关的爆破规程。 

　　7、 防止孔壁涌水措施 

　　当相距10米以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，要考虑对正在挖孔桩的危险影响，一般应暂停施工，人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时，基本上抽干孔中积水后，作业人员才能下至孔中进行挖土。地下水丰富时，可将中间部位桩孔提前开挖，汇集附近的地下水，用1~2台潜水泵将水抽出，起到深井降水作用。孔内必须设置应急软爬梯，供人员上下孔洞使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有防坠落装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸级上下。上、下孔洞必须有可靠的联络设备和明确的联络信号。

孔内作业人员应勤轮换，连续作业时间不宜超过2小时，以防止疲劳引发安全事故。 

　　8、 其它安全措施 

　　施工时发现文物、古化石、爆炸物、电缆等应暂停施工，保护好现场，并及时报告有关部门，按规定处理后，方可继续施工。 

　　人工挖孔桩施工前，应针对现场工程地质、水文状况和设计要求编制切实可行而又安全合理的施工方案，配备必要的机具和电器设备，确保各种安全措施及时到位。