申玉华
攀钢钒能源动力分公司 四川攀枝花 617000
摘要：人工挖孔桩施工，遇到不同的地质条件，采取可靠措施，减少施工难度和保障质量安全起到重要作用。
关键词：挖孔桩；不同情况处理
前言：
近年来，攀钢钒基础施工中逐渐在推广和采用人工挖孔灌注桩，其特有的大承载力优势得到了许多设计、建设单位的认可，确实是一种在软弱地基上经济适用的基础形式，通过不断的施工、学习、总结，发现施工中还存在着一些问题，我们在采用人工挖孔桩基础工程的实践中，也处理了一些特殊的问题，取得了一些好的效果，积累了部分经验，现总结成文，以期和同行交流。
一、桩基础工程分析：
采用人工挖孔桩作为建筑的基础，上部无论是砖混结构还是框架结构，基础施工质量的好坏将对以后上部建筑的形成起着至关重要的作用。
1、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。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，所以在攀钢应用较为普遍。同时,人工挖孔桩施工方便，速度较快，造价相对较节省。从而在攀钢技改、检修项目基础施工中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。
2、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。所以人工挖孔桩施工中安全措施非常重要，施工单位必须高度重视，主要应做到以下几点保障措施：孔内设应急爬梯供人员上下井；施工人员进入孔内必须戴安全帽；使用吊笼、电葫芦等应有安全可靠的自动卡紧保险装置；施工应配有通风设备；挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1米范围内，机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响；要注意安全用电，井下照明应采用12V以下安全灯。
二、不同情况的处理手段
施工前要认真分析挖孔桩处地质勘查钻探资料，遇到厚的砂性土层、流砂层、淤泥层要首先定出加固措施，然后再进行具体操作。施工时，为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜，移位。尤其在浇注护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。个别壁周泥砂塌落，在浇注混后护壁容易产生位移和歪斜，应注意检查和及时纠正。对施工中常遇到的问题应采取相应的解决办法。
1、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，对人工挖孔桩的施工影响很大。当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水；当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水；如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。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。
1．1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。
1．2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。
1．3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。
1．4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；二是周围有较深水池、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、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。
2．1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，可用编织袋装土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。
2．2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，可采取突击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。
3、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。
4、孔壁泥砂塌落
4．1挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁外围泥砂塌落。
如果地下涌水量不大，塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。
4．2挖孔时遇到厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂、脱落。遇到这种情况时应采取加强措施：
4．2．1顶层护壁用直径20cm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。
4．2．2加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土土桩、竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。
4．2．3在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。
5、封底混凝土
5．1浇注混凝土前应检查孔底地质和孔径是否达到设计要求，并把孔底清理干净，同时把积水尽可能排干。
5．2为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出。以减少邻孔的积水对工作孔的影响。
5．3孔深超过6m时，还要注意防止混凝土离析，一般把搅拌好的混凝土装在坚固的帆布袋里，并用绳子打成活扣，混凝土送到井底时，拉开活扣就可将混凝土送到孔底，连续作业能迅速封好孔底，同时堵住孔底大部分甚至全部的地下水。
5．4如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水就接近或超过20cm，这时用以上几种办法封底都会造成混凝土含水量太大，清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本上平静时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌好的早强型混凝土，混凝土量超过底节护壁30cm以上，再慢慢撤除导管，由于水压力的作用，封底混凝土基本上密实，混凝土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，已经没有地下涌水，待水抽干，再对剩余的水进行处理。将表面混凝土（这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水中）松散部分清除运到孔外，再继续下一道工序。
6、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。
7、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，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。
8、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。
三、人工挖孔桩施工应注意安全事项
现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。要制定安全措施和应急预案，并要经常检查和落实。
每天下孔前必须对孔内进行有毒气体检查和安全交底后才能下井施工。
孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴。孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品。每工作1h，井下人员和地面人员进行交换。
井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情，应及时以出联络信号，以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。
地面人员应注意孔下以出的联络信号，反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。
施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器，供电线路要用三相四线橡皮线，电线要架空，不得拖拽在地上。应经常检查电线和漏电保护器是否完好。
从孔中抽水时排水口应距孔口5m以上，并保证施工现场排水畅通。
当天挖孔，当天浇注护壁。人离开施工现场，要把孔口盖好，必要时要设立明显警戒标志。
由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中，因此，要预防孔内有害气体的侵害。施工人员和检查人员下孔前10min把孔盖打开，如有异常气味应及时报告有关部门，排除有害气体后方可作业。
挖孔6~10m深，每天至少向孔内通风1次，超过10m每天至少通风2次，孔下作业人员如果感到呼吸不畅也要及时通风。
四、结束语：
总之，人工挖孔桩施工时，一旦遇到不利的地质条件，除制定单桩的施工措施外，应该合理安排人工挖孔桩的施工顺序，这会对减少施工难度和保障质量安全起到重要作用。在制定施工方案时要依据实际情况综合分析，统筹安排，在可能的情况下，先施工较浅的桩，后施工深一些的桩，先施工外围的桩，后施工中部的桩。当扩大头人工挖孔桩在不良地基中运用时，其扩大头部分极易坍塌造成质量和安全事故，应该慎重施工。
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