浅谈人工挖孔灌注桩施工质量控制

　　摘要：近年来随着我国高层建筑的发展，人工挖孔灌注桩以其设备简单，无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工现场较干净；施工速度快等特有的优点而得到广泛的应用。但人工挖孔灌注桩施工，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响，做好质量和安全控制尤其重要。
　　关键词：人工挖孔灌注桩，施工，质量，控制
　　近年来随着我国高层建筑的发展，人工挖孔灌注桩以其设备简单，无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工现场较干净；施工速度快等特有的优点而得到广泛的应用。但人工挖孔灌注桩施工，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响，做好质量和安全控制尤其重要。笔者以北流市农村社联合社综合楼为例谈谈如何做好人工挖孔灌注桩施工质量控制和安全管理。
　　一、人工挖孔灌注桩的概述
　　人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。其施工特点是设备简单，无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工现场较干净；施工速度快，可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量，必要时，各桩孔可同时施工；土层情况明确，可直接观察到地质变化情况，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠；桩径不受限制，承载力大。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩，而其施工现场又在狭窄的市区时，采用人工挖孔比机械挖孔具有更大的适应性，因此近年来随着我国高层建筑的发展，人工挖孔桩得到广泛的应用。但人工挖孔桩施工，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响，要严格按操作规程施工，制订可靠的安全措施。
　　人工挖孔桩的直径除了能满足设计承载力的要求外，还应考虑施工操作的要求，故桩径不宜小于800mm，桩底一般都扩大，扩底变径尺寸按（D1-D）/2：h=1:4,h1≥(D1-D)/4进行控制。当采用现浇混凝土护壁时，人工挖孔桩护壁厚度一般不小于D/10+5（cm）（其中D为桩径），每步高1m，并有100mm放坡。
　　二、施工设备
　　人工挖孔桩施工机具比较简单，一般可根据孔径、孔深和现场具体情况加以选用，主要有：
　　1、垂直运输工具：如电动葫芦和提土桶。用于施工人员、材料和弃土等垂直运输。
　　2、排水工具：如潜水泵。用于抽出桩孔中的积水。
　　3、通风设备：如鼓风机，输风管。用于向桩孔中强制送入新鲜空气。
　　4、挖掘工具：如镐、锹、土筐等。若遇到坚硬的土层或岩石，还需要准备风镐和爆破设备。
　　5、其它还有照明灯、对讲机、电铃等。
　　三、施工工艺
　　人工挖孔桩的一般施工工艺为：场地平整→测量放线→桩位布点→人工成孔→（包括孔桩护圈、护壁、挖土、控制垂直度、深度、直径、扩大头等）→检查成孔质量→清理虚土、排出积水→吊放钢筋笼→浇筑混凝土→养护→整桩测试。
　　为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流沙现象发生所要采取的措施。因此，施工前应根据水文地质资料，制定合理的桩孔护壁措施和降排水方案，护壁方法很多，可以采用现浇混凝土护壁、喷射混泥土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。下面以现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。
　　1、 按设计图纸放线、定桩位。
　　2、开挖桩孔土方。采取分段开挖，每段高度取决于土壁保持直立状态而不塌方的能力，一般取0.5～1.0m为一施工段。开挖范围为设计桩径加护壁的厚度。
　　3、支设护壁模板。模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由4～8块活动钢模板组合而成，支成有锥度的内模。
　　4、在模板顶放置操作平台。内模支设后，吊放由角钢和钢板制成的2个半圆形合成的操作平台入桩孔内，至于内模顶部，用以临时放置料具和浇筑混凝土操作之用。
　　5、浇筑护壁混凝土。护壁混凝土起着防止土壁塌陷与防水的双重作用，因此浇筑时要注意捣实。护壁内配8根ф6～ф9，长1m左右的直钢筋，插入下节护壁内，上下节护壁要错位搭接50～70㎜（咬口连接）。
　　6、拆除模板继续下段施工。当护壁混凝土达到1.2MPa(常温下约为24h)后，方可拆除模板，开挖下段的土方，在支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度。
　　7、排出孔底积水，浇筑桩身混凝土。当桩孔挖到设计标高，并检查孔底土质已达到设计要求后，再在孔底进行扩大头施工。待桩孔全部成型后，用潜水泵抽出孔底的积水并立即进行清孔，验槽和混凝土的封底工作。当混凝土浇筑至钢筋笼的底面设计标高时，再吊入钢筋笼就位，并继续浇筑桩身混凝土而形成桩基。
　　四、施工质量控制要点
　　1.护壁施工
　　放线、布点检查后，根据每个桩直径的大小，在其四周做成宽400mm、厚100mm的钢筋混凝土护圈，即防止井孔口四周土松动，又防雨水等流入桩孔内，由于现浇混凝土整体性好，能紧贴土壁并且受力均匀，所以采用了现浇混凝土护壁做支护结构，护壁施工采用每节1.0m钢制专用弧形模板拼装而成，上下两节，循环使用，钢筋也是上下两节钢筋笼，并通过主筋钩挂连接，绑扎牢固，混凝土采用C15细石混凝土，每挖土方1.0m就浇筑混凝土护壁一道，混凝土浇筑拆模后，外抹水泥砂浆封闭。
　　2.挖孔
　　挖土顺序采用从上到下逐层用锹、镐及锤、纤等破碎，先挖中间再挖四周，挖孔直径加2倍的护壁厚度控制截面。挖土到达桩底时，先挖桩柱体，然后再根据扩大头的尺寸从上到下削土修成扩底形。土的垂直运输是在井孔上口安装三角支架，电葫芦，吊桶或箩筐装土，用慢速卷扬机提升，并配备安全护绳。吊到地面上的土及时用翻斗车或手推车运出，不要将土堆积在孔的四周，个别桩孔底有大量渗水，在一侧挖集水抗，及时用高扬程潜水泵抽出。
　　3.人工挖孔桩尺寸及测量控制
　　桩轴线在地面设控制网以及基准点，提升机钢丝绳上的吊桶粗略与桩中心线一致，来做粗略控制，将高程通过基准点引到桩孔的护壁边缘，每挖一节用大线锤作垂直中心控制，用尺画圆周来保证桩位准确、孔深和截面尺寸，确保每个孔桩准确无误。按规范规定桩孔中心线的平面位置偏差不大于50mm，桩的垂直度偏差不大于0.5%装长，桩经不得小于设计直径。
　　4.钢筋笼骨架制作及安装
　　由于大孔径桩，需要的钢筋笼比较大，本工程钢筋数量每桩72根Φ18钢筋以及钢筋笼重量1000kg以上，那么，在加工成型时，为防止钢筋笼吊装出现扭曲变形，在主筋内侧每隔2.0m加设钢筋直径Φ25的加强箍，每隔一箍设井字加强支撑，与主筋焊牢，在钢筋笼头吊装时，制作吊装加强焊箍，保证安全就位，钢筋笼的垂直及水平运输均由15t履带吊车来完成。钢筋笼吊装就位后，用井字钢管夹紧焊牢钢筋笼，确保尺寸准确后浇筑混凝土。钢筋骨架要保证不变形，箍筋与主筋要点焊，钢筋笼吊入孔内后，要保证其与孔壁间有足够的保护层。
　　5.人工挖孔桩混凝土浇筑
　　浇筑混凝土前，首先放置钢筋笼，同时应检查孔内虚土厚度，超过设计要求，应再次清理，直至合格，混凝土采用现场搅拌，石子粒径不应超过50mm，水泥为32.5级普通水泥，混凝土标号为C30，混凝土塌落度为40～80mm，用串筒或溜管下料，连续分层浇筑，每层不超过1m，必须振捣密实。为了避免收缩裂缝，混凝土在初凝前抹压平整，表面出现浮浆层应凿除，来保证上部承台与底板良好的连接，混凝土浇筑过程中，每班组都要留好试块，混凝土浇筑后进行养护。
　　五、安全措施
　　人工挖孔桩的施工安全应予以特别重视。工人在桩孔内作业，应严格按安全操作规程施工，并有切实可靠的安全措施。
　　1、从事挖孔作业的工人必需经健康检查和井下、高空、用电、吊装及简单机械操作等安全作业培训且考核合格后，方可进入现场作业。
　　2、要认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现流沙、管涌、涌水以及有害气体等情况制定有针对性的安全措施；施工时施工人员必须带戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人监督防护。
　　3、孔周围要设置安全防护栏；每孔必须设置安全绳及应急安全软梯；孔下照明要用安全电压；使用潜水泵必须有防漏电装置。护壁要高出地面150～200mm，挖出的土方不得在孔四周2m范围内，以防滚入孔内。
　　4、设置鼓风机，以便向孔内强制输送清洁空气，排出有害气体等。
　　5、爆破施工前，做好安全爆破的准备工作，划定安全距离，设置警戒哨，闪电雷鸣时禁止装药、接线，施工操作时严格按安全操作规程办事，爆破后向孔内强制输送清洁空气，排出有害气体，待有害气体排完后方可下井作业。
　　六、结束语
　　综上所述，虽然人工挖孔桩具有施工机具操作简单,占用施工场地小,桩质量可靠,可全面展开,工期短等优点被广泛的应用，但是人工挖孔混凝土灌注桩又是一项施工工艺复杂、工序多、隐蔽性强的基础工程，工人在井下作业，开挖效率低，劳动条件差，施工中应特别重视流沙、流泥、有害气体等影响。为确保施工质量和施工安全，必须严格按照科学方法组织施工，精心管理，以促进建筑事业的和谐发展。