簡述人工挖孔樁施工工藝
關(guān)鍵詞：人工挖孔樁,特點,范圍,工藝
1人工挖孔樁的特點
1.1施工操作工藝簡單，施工方便，占用場地小，不需要大型機械設(shè)備，無泥漿派排出，對周圍環(huán)境及建筑物影響小。
1.2可直接檢查樁外形尺寸和持力層情況，砼澆筑容易，受力性能可靠，抗震能力強。
1.3可多樁同時進行，施工速度相對較快，節(jié)省設(shè)備投資，降低工程造價。
2適用范圍
人工挖孔樁適用于樁直徑100cm以上，無地下水或地下水較少的黏土、粉質(zhì)黏土，含少量砂、砂卵石、姜結(jié)石的黏土采用，特別適于黃土層采用，深度一般20m左右，對有流沙，地下水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層不宜使用。
3操作工藝
3.1放線、定樁位及高程：依據(jù)建筑物測量控制網(wǎng)資料和樁位平面布置圖，測定樁位方格控制網(wǎng)和高程基準點，確定好樁位中心，以樁位中心為圓心，以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出上部圓周，撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線，樁位線定好后，經(jīng)監(jiān)理復查合格后方可開挖。
3.2開挖第一節(jié)樁孔土方：開挖樁孔應(yīng)從上到下逐層開挖，先挖中間部分的土方，然后向周邊擴挖，有效控制樁孔的截面尺寸，挖掘時不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加樁的摩阻力，每節(jié)的開挖高度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和設(shè)計而定，一般以0.8—1.0m為宜，護壁采用內(nèi)齒式護壁法，其結(jié)構(gòu)特點為護壁外側(cè)為等直徑的圓柱，而內(nèi)側(cè)面為圓錐臺，混凝土護壁厚度至少為15cm，強度等級為C25，水泥采用P.O42.5水泥，采用所批準的配合比現(xiàn)場用臺秤進行秤重，人工拌合，拌合必須均勻，上下護壁間搭接5cm—7cm。
3.3支護壁模板、放附加鋼筋：為防止樁孔壁坍塌，確保安全施工成孔應(yīng)設(shè)置護壁，種類有素砼和鋼筋砼兩種，以現(xiàn)澆鋼筋砼護壁為優(yōu)，與土壁能緊密結(jié)合，整體性和穩(wěn)定性均佳，護壁模板采用拆上節(jié)支下節(jié)重復周轉(zhuǎn)使用，模板之間用卡具、扣件連接，也可以在每節(jié)模板的上下端各設(shè)一道圓弧形的，用槽鋼或者角鋼制作的鋼圈作為內(nèi)支撐，頂緊模板，防止模板應(yīng)受張力而變形，不設(shè)水平支撐，以方便操作，第一節(jié)護壁高出地面不小于30cm，防止土、石、雜物滾入孔內(nèi)傷人。為保證樁的垂直度，要求每澆注完三節(jié)護壁須校核樁中心位置及垂直度一次，樁位軸線和高程均應(yīng)標定第一節(jié)護壁上口。
3.4澆筑砼護壁：護壁模板支好后應(yīng)立即澆注護壁砼，人工澆筑，人工搗實，砼強度到達2.5MPa即可拆模，護壁砼應(yīng)根據(jù)氣候條件，一般情況下澆灌完畢須經(jīng)24h后可拆模。
3.5檢查樁位（中心）軸線、標高：在地面上設(shè)十字控制網(wǎng)、基準點，將樁控制軸線、高程測到第一節(jié)護壁上。
3.6架設(shè)垂直運輸架：第一節(jié)樁孔成孔后，著手在樁孔口上架設(shè)垂直運輸架，要求搭設(shè)穩(wěn)定、牢固。
3.7安裝提升設(shè)備、吊桶、活動蓋板、水泵、通風機等：安裝提升設(shè)備時，盡量使吊桶鋼絲繩中心與樁孔中心重合，以便挖土時能直觀控制樁位中心和支模中心，樁口上設(shè)圍護欄，當樁孔深大于10m時，應(yīng)向井下通風，加強空氣對流，必要時輸送氧氣，防止有毒氣體危害。樁孔上人員密切觀察樁孔下人員情況互相呼應(yīng)，樁口安裝水平推移的活動蓋板。當樁孔內(nèi)有人挖土時，應(yīng)掩蓋好安全蓋板，防止雜物掉下傷人，吊運土時，再打開安全蓋板。
3.8開挖第二節(jié)樁孔土方：從第二節(jié)開始利用提升設(shè)備運土，樁孔內(nèi)人員應(yīng)戴好安全帽，吊桶離開孔上方1.5m時，推動活動安全蓋板，掩蔽孔口，防止卸的土塊、石塊等雜物墜落孔內(nèi)傷人，吊桶卸土后，再打開活動蓋板，下放吊桶裝土，樁孔挖至規(guī)定深度后，用尺竿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，修整孔壁，使上下垂直平順。
3.9先拆第一節(jié)、支第二節(jié)護壁模板：護壁模板采用拆上節(jié)支下節(jié)依次周轉(zhuǎn)使用，模板上口留出高度為10cm的砼澆筑口，砼用吊桶運送，人工澆筑，人工插搗密實。
3.10檢查樁位（中心）軸線、標高：每節(jié)樁孔護壁做好以后，必須將樁位十字軸線和標高測設(shè)在護壁的上口，然后用十字線對中，吊線錘向井底投設(shè)，以半徑尺竿檢查檢查孔壁的垂直平整度，隨之進行修整，井深必須以基準點為依據(jù)，逐根進行引測，保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設(shè)計要求。
3.11逐層往下循環(huán)作業(yè)：將樁孔挖至設(shè)計深度，檢查土質(zhì)情況，樁底應(yīng)支承在設(shè)計規(guī)定的持力層上。
3.12開挖擴底部分：樁底分為擴底和不擴底兩種情況，挖擴底樁應(yīng)先將擴底部分圓柱體挖好，再按設(shè)計擴底部位的尺寸、形狀自上而下削土。
3.13檢查驗收：成孔后必須對樁身直徑、孔底標高、樁位中心線、井壁垂直度等報監(jiān)理驗收，合格后做好施工記錄。
3.14吊放鋼筋籠：清孔后安放鋼筋籠前要及時用檢孔器檢孔,鋼筋籠提前做好并經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后,運輸?shù)浆F(xiàn)場，采用杉篙、滑輪和扁擔梁配合將鋼筋籠平穩(wěn)起吊。鋼筋籠采用吊車直接吊裝入孔。全部安放完畢后,按標高固定好。鋼筋骨架根據(jù)實際情況設(shè)置三角內(nèi)撐,防止其在運輸過程中或者就位時變形。安放時再割掉內(nèi)撐。鋼筋籠就位后，通過4個栓樁對角拉線來確定樁的中心位置，調(diào)整鋼筋籠中心與樁中心。等鋼筋籠中心與樁中心重合后，把四個吊環(huán)焊接在護筒上。
3.15澆筑樁身砼：
(1)挖孔灌注樁從孔底及附近滲入的地下水的上升速度較�。ㄐ∮�6mm/min）不采用在水中灌筑混凝土樁的方法，混凝土坍落度為70mm-90mm。用導管灌注混凝土時，導管應(yīng)對準孔中心，混凝土在導管中自由墜落。樁頂2米以下的混凝土可利用其自由墜落搗實，在此線以上的混凝土必須用振搗器振搗。開始灌注時，孔底積水深不宜超過5cm，灌注的速度應(yīng)盡可能加快，使混凝土對孔壁的壓力盡快大于滲水壓力，以防水滲入孔內(nèi)，孔內(nèi)的混凝土應(yīng)盡可能一次連續(xù)澆筑完畢。當孔底滲入的地下水上升速度較大時（大于6mm/min），應(yīng)視為有水樁，具體灌注方法應(yīng)按水中灌注樁灌注施工。
（2）水中灌注樁灌注施工方法：
下完鋼筋籠后再次檢測泥漿沉淀厚度，確保小于5cm，如不合格，進行二次清孔，合格后進行砼灌注。
灌注時采用直徑30cm導管，導管采用螺旋口連接。導管吊裝前先進行水密、承壓及接頭抗拉試驗，合格后順序編號并標注尺寸。導管頂端與儲料漏斗相連接處安裝活門。灌注首批混凝土時，在漏斗上加一塊鐵板與膠皮，澆注混凝土時將鐵皮抽出。導管在樁孔內(nèi)要居中擺放。導管底端至孔底空隙為30-40cm，且導管要進行升降試驗，保證不碰撞鋼筋骨架。砼到場后進行坍落度測定，符合要求后進行灌注。足夠罐車到場后開始灌注，以保證樁身砼灌注的連續(xù)、完整，砼采用灌車輸送。為保證第一次灌注足夠數(shù)量的混凝土，首輛罐車采用不小于8m3容量的罐車。
首批混凝土計算公式如下：
V≥πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4
V—灌注首批砼所需數(shù)量（m3）；
D—樁徑直徑(m)；
H1—樁孔底至導管底間距，一般為0.3～0.4m；
H2—導管初次埋置深度(m)；
d—導管內(nèi)徑(m);
h1—導管內(nèi)混凝土高度(m)
h1=HwYW/YC
HW—樁孔內(nèi)水或泥漿深度（m)
YW—樁孔內(nèi)水或泥漿的重度(KN/m3)
YC—混凝土拌合物的重度,取24KN/m3
首批砼澆筑量保證導管底口埋入砼中不小于1.0m。灌注過程中始終保持導管埋置深度2～6米。當砼頂面距骨架底1米時，降低澆注速度。當砼頂面上升至骨架底部4米時，宜提升導管，使其底口高于骨架底部2米以上時恢復正常灌注速度，防止鋼筋籠上浮。砼澆筑要連續(xù)進行，防止斷樁。隨著孔內(nèi)砼的上升，逐節(jié)快速拆除導管。
當?shù)谝卉図殴嘧⑼旰螅乱卉図乓嚷俟嘧�，再逐步加快灌注速度，防止在導管�?nèi)造成高壓空氣囊。澆筑將近結(jié)束時，導管內(nèi)砼柱高度減小，壓力降低，而導管外的泥漿及所含渣土的稠度和比重增大，如出現(xiàn)砼上升困難時，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，也可掏出部分沉淀物，使?jié)仓焖龠M行。在最后一次拔管時，緩慢提拔導管，以免孔內(nèi)上部泥漿壓入樁中。標高，以保證在剔除浮漿后，樁頂標高符合設(shè)計要求。
4人工挖孔樁施工過程中易出現(xiàn)的問題
4.1地下水問題。
地下水對人工挖孔樁的施工影響最大。當?shù)叵滤徊淮髸r可進行單樁樁內(nèi)抽水；當?shù)叵滤惠^大時可采用多樁同時抽水法來降低地下水；如果樁設(shè)計深度不大時可考慮在場地四周設(shè)置井點排水。
4.2流沙層問題人工挖孔樁在開挖時，如果遇到細砂、粉砂層地質(zhì)時，再加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴重時發(fā)生井漏，造成質(zhì)量和安全事故。因此要采取有效可靠的措施。在流砂情況較輕時，可縮短挖孔層深，一段改為0.3～0.5m，并隨挖隨檢隨護壁；在流砂情況較嚴重時，常用下鋼護筒的方法，鋼護筒同鋼模板相似，以孔外徑為直徑，可分為4－6段圓弧。
4.3淤泥質(zhì)土層問題在遇到淤泥質(zhì)等軟弱土層時，一般可用木板模板支檔，同時縮短開挖深度，并及時驗收澆筑混凝土護壁。
總之，人工挖孔樁施工時，一旦遇到不利的地質(zhì)條件，除制定單樁的施工措施外，應(yīng)該合理安排人工挖孔樁的施工順序，對減少施工難度起到重要作用，在制定施工方案時要依據(jù)實際情況綜合分析，統(tǒng)籌安排，在可能的情況下，先施工較淺的樁，后施工深一些的樁，先施工外圍（或迎水部位）的樁，后施工中部的樁。
參考文獻
[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）
[2]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2004）
本文選自北大核心級期刊《人民長江》，《人民長江》于1955年創(chuàng)刊，是水利部主管，水利部長江水利委員會主辦的水利水電技術(shù)綜合性科技期刊。國內(nèi)統(tǒng)一刊號CN：42-1202/TV；國際標準刊號ISSN：1001-4179。主要內(nèi)容為宣傳長江治理與開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃，報道治江工作重大進展與建設(shè)成就，總結(jié)水資源保護與開發(fā)利用實踐經(jīng)驗，交流國內(nèi)外水利水電先進技術(shù)。近年來，按照科學發(fā)展觀的要求，圍繞“維護健康長江、促進人水和諧”的治江理念，重點對長江流域的水資源保護與開發(fā)利用進行了宣傳報道。
