人工挖孔桩在地基处理中的应用

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：人工挖孔桩具有施工方便、设备简单、适应性强、无污染、成桩质量有保障、造价低廉等诸多优点，在地基处理中仍有较强的实用价值。对人工挖孔桩的施工工艺、成孔过程中的事故处理和安全保护措施作了详细的阐述。

　　关键词：人工挖孔桩;施工技术;安全措施

　　Abstract: The manual digging pile construction is convenient, simple equipment, adaptable, non-polluting, the pile quality and security, low cost advantages, there is still a strong practical value in ground processing. This paper provide a detailed exposition on manual digging pile construction process, the hole in incident handling and security measures.

　　Key words: artificial dug pile; construction technology; security measures

　　中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：

　　引言

　　随着社会经济及社会交通技术的高速迅猛发展，近些年我国城市建设以及高等级公路建设也是大规模发展，楼层越盖越高，道路越修越宽，这些更高更宽的设计对地基处理也提出了更深层次的要求。在实际施工中地基处理的方式是多种多样的，如换填法，强夯法，CFG复合地基法，桩基础等。其中桩基础由于其安全可靠性、处理形式多样性而备受青睐。常见的桩基础有钻孔灌注桩、高压旋喷桩、深层搅拌桩、水泥土桩、夯扩桩、静压桩、人工挖孔桩等多种。钻孔灌注桩由于其对安全可靠性的原因，而成为桩基础中选用频率较高的桩型。但由于其成桩工艺较复杂，主要工序作业隐蔽，同时其施工机械对场地有一定要求。因此在场地条件有一定限制的情况下，作为传统桩型的人工挖孔桩的优势就被显现出来。

　　1 地基处理技术的发展

　　地基处理是古老而又年轻的领域。在我国改革开放促进了基本建设持续高速发展。为了适应工程建设的要求，地基处理技术在我国得到飞速发展，地基处理技术最新发展反映在地基处理机械、材料，地基处理设计计算理论、施工工艺、现场监测技术，以及地基处理方法的不断发展和多种地基处理方法综合应用等各个方面。

　　为了满足日益发展的地基处理工程的需要，近几年来地基处理机械发展很快。例如，深层搅拌机型号增加。除前几年生产的单轴深层搅拌机和固定双轴搅拌机，浆液喷射和粉体喷射深层搅拌机外，近年来研制成功可变距双轴深层搅拌机和可同时适用浆液喷射和粉体喷射的深层搅拌机，搅拌深度和成桩直径也在扩大，海上深层搅拌机也已投入使用，我国深层搅拌机拥有量近年来大幅度增加。

　　地基处理材料的发展也促进了地基处理水平的提高。新材料的应用，不仅使一些原有的地基处理方法效能提高，而且产生了一些新的地基处理方法。土工合成材料在地基处理领域得到愈来愈多的应用。土工合成加筋材料的发展促进了加筋土法的发展。轻质土工合成材料EPS作为填土材料形成EPS超轻质料填土法。塑料排水带的应用提高了排水固结法施工质量和工效，且便于施工管理。灌浆材料如超细水泥、粉煤狄水泥浆材、硅粉水泥浆材等水泥系浆材和化学浆材在品种、质量上发展都很快。化学浆材的研究重视降低浆材毒性和对环境的污染。灌浆材料的发展有效地扩大了灌浆法的应用范围，满足了工程需要。在地基处理材料应用方面还值得一提的是近年来重视将地基处理同工业废料的利用结合起来。粉煤灰垫层、粉煤灰石狄二灰桩复合地基、铜渣桩复合地基、渣土桩复合地基、二灰混凝土桩复合地基等应用取得了较好的社会经济效益。

　　2 人工挖孔概述

　　人工挖孔桩具有单桩承载力高、结构传力明确、沉降量小，可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，施工设备简单、施工工艺简便，占地小并目施工无噪声、无环境污染，对周围建筑物无影响的优点，另外可以全面施工，施工速度快，刚医了工程造价。因此，人工挖孔桩被越来越多的设计和施工单位所采用，广泛的应用于高层建筑、公用建筑、水工建筑的桩基础，起支承、抗滑、挡土的作用。

　　3 人工挖孔桩在地基处理中的实用性

　　人工挖孔桩这种传统古老的施工工艺在建筑市场中占有的份额正在逐渐缩小。但人工挖孔桩在施工中的机动性、适应性和可靠性是这种桩能在诸多桩型中被选用的关键。

　　3.1人工挖孔桩的机动性

　　人工挖孔桩对施工设备要求较低，一般在施工技术人员定出桩位后所有工序基本上都可以人工完成，施工常用工具有：轻型起吊设备、照明设备、开挖设备、通风设备、排水设备、通讯设备等，所有设备均轻便易携带。所以人工挖孔桩具有很好的机动性，适于在交通条件较差的地点施工。

　　3.2人工挖孔桩的适应性

　　人工挖孔桩具有很强的适应性，受约束的施工条件较少，一般桩口直径在O.8m以上。桩深在25m以内的桩均可采用人工挖孔桩施工，具我掌握的资料显示，实际施工采用人工挖孔桩施工的最大桩径有4m，最深的孔深37m。人工挖孔桩对地质情况的要求也不高，钻机成孔的桩对地质情况要求都比较严格。一般都需要在均质的地质情况下成孔，人工挖孔桩就不受这些条件的约束，一般越是地质情况复杂，地层中有破碎带、硬夹层、悬孤石等情况就更能体现人工挖孔桩的实用性。在实际施工时也经常采用人工挖孔的施工工艺解决成孔时地层中遇到的问题。

　　3.3人工挖孔桩的可靠性

　　人工挖孔桩施工全程是在无水或少水的状态下施工完成的，因此，可以更全面了解地层的实际情况，便于为设计提供更直接的依据，另一方面，成孔的效果也更为直观，因为可以做到无水施工，钢筋笼、混凝土的施工质量可以得到保证。

　　4 人工挖孔桩的施工工艺

　　4.1人工挖孔桩施工流程

　　测量放样确定桩位→施工场地整平→表层硬化精确放样确定桩位→首个1 m开挖→孔边清理护壁模板支立校验→边壁混凝土浇筑→架设起吊装置→准备排水、通风、照明设备→模板拆除继续下挖→立模校验浇筑边壁循环施工至设计孔深→验收通过→钢筋笼制作→孔底排水→清理孔底杂物→浇筑混凝土封底→钢筋笼安装→浇筑桩芯混凝土至桩顶。

　　4.2人工挖孔桩施工

　　1)成孔：按照测量放样桩中心及控制护桩准确开挖孔口。竖向上分节开挖，每一节分为一个工作循环，一般土层每节高度为1m，若遇到流沙层、淤泥区段每节高度不大于0.5m。2)利用桩孔排水，每块段选择1个一2个挖得较深的孔作为集水排水井。3)护壁模板采用自制钢模，钢模厚3 mm，每节分四块用螺栓拼装。护壁混凝土为C25，人工浇捣。4)每节浇灌前要校验模中心及桩中心位置，并经常检核桩径及桩孔垂直度，符合要求后再进行下一道工序。5)利用手摇轿车或电葫芦提升岩土渣。普通土层采用锄镐挖掘，进人中、微风化层改用风镐破碎或爆破法施工，桩孔挖至孔底设计标高或持力层时，请甲方会同监理工程师签认合格后，清理孔底，并抓紧进行下道工序。6)钢筋笼制作：钢筋在钢筋棚下料，运至现场按设计规格分段焊制，焊接牢固且满足规范要求，特别是加强筋与纵筋要焊牢。7)采用16 t吊车安装，钢筋笼中心及其顶、底位置必须认真校核准确，然后将钢筋笼与孔口护壁中的钢筋支撑焊接固定。8)桩芯混凝土浇灌：混凝土的浇筑如孔内有积水则采用水下灌注混凝土方法，如无积水则采用常规灌注混凝土方法，并严格按照技术规范的要求进行施工。

　　5 人工挖孔桩施工时应该注意的安全问题及对应措施

　　5.1注意涌水现象

　　5.1.1涌水出现的原因

　　涌水现象一般发生于岩石破碎断裂带，在断裂带中有裂隙水或承压水存在，当人工挖孔桩施工至该地层时会出现涌水现象。

　　5.1.2涌水带来的危害

　　涌水现象直接影响桩芯混凝土的质量，若不采取有效措施及时封堵。轻则造成桩身出现缩颈断桩现象，重则造成塌孔人员伤亡。

　　5.2注意涌沙现象

　　5.2.1涌沙出现的原因

　　人工挖孔一般在穿透沙层时，若地下水丰富则会发生涌沙现象。

　　5.2.2涌沙带来的危害

　　涌沙现象会造成成孔困难，无法继续下挖等施工问题，若不及时处理，会发生塌孔井漏等质量安全事故。

　　5.3注意毒气现象

　　5.3.1毒气出现的原因

　　开挖地层中或周围地层中有腐殖土、淤泥、杂填土时，由于这些土层中含有大量的有机物，在细菌和微生物的作用下会产生沼气、硫化氢等对人体有害气体。这些有害气体密度大于空气密度，所以会在孔底大量积聚。

　　5.3.2毒气带来的危害

　　会引起爆炸或气体中毒后造成人员伤亡。实际施工中，往往会忽视毒气这个隐形的杀手而造成人员的伤亡。

　　5.4注意触电、坠物打击现象

　　5.4.1触电、坠物打击现象发生的原因

　　施工操作不规范，安全生产意识淡薄是造成触电、坠物打击现象发生的主要原因。

　　5.4.2触电、坠物打击现象发生的后果

　　会造成操作人员伤亡事故。

　　6 结语

　　人工挖孔桩虽是传统工艺，是20世纪70年代以前基础施工经常使用的方法，但应该看到，随着施工钢材和钢护筒的大量应用，起吊设备的增多，水上浮吊、汽车吊、大吨位振动锤的使用，特种水泥以及多功能外掺剂的使用，冷冻固结开挖法结合封水工艺，基岩上空压机和爆破技术的应用，自动拌和站和输送泵的加入，人工挖孔绝不是原始方法的重复。

　　随着人们对环境保护意识的加强，人工挖孔桩在施工科学技术高度发达的今天，仍有其存在发展的价值和空问。但也存在孔底作业环境恶劣，作业人员可能受到涌水、涌沙、塌方、毒气、触电、坠物打击等潜在安全问题的威胁，因此，在采用该法施工时，应对施工人员的安全保护高度重视，想方设法采取有效的措施，杜绝人身安全事故的发生。

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