人工挖孔樁在地基處理中的應用

張宇強

0 引言

隨著社會經濟及社會交通技術的高速迅猛發展，近些年我國城市建設以及高等級公路建設也是大規模發展，樓層越蓋越高，道路越修越寬，這些更高更寬的設計對地基處理也提出了更深層次的要求。在實際施工中地基處理的方式是多種多樣的，如換填法，強夯法，CFG復合地基法，樁基礎等。其中樁基礎由于其安全可靠性、處理形式多樣性而備受青睞。常見的樁基礎有鉆孔灌注樁、高壓旋噴樁、深層攪拌樁、水泥土樁、夯擴樁、靜壓樁、人工挖孔樁等多種。鉆孔灌注樁由于其對安全可靠性的原因，而成為樁基礎中選用頻率較高的樁型。但由于其成樁工藝較復雜，主要工序作業隱蔽，同時其施工機械對場地有一定要求。因此在場地條件有一定限制的情況下，作為傳統樁型的人工挖孔樁的優勢就被顯現出來。歸納起來，人工挖孔樁相對其他樁型，有以下特有的優勢。

1 受力性能好

由于挖孔樁直徑大，所以單樁承載力高。挖孔樁一般直徑為0.8 m～2.4 m，可承幾千千牛至幾萬千牛的力，適用于上部傳來的荷載大而集中的結構。由于其嵌入巖層一定深度，所以能承受較大的水平荷載，擴底挖孔樁還可抵抗很大的上拔力。其抗震性能好，沉降量小，能防止不均勻沉降。

2 施工方便，造價低

1)挖孔樁成孔大，容易檢查樁底持力層情況及側面土質情況，并易于混凝土澆筑、振搗。2)施工僅需輕型工具，不需大型施工機械，適于人工費較低的地區;各樁可分別同時施工，施工速度較快。3)預制樁打樁時會造成相近的樁側移或向上浮起，挖孔樁則無此問題，且無噪聲污染。4)在密實的砂層及卵石層或有孤石的地基中，打預制樁十分困難，而挖孔樁則易于施工。5)持力層有一定傾斜時，預制樁會長短不齊，大量截樁、接樁，挖孔樁則無上述問題。

3 機動性、適應性

人工挖孔樁所具有施工機具設備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，施工噪聲低，對周圍建筑物影響小，施工質量可靠，可全面開展施工，縮短工期，造價較低等。除此以外，若地質條件好，挖孔挖出的土質材料還可用于路基填方等分項工程，可以降低工程成本。人工挖孔樁可以有效解決由于地層不均質而造成的成孔困難等問題，鉆孔灌注樁及靜壓樁等樁型對地層情況有較高要求，若遇軟硬相互交替的地層，則施工難度較大，而人工挖孔樁就不受這些條件的約束，一般越是地層中有破碎帶、硬夾層、懸孤石等情況時就更能體現出人工挖孔樁的實用性。

4 人工挖孔樁的施工工藝

4.1 人工挖孔樁施工流程

測量放樣確定樁位→施工場地整平→表層硬化精確放樣確定樁位→首個1 m開挖→孔邊清理護壁模板支立校驗→邊壁混凝土澆筑→架設起吊裝置→準備排水、通風、照明設備→模板拆除繼續下挖→立模校驗澆筑邊壁循環施工至設計孔深→驗收通過→鋼筋籠制作→孔底排水→清理孔底雜物→澆筑混凝土封底→鋼筋籠安裝→澆筑樁芯混凝土至樁頂。

4.2 人工挖孔樁施工

1)成孔:按照測量放樣樁中心及控制護樁準確開挖孔口。豎向上分節開挖，每一節分為一個工作循環，一般土層每節高度為1 m，若遇到流沙層、淤泥區段每節高度不大于0.5 m。2)利用樁孔排水，每塊段選擇1個～2個挖得較深的孔作為集水排水井。3)護壁模板采用自制鋼模，鋼模厚3 mm，每節分四塊用螺栓拼裝。護壁混凝土為C25，人工澆搗。4)每節澆灌前要校驗模中心及樁中心位置，并經常檢核樁徑及樁孔垂直度，符合要求后再進行下一道工序。5)利用手搖轎車或電葫蘆提升巖土渣。普通土層采用鋤鎬挖掘，進入中、微風化層改用風鎬破碎或爆破法施工，樁孔挖至孔底設計標高或持力層時，請甲方會同監理工程師簽認合格后，清理孔底，并抓緊進行下道工序。6)鋼筋籠制作:鋼筋在鋼筋棚下料，運至現場按設計規格分段焊制，焊接牢固且滿足規范要求，特別是加強筋與縱筋要焊牢。7)采用16 t吊車安裝，鋼筋籠中心及其頂、底位置必須認真校核準確，然后將鋼筋籠與孔口護壁中的鋼筋支撐焊接固定。8)樁芯混凝土澆灌:混凝土的澆筑如孔內有積水則采用水下灌注混凝土方法，如無積水則采用常規灌注混凝土方法，并嚴格按照技術規范的要求進行施工。

5 人工挖孔樁施工時注意事項及應對措施

1)挖孔過程中，遇到地下管線、工程錨桿或隱蔽結構必須小心查清情況，做好記錄、拍照并報告業主。待確定處理方案后才可進行處理，千萬不能自行處理。2)孔內作業人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，孔內照明電壓不超過36 V。排水泵配有漏電保護裝置。挖孔樁四周2 m內不得堆放重物。3)每組挖孔樁井下有人，井口必須有人照應，并事先制定孔下突發事件進行聯系的方法。4)井口支架、起吊繩索、裝土容器等必須安全牢固，暫停施工時，井口用木板蓋好。5)深孔施工時，注意抽風、排水、照明。排水過程中，在附近重要控制點設置沉降觀測點，注意觀測排水影響動態。

6 結語

人工挖孔樁雖是傳統工藝，是20世紀70年代以前基礎施工經常使用的方法，但應該看到，隨著施工鋼材和鋼護筒的大量應用，起吊設備的增多，水上浮吊、汽車吊、大噸位振動錘的使用，特種水泥以及多功能外摻劑的使用，冷凍固結開挖法結合封水工藝，基巖上空壓機和爆破技術的應用，自動拌和站和輸送泵的加入，人工挖孔絕不是原始方法的重復。

隨著人們對環境保護意識的加強，人工挖孔樁在施工科學技術高度發達的今天，仍有其存在發展的價值和空間。但也存在孔底作業環境惡劣，作業人員可能受到涌水、涌沙、塌方、毒氣、觸電、墜物打擊等潛在安全問題的威脅，因此，在采用該法施工時，應對施工人員的安全保護高度重視，想方設法采取有效的措施，杜絕人身安全事故的發生。

[1]趙瑞麗.淺談人工挖孔灌柱樁施工技術及安全措施[J].山西建筑，2010，36(6):96-97.