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人工挖孔桩施工中特殊问题的技术处理
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内容提示：最近几年间，我国众多地区都逐渐采用并推广了人工挖孔桩，但在人工挖孔桩施工中还存在着一些问题，在通过对采用人工挖孔桩基础的工程实践监督中，积累了一些经验，发现并处理了一些特殊的问题，取得了良好的效果，现总结成文，以期和同行切磋和交流。
摘 要：最近几年间，我国众多地区都逐渐采用并推广了人工挖孔桩，但在人工挖孔桩施工中还存在着一些问题，在通过对采用人工挖孔桩基础的工程实践监督中，积累了一些经验，发现并处理了一些特殊的问题，取得了良好的效果，现总结成文，以期和同行切磋和交流。
关键词：桩；基础；施工
1 工程近况
中浩（哈尔滨）建设发展有限公司开发建设的哈尔滨中浩华尔街广场B栋住宅楼为高层住宅建筑，本工程地下为小型车库及设备用房。本工程位于哈尔滨市南岗区长江路和红旗大街交叉口处，总建筑面积为48795m2，占地面积2667.2m2。本建筑东距A栋18.1m，西距拟建建筑物25.00m。本工程建筑物东西长76.6m，南北长29.9m。
该工程建筑设计为“一”型建筑。地下一层、地上32层、框架—剪力墙结构，地下一层主要为停车库、配电室、风机房、戊类库房，三层以下为公建；四层以上为单元式住宅。建筑物总高度为107.6m。本工程一层室内地面标高为±0.000，相当于绝对标高139.0m。室内外高差为150～450mm。本工程为一级耐火等级的一级高层住宅，建筑耐久年限为100年，抗震设防为七度。结构形式部分为钢筋混凝土框架结构，部分为砖混结构，本工程大量采用人工挖孔桩基础。
2 人工挖孔桩土方施工工艺
2.1人工挖孔桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→在孔壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、活底吊土桶、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→重复第二节挖土，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土，验孔，检查尺寸和持力层→填号石，放置注浆管并焊接→浇注10cm干硬性混凝土垫层→吊放钢筋笼就位→灌注桩身混凝土。
2.2为防止杂物掉入孔中和雨水流入孔中，孔四周用M7.5水泥砂浆砌370mm厚红砖护圈，高200mm，砖的四周抹1：3的水泥砂浆。下部遇不良土体用混凝土护壁。
2.3挖孔由人工从自上自下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先挖中间部分，后挖周边，允许尺寸误差30mm，扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上自下削土修补成扩底形。为防止扩底时扩大头处的土方塌陷，宜采取间接挖土方法留4～6个土肋条作为支撑，待浇注砼之前再挖除。弃土装入活底吊桶内。垂直运输，在孔上口安支架、用辘轳提升吊至地面上后，用手推车运出。
2.4桩中线控制是在第一节孔壁上设十字控制点，每一节设横干吊大线锤坠作中心线，用水平尺找圆周。
2.5钢筋笼就位用塔吊进行，上下节主筋用对焊焊接，整个钢筋笼用10＃槽钢悬挂在井壁上，借自重保持垂直度正确。钢筋笼就位尽量不要碰孔壁。
3 施工中几个特殊问题的技术处理
3.1地下水技术处理：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。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）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。
（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。
（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。
（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；二是周围有江沙、湖泊、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。
3.2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。
（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，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。
（2）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，可采取突出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。
3.3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。
3.4桩身混凝土的浇筑
3.4.1消除水的影响
（1）孔底积水
a.浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，因此防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。b.浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀。c.如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺了。
（2）孔壁渗水：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。
3.4.2保证桩身混凝土的密实性
（1）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。
（2）对于深度大于10m的桩身下线，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。
3.5合理安排施工顺序
（1）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。
（2）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（或迎水部位）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。
4 实践效果
经过对人工挖孔桩实施上述的技术措施控制后，使其达到了预期的效果，在对422根成桩进行的静载（堆载）试验证明，人工挖孔桩满足设计要求，达到了质量验评标准的优良等级。 来源: 《建筑中文网》.
关键词：桩；基础；施工
1 工程近况
中浩（哈尔滨）建设发展有限公司开发建设的哈尔滨中浩华尔街广场B栋住宅楼为高层住宅建筑，本工程地下为小型车库及设备用房。本工程位于哈尔滨市南岗区长江路和红旗大街交叉口处，总建筑面积为48795m2，占地面积2667.2m2。本建筑东距A栋18.1m，西距拟建建筑物25.00m。本工程建筑物东西长76.6m，南北长29.9m。
该工程建筑设计为“一”型建筑。地下一层、地上32层、框架—剪力墙结构，地下一层主要为停车库、配电室、风机房、戊类库房，三层以下为公建；四层以上为单元式住宅。建筑物总高度为107.6m。本工程一层室内地面标高为±0.000，相当于绝对标高139.0m。室内外高差为150～450mm。本工程为一级耐火等级的一级高层住宅，建筑耐久年限为100年，抗震设防为七度。结构形式部分为钢筋混凝土框架结构，部分为砖混结构，本工程大量采用人工挖孔桩基础。
2 人工挖孔桩土方施工工艺
2.1人工挖孔桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→在孔壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、活底吊土桶、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→重复第二节挖土，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土，验孔，检查尺寸和持力层→填号石，放置注浆管并焊接→浇注10cm干硬性混凝土垫层→吊放钢筋笼就位→灌注桩身混凝土。
2.2为防止杂物掉入孔中和雨水流入孔中，孔四周用M7.5水泥砂浆砌370mm厚红砖护圈，高200mm，砖的四周抹1：3的水泥砂浆。下部遇不良土体用混凝土护壁。
2.3挖孔由人工从自上自下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先挖中间部分，后挖周边，允许尺寸误差30mm，扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上自下削土修补成扩底形。为防止扩底时扩大头处的土方塌陷，宜采取间接挖土方法留4～6个土肋条作为支撑，待浇注砼之前再挖除。弃土装入活底吊桶内。垂直运输，在孔上口安支架、用辘轳提升吊至地面上后，用手推车运出。
2.4桩中线控制是在第一节孔壁上设十字控制点，每一节设横干吊大线锤坠作中心线，用水平尺找圆周。
2.5钢筋笼就位用塔吊进行，上下节主筋用对焊焊接，整个钢筋笼用10＃槽钢悬挂在井壁上，借自重保持垂直度正确。钢筋笼就位尽量不要碰孔壁。
3 施工中几个特殊问题的技术处理
3.1地下水技术处理：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。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）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。
（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。
（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。
（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；二是周围有江沙、湖泊、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。
3.2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。
（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，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。
（2）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，可采取突出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。
3.3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。
3.4桩身混凝土的浇筑
3.4.1消除水的影响
（1）孔底积水
a.浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，因此防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。b.浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀。c.如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺了。
（2）孔壁渗水：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。
3.4.2保证桩身混凝土的密实性
（1）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。
（2）对于深度大于10m的桩身下线，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。
3.5合理安排施工顺序
（1）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。
（2）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（或迎水部位）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。
4 实践效果
经过对人工挖孔桩实施上述的技术措施控制后，使其达到了预期的效果，在对422根成桩进行的静载（堆载）试验证明，人工挖孔桩满足设计要求，达到了质量验评标准的优良等级。 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200907/13119.htm
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