人工挖孔灌注桩施工工艺浅析
【关键词】人工挖孔灌注桩，施工，工艺，流砂处治
一、概述
人工挖孔灌注桩是指主要采用人工挖孔成桩，具有施工机具操作简单，占有施工场地小，对周围环境影响小，桩质量可靠，可全面展开，缩短工期，造价较低等优点。挖孔桩在施工过程中，工人在井下作业，劳动条件差，安全事故多。据调查显示，桩基施工中发生安全事故以挖孔桩为最多。主要集中在地面或高空坠物、地面人员失足跌入桩孔、触电、起重工具失灵、桩孔内出现有毒气体致使人员窒息和桩孔内涌水、流砂等六类。所以在施工中要针对以上情况采取必要的措施，防止事故的发生。人工挖孔桩是本项目安全生产管理的重点，为了有效地控制各种安全事故的发生，搞好挖孔桩施工的安全管理，特制定该安全专项方案。
某标准厂房边坡治理工程共设计抗滑桩178棵，其中4#边坡KHZ-118～KHZ-179#桩径为2米×2.5米，护壁厚度设计20CM的C20级混凝土，桩长为23米～30米不等,嵌固段深度多数在16～23米,。现结合本工程对人工挖孔灌注桩施工工艺进行详细介绍，希望能对其他类似工程的施工提供借鉴。
二、开工前的准备工作
1. 整平场地，做好抗滑桩锁口周围的排水措施，并做到水通、电通、路通。调查了解施工现场地上、地下的障碍物，如地下电缆、光缆、上下水管道等的分布情况。
2. 准备好施工必须的资料，如桩的设计图纸、地质勘察报告书，以便掌握施工区域各层土的物理力学性质，桩持力层的岩土特征及埋深，地下水埋深及分布情况，根据。
3. 认真编制人工挖孔桩施工方案，施工用电专项方案。其方案首先要保证安全施工，要有全面的安全技术措施，全面指导施工。
4. 挖孔桩深度超过2M后要对其坑口采取安全护栏，不允许非施工人员入内。
5. 准备好施工工具如挖孔施工工具、模板、通风机、水泵、照明及动力电器等。
6. 开工前施工单位应根据施工中可能出现的事故、意外伤害，编制相应的应急救援预案。
三、加强施工组织与管理
1. 成立专门的施工指挥组，由分管挖孔桩工程的负责人与技术人员共同负责指挥施工、管理、生产与技术工作。
2. 按施工方案中制订的安全技术措施，以及有关的安全技术规范、规程的要求，开工前由施工组织组向全体操作人员、管理人员进行安全技术交底，现场设专职安全员，负责现场的安全检查与监督工作。
3. 应选用专业施工队伍进行人工挖孔桩施工。从事挖孔桩作业的工人应挑选健壮男性青年，并需经健康检查和井下、高空、用电、吊装及简单机械等安全作业培训且经考核合格方可进入现场施工。
4. 每开挖一段应及时进行岩性编录，仔细核对地层情况，进行综合分析，若地层实际位置与设计有较大出入时，将发现的异常及时向建设单位和勘查、设计单位汇报，通过设计变更处理。实际桩长应会同业主、勘查、设计单位现场确定。
5. 在抗滑桩挖孔施工过程中，必须定期对锁口进行变形观测，在出现暴雨后也也必须对锁口位置进行变形观测凡出现位移的桩孔必须停止开挖。
6. 松散层段原则上以人工开挖为主。孔口做锁口处理。基岩段可采用少药量、多炮眼的松动爆破方式。开挖基本成型后再人工刻凿孔壁至设计尺寸。
7. 根据岩土体的自稳性、可能的日生产进度和模板的高度，经过计算确定一次最大开挖深度。一般地，自稳性较好的可塑～硬塑状粘性土，或稍密以上的碎块石土，或基岩中为1.05～1.2m；软弱的粘性土或松散的、易跨塌的碎石层中为0.5～0.6m。
8. 开挖的弃渣可用1t以上的卷扬机吊起，每次不得超过0.2m3。吊斗的活门应有双套防开保险装置。吊出后应立即运走，堆放于安全的低洼地带，不得破坏环境，诱发次生灾害，并应尽可能搬迁至新建填土场所用。
9. 当土体的富水性较差时，可采用坑内直接排水，当富水性好，水量很大时，宜采用桩孔外管井排水。
四、重视施工安全技术
1、桩孔内的作业人员应遵守下列规定：
（1） 必须戴安全帽，穿绝缘胶鞋；
（2） 严禁酒后作业；不准在孔内吸烟；不准在孔内使用明火；
（3） 每天开工前应用空压机对孔底送风，然后施工人员才能下孔作业,每工作4小时应出孔轮换以防止孔内缺氧造成人员伤亡；
（4） 开挖复杂的土层时，每挖深0.5m～1m应用钢筋对孔底做探查，探查孔底以下是否有洞穴、涌砂等，确认安全后，方可继续进行挖掘；
（5） 认真留意孔内一切动态，如发现流砂、涌水、护壁变形等不良预兆以及有异味气体时，应停止作业并迅速撤离；
（6） 在施工中途抽水后，必须先将场面上的专用电源切断，作业人员方可下孔作业。
2、施工中应做好以下安全措施：
（1） 孔口四周必须设置护栏；闲置的孔口必须覆盖，夜间孔口应设红灯警示标志。
（2） 雨季施工，应做砖砌井口保护圈，高出地面20cm以防地面水流入井孔口；最上节混凝土护壁，在井口处，混凝土沿45cm宽（厚度与护壁相同）以保护井口。
（3） 孔口操作平台应自成体系，防止在护壁下沉时被拉跨。
（4） 在使用提升设备过程中，人工开挖位置以上2米位置必须用双层竹条板搭建防护措施，当向上或向下吊东西时，孔内作业人员必须躲避到竹条板一侧，以防止提升设备故障造成人员伤亡。
（5） 孔内必须设置应急软爬梯，供人员上下孔使用的电葫芦、吊笼等应配有机械制动卡紧保险装置，不得用麻绳、尼龙绳吊扶或脚踏井壁凸缘上下人。电葫芦用按扭开关，使用前必须检验其安全起吊能力。
（6） 吊运土方用的绳索、滑轮和盛土容器应完好牢固，起吊时垂直下方严禁站人。
（7） 每日开口前必须检测井下的有毒有害气体，并应有足够的安全保护措施，桩孔开挖深度超过10m时，应有专门向井下送风的设备。当孔内有人时，孔上必须有人监护，不得擅离岗位。
（8） 挖出的土方应及时运走离开孔口，孔口1m范围内不得堆放；机动车不得在孔口附近通行。
（9） 各孔用电必分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2m以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆电线必须有防湿、防潮、防断等保护措施，照明应采用安全矿灯或12v以下的安全灯。
（10） 浇筑桩身混凝土时，相邻10m范围内应停止挖孔作业，孔底不得留人。
（11） 挖孔时还应注意的事项如下：
①多桩孔同时成孔，应采取间隔挖孔方法，相邻的桩不能同时挖孔、成孔。必须待相邻桩孔浇灌完混凝土之后才能挖孔，以保证土壁稳定。
②扩底时，为防止侧面塌方，可采取间隔扩底挖土措施，留一部分土方作为支撑，待灌注混凝土前再挖除。
③挖、扩孔完成后，一律应在当天验收并接着浇灌混凝土，特别是孔壁是砂土、松散填土、饱满和软土等更不得过夜再浇灌混凝土，以免塌孔。
五、出现流砂、淤泥、涌水特殊处理方案
4#边坡从地质勘察资料,以及现场勘察分析，在抗滑桩人工挖孔过程中不可避免会出现涌水大、流砂、淤泥等特殊情况。所以在开工前就必须做好出现特殊情况的应急措施。一旦出现流砂应该做好以下应急准备：准备好草蓆、50CM或则30CM护壁模板等。以下为几种在我们目前施工项目中所使用的几种处理方法：
1、流砂处治
（1） 局部出现流砂、淤泥时，施工过程中还能够正常安装钢筋模板，施工中采用草蓆支撑，再用钢筋穿过草蓆垂直于护壁钉入土体内固定草蓆封堵流砂、淤泥，可以按照正常的1M/模开挖。但是要求侧面支撑好后立即组织钢筋安装，模板安装、浇筑护壁。
（2） 多个面同时出现流砂时按照常规的1米/模开挖，施工中钢筋模板还没有安装好，模板内部又出现垮塌，根本无法浇筑。所以在施工上就我们把每模开挖深度减少到50CM或则30CM，减少软弱面的临空高度，同时采用草蓆堵塞，再用钢筋垂直于护壁侧面钉入土体内固定草蓆防止侧面垮塌。固定好后迅速组织钢筋安装、模板安装、混凝土浇筑。
（3） 孔内出现的流砂量较大，人工已经无法清除，施工工艺上只能采取用钢板护壁，施工过程中就要求，护壁主筋焊接在模板外。钢板护壁直接用锤击法沉至下一模标高后再清除淤泥、流砂。钢板护壁上主筋应与上以模的主筋焊接，防止钢板护壁下沉过多导致护壁脱节。该措施在我们这个项目上没有用到，因为经现场观察，所有流砂孔或多或少都出现有一个面土体相对较硬，如果使用钢板护壁，那么可能出现软侧下沉多，硬侧下沉少，钢板护壁出现倾斜。
2、孔内出现涌水过大，基本处理方法有孔内降水和孔外降水2种。
（1） 孔内排水：
当土体的富水性较差时，可采用坑内直接排水，具体操作：先集中把孔的一侧向下挖，把孔内水引至侧边，放入水机边挖边抽水。施工过程中应注意，挖孔工人必须配绝缘水鞋，水机必须单独设置漏电保护器，并经常检查水机绝缘层是否破损。
（2） 孔外排水：
当土体富水性好，水量很大时，宜采用桩孔外管井排水，可以分为以下两种。
a) 集中力量把出水片区的某一根或几根桩开挖到设计深度，然后从孔内向外抽水，达到降低地下水位及降低土体内的含水量的目的，来确保相邻桩孔的顺利开挖。
b) 在相邻桩孔间打降水井，在这个项目我公司对该问专门召开了专题会议讨论，最终孔外确定在出水片区相邻桩间设置长螺旋机制降水井，井径为φ500mm，内装φ315PVC管，PVC管上均匀设计排水孔在用土工布包裹，孔低铺2米碎石滤水层。长螺旋机制降水井在施工中收到了很好的效果，只是在部分桩孔因土体的富水性不一，没有达到预期的目标，但施工中结合孔内排水法，整个工程挖孔工作已顺利完工。
3、护壁质量
（1） 凡出现流砂、淤泥、孔内涌水,在护壁浇筑过程中,在浇筑混凝土的过程中可能混凝土还没有达到初凝,部分混凝土中的水泥已经被渗水冲走,所以在施工措施上应当适当提高混凝土标号并在混凝土中添加速凝剂,以确保护壁质量。
（2） 因出现以上特殊情况护壁侧边的土体都是处于不稳定状态，对护壁的侧压力相对普通桩相对较大。那么在护壁模板的拆除时间上就要适当延长，防止新浇混凝土因模板拆除过早发生开裂、垮塌。
