人工挖孔在公路桩基础施工中的应用

1、人工挖孔在公路桩基础施工中的应用摘要：文章简单介绍了人工挖孔的施工条件及其特点，对人工挖孔作业进行了难点分析并采取了应对措施，提出了人工挖孔在公路桩基施工中的质量控制以及应注意的安全事项。关键词：人工挖孔；公路桩基础；质量控制；安全措施1.引言 在桩基础施工中，人工挖孔有着明显易见的优点，人工挖孔不仅在良好的地质条件可以广泛应用，而且随着开挖技术的改进，在有地下水、流砂层和淤泥质土质中也得到了发展和应用，客观地说人工挖孔在适合的地质条件中运用时更能发挥其优越性。 2.人工挖孔的施工条件及其特点 2.1桩基础是公路桥梁设计的一项常用的设计形式，它适用多种地质条件、安全可靠、造价合理。因考虑侧面摩

2、阻力，故在设计中多采用钻机成孔。然而，由于经济、快速的特点，人工挖孔成在公路桩基施工中仍得到了广泛采用。一般情况下选择人工挖孔必须满足几个条件：一是设计桩基不宜过长，一般不超过25m，超过10m深度的桩基，在挖孔作业时必须要有送氧和照明措施；二是当有较厚含水砂层或较厚淤泥层的地质条件下，应当慎用人工挖孔，防止发生挖桩抽水形成流沙现象并导致孔壁坍塌等伤人事故。不过地质勘察报告表明，超过2m深度的含水砂层或淤泥层为局部情况时，仍可采取一定措施进行人工挖孔施工，使桩基础施工造价大幅降低，既安全可靠又加快速度。 2.2人工挖孔施工的特点。由于钻孔成桩受到钻机调运、泥浆排放、水源、以及电源方面的种种限制

3、，而人工挖孔桩施工能避免上述不利因素，且具有设备简单、作业面易开展、施工效率高、质量容易保证等优点，因而在当今诸多钻机成孔受限制的地方人工挖孔得到广泛应用。人工挖孔系由人工操作，工人的经验差异较大。因此实际施工中时常发生一些质量事故或安全事故，其事故主要表现为：涌泥、流沙导致成孔失败；地下水位较高、流水量较大时，挖桩抽水导致孔壁坍塌；空口落物、毒气窒息、爆破及触电等等。 3.人工挖孔难点分析及措施 3.1地下水。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

4、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。 3.1.1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。 3.1.2水量较大时。当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工工序考虑，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。 3.1.3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。 3.1.4抽水时环境影响。

5、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。 3.2.1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lm左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，

6、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。 3.2.2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46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，即可分片将套简装入，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

7、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，这次支挡的木方模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。 4.人工成孔的质量控制 4.1事前控制 4.1.1组织好各种原材料的进场与验收进行技术交底，制定相应的施工工序。开挖前清除现场杂物整平夯实精确放样四周距孔中心桩1米处设4个保护桩十字对称布置。在井口护壁施工结束后，将桩中标注在

8、井口护壁上，且护壁高出地表20cm。 4.1.2同排桩基开挖时，采用间隔挖孔，群桩开挖时，应采用梅花形开挖。避免开挖过程中对相邻桩基护壁影响。 4.1.3以垂直起重设备要架立牢固，应能承受一定的冲力不致翻例垂直起重设备必须经检人验合格后方可投入使用。 4.2过程控制 4.2.1挖孔时采用每进尺进行一次砼护壁。孔砼护壁标号应不小于C25。护壁模板宜采用定型二半圆合一的喇叭形钢模，护壁厚度在1220cm，砼采用集中拌和，小型振捣棒捣实，护壁后每节上口孔径按设计桩径，下口孔径大于设计桩径16cm。 4.2.2每一节开挖前，在孔口恢复中心桩后，用吊锤放样该节孔中心位置。以防出现桩心倔位。 4.2.3挖

9、孔至10m以下时，采用鼓风机通风，使孔内保持新鲜空气。 4.2.4粘土层采用镐挖锹铲硬土层及强风化岩层采用钻孔爆破和风镐破碎。 4.2.5当孔内地下水较多时采用水泵及时排水。 4.3事后控制 4.3.1挖至设计桩底标高后，采用探孔器测验孔垂直度和孔深。在人工挖孔桩过程中施工要点为：护壁砼配合比、孔口放样、每节中心位置以及孔深测量。要求施工中及时记录每节施工土质、渗水量、中心偏位、起始深度等。 5.施工应注意安全事项 现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施；要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械；要制定安全措施，并要经常检

10、查和落实。 孔下作业不得超过2人，作业时应戴安全帽、穿雨衣、雨裤及长筒雨靴；孔下作业人员和孔上人员要有联络信号；地面孔周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等坠落伤人的物品；每工作1h，并下人员和地面人员进行交换。 井下人员应注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施。如有险情，应及时以出联络信号，以便迅速撤离。并尽快采取有效措施排除险情。 地面人员应注意孔下以出的联络信号，反应灵敏快捷。经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固。下吊时要挂牢，提上来的土石要倒干净，卸在孔口2m以外。 6.结束语 如今在公路建设中，人工挖孔桩是常用的方法之一，它受力明确、承载力高、施工方便、噪音短（爆破）、造价低等方面具有明显的优点。但人工挖孔桩在施工中尚有一些问题需要进一步探讨，有些缺点需要克服，比如人工挖孔的摩擦桩对桩基承载