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摘要：本文阐述了人工挖孔桩法的优点，施工要求，以及安全措施，针对复杂地质条件下人工挖孔桩施工存在的特殊问题，给出了应对措施。
关键词：膨胀土；人工挖孔桩施工
前言
膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液性粘土，常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏。为了解决膨胀土地质条件下的施工，必须采取相应的措施，人工挖孔灌注桩可适用黏土、粉土、沙土、人工填土、碎石土和风华土层，也可在湿陷性黄土、膨胀土和冻土等特殊土层中使用。
1 人工挖孔桩施工的相关概述
1.1 人工挖孔桩定义
人工挖孔桩，也叫挖孔墩。指桩孔采用人工挖掘方法，进行成孔，安放钢筋笼，灌注混凝土成为支承上部结构的桩基。人工挖孔桩适用于工程地质和水文地质条件较好且持力层埋藏较浅工程，或者是在无水或少水且较密实的粘土或其它较硬地层。既可用于高层建筑、公用建筑的基础中，也可用于基坑的边坡支护。
1.2 人工挖孔桩施工顺序
场地平整 — 放线、定桩位 — 挖第一节桩孔土方 — 支模浇灌第一节混凝土护壁 — 在护壁上测标高及做好轴线标志 — 安装、垂直运输架、起重卷扬机、孔底吊土桶、通风、照明设施等 — 第二节桩身挖土 — 护壁— 重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度- 检查持力层后进行扩底（仅限于扩孔桩）- 清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层 — 吊放钢筋笼 — 浇注桩芯混凝土。
2 人工挖孔桩关键施工
（1）开孔前，桩位应定位放样准确，在桩位外设置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩心点校正模板位置，并由专人负责。
（2）成孔施工。第一节井圈护壁应符合下列规定：井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm；井圈顶面应比场地高出150～200mm，壁厚比下面井壁厚度增加 100～150mm。桩开挖时，须先在孔顶用十字中点调准桩中，然后沿护壁模向内开挖。桩孔最上一圈硷护壁要高出地面 30cm，防止杂物滚落孔内。当开挖到设计持力岩层层位时，及时通知设计单位、监理单位、质检单位及工程地质勘探单位等有关人员验孔，并做超前钻孔，以便确定桩长，确保桩端之下持力层有足够厚度。成孔的允许偏差应满足：桩径± 5 0 m m，垂直度0 . 5 %，桩位±5 0 m m，且底部扩大段要按设计挖成圆台状，保证尺寸。
（3）钢筋笼制做安装。钢筋笼的主筋为通长钢筋，其接头通常采用对焊或双面焊，保证主筋受力在同一轴线。钢筋笼制作严格按设计加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差± 10mm；箍筋或螺旋筋螺距允许偏差± 20mm；钢筋笼直径允许偏差± 10mm；钢筋笼长度允许偏差± 5 0 m m。另外注意钢筋笼的标高，到达设计位置后应采用工艺筋（吊筋、抗浮筋）固定，避免钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮。
（4）灌注桩身混凝土。终孔后清净石渣碎片，然后用水冲洗2 遍，再用麻袋或碎布将水吸干，应尽量将桩底的水抽干。浇捣前，先把孔内积水抽干，将孔清洗干净，补好护壁渗水部分，灌注桩混凝土量较大，会出现浮浆，因此，每支桩应多灌50cm 高，然后凿到设计高度。另外要注意砼拌合料质量控制，每盘砼的拌和时间不得少于90 秒，开始搅拌时必须做一次坍落度检测，调整好流动性，且具有较好的粘聚性，灌注时作坍落度损失的观察，以指导砼配合比的调整，拌好的砼应立即使用，有离析现象严禁灌入桩孔。
（5）成桩质量检验。砼试块强度的质量检验和桩身动检，桩身动检包括大应变和小应变，可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度，质量检验和桩身动检必须合格。建议有条件的按1 ～2 % 抽样，按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验，必须满足设计要求。
3 人工挖孔桩施工存在问题和解决方案
3.1 桩孔地下水降排水处理措施
（1）对少量渗水，可在桩孔内挖小集水坑，随挖土随用吊桶将泥水一起吊出。（2）对大量渗水，可在桩孔内先挖较深集水井，设小型潜水泵抽排出桩孔外，随挖土随加深集水井。（3）涌水量很大时，如桩孔较密集，根据场地桩孔布置，提前将一部分桩孔超前开挖，使附近地下水汇集于此桩孔内，用潜水泵抽出，起到深井降水作用，将附近桩孔地下水位降低，循环降排水，交错开挖施工。
3.2 桩孔流砂处理措施
（2）当挖孔遇到流砂层时，可在井孔内设高1.0～2.0m、厚4mm 的钢套护筒，直径略小于混凝土护壁内径，利用混凝土护壁作支点，用千斤顶将护筒压入土中，阻挡流砂，直至穿过流砂层0.5～1.0mm，再转入正常挖土和混凝土护壁施工，浇灌混凝土至该段时，随浇混凝土随将钢护筒拔出。（2）减少开挖桩孔循环深度，缩短护壁高度。根据桩孔土层情况，及时开挖及时布设护壁钢筋，灌注混凝土，护壁混凝土配制适当加入早强剂加快混凝土的凝固，提高混凝土早期强度。（3）组织充足的护壁钢模，挖孔遇到流砂层区段采用多套钢模支护，挖孔结束后，钢筋制安前再进行拆模，进行后续施工工序。
3.3 验岩及入岩问题
验岩及入岩是确认桩底岩石是否到设计岩层以及进入岩层的深度是否满足设计要求。有些工程中，地质情况复杂，桩底周边入岩位置不在同一水平处。比如，在实际施工中，有些孔底兩边先进入中风化，而中间比两边进入中风化要深。由地质勘察单位负责确认岩层深度较为恰当，这样可确保挖孔桩承载力满足设计要求。
3.4 安全问题
人工挖孔桩的常见安全事故有：孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔中的施工人员；孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡，孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；孔内电缆、电线磨损受潮，导致工人触电伤亡；深孔中突然涌水，淹没操作人员等等。实践证明，施工人员树立安全意识，加强安全教育，做好安全技术交底，各种安全技术措施到位。
（1）孔口围护措施。孔口四周必须设置护拦，孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m 范围内，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。（2）孔中防毒措施。每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施。（3）防止孔壁涌水措施。当相距1 0 m 以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，要考虑对正在挖孔桩的危险影响，一般应暂停施工，人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时，基本上抽干孔中积水后，作业人员才能下至孔中进行挖土。（4）其它安全措施。施工人员必须戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人监督防护；井孔周边作业人员、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。
4 结束语
综上所述，膨胀土地质条件下的人工挖孔灌注桩施工，选用技术方案时应首先遵循技术可行、经济合理的原则，人工挖孔桩施工设备简单，噪音低，施工速度快，对周围原有建筑物影响小，施工成本较低，在不适宜用机械钻孔灌注桩及场地狭小的情况下，可酌情考虑采用。
关键词：膨胀土；人工挖孔桩施工
前言
膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液性粘土，常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏。为了解决膨胀土地质条件下的施工，必须采取相应的措施，人工挖孔灌注桩可适用黏土、粉土、沙土、人工填土、碎石土和风华土层，也可在湿陷性黄土、膨胀土和冻土等特殊土层中使用。
1 人工挖孔桩施工的相关概述
1.1 人工挖孔桩定义
人工挖孔桩，也叫挖孔墩。指桩孔采用人工挖掘方法，进行成孔，安放钢筋笼，灌注混凝土成为支承上部结构的桩基。人工挖孔桩适用于工程地质和水文地质条件较好且持力层埋藏较浅工程，或者是在无水或少水且较密实的粘土或其它较硬地层。既可用于高层建筑、公用建筑的基础中，也可用于基坑的边坡支护。
1.2 人工挖孔桩施工顺序
场地平整 — 放线、定桩位 — 挖第一节桩孔土方 — 支模浇灌第一节混凝土护壁 — 在护壁上测标高及做好轴线标志 — 安装、垂直运输架、起重卷扬机、孔底吊土桶、通风、照明设施等 — 第二节桩身挖土 — 护壁— 重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度- 检查持力层后进行扩底（仅限于扩孔桩）- 清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层 — 吊放钢筋笼 — 浇注桩芯混凝土。
2 人工挖孔桩关键施工
（1）开孔前，桩位应定位放样准确，在桩位外设置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩心点校正模板位置，并由专人负责。
（2）成孔施工。第一节井圈护壁应符合下列规定：井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm；井圈顶面应比场地高出150～200mm，壁厚比下面井壁厚度增加 100～150mm。桩开挖时，须先在孔顶用十字中点调准桩中，然后沿护壁模向内开挖。桩孔最上一圈硷护壁要高出地面 30cm，防止杂物滚落孔内。当开挖到设计持力岩层层位时，及时通知设计单位、监理单位、质检单位及工程地质勘探单位等有关人员验孔，并做超前钻孔，以便确定桩长，确保桩端之下持力层有足够厚度。成孔的允许偏差应满足：桩径± 5 0 m m，垂直度0 . 5 %，桩位±5 0 m m，且底部扩大段要按设计挖成圆台状，保证尺寸。
（3）钢筋笼制做安装。钢筋笼的主筋为通长钢筋，其接头通常采用对焊或双面焊，保证主筋受力在同一轴线。钢筋笼制作严格按设计加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差± 10mm；箍筋或螺旋筋螺距允许偏差± 20mm；钢筋笼直径允许偏差± 10mm；钢筋笼长度允许偏差± 5 0 m m。另外注意钢筋笼的标高，到达设计位置后应采用工艺筋（吊筋、抗浮筋）固定，避免钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮。
（4）灌注桩身混凝土。终孔后清净石渣碎片，然后用水冲洗2 遍，再用麻袋或碎布将水吸干，应尽量将桩底的水抽干。浇捣前，先把孔内积水抽干，将孔清洗干净，补好护壁渗水部分，灌注桩混凝土量较大，会出现浮浆，因此，每支桩应多灌50cm 高，然后凿到设计高度。另外要注意砼拌合料质量控制，每盘砼的拌和时间不得少于90 秒，开始搅拌时必须做一次坍落度检测，调整好流动性，且具有较好的粘聚性，灌注时作坍落度损失的观察，以指导砼配合比的调整，拌好的砼应立即使用，有离析现象严禁灌入桩孔。
（5）成桩质量检验。砼试块强度的质量检验和桩身动检，桩身动检包括大应变和小应变，可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度，质量检验和桩身动检必须合格。建议有条件的按1 ～2 % 抽样，按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验，必须满足设计要求。
3 人工挖孔桩施工存在问题和解决方案
3.1 桩孔地下水降排水处理措施
（1）对少量渗水，可在桩孔内挖小集水坑，随挖土随用吊桶将泥水一起吊出。（2）对大量渗水，可在桩孔内先挖较深集水井，设小型潜水泵抽排出桩孔外，随挖土随加深集水井。（3）涌水量很大时，如桩孔较密集，根据场地桩孔布置，提前将一部分桩孔超前开挖，使附近地下水汇集于此桩孔内，用潜水泵抽出，起到深井降水作用，将附近桩孔地下水位降低，循环降排水，交错开挖施工。
3.2 桩孔流砂处理措施
（2）当挖孔遇到流砂层时，可在井孔内设高1.0～2.0m、厚4mm 的钢套护筒，直径略小于混凝土护壁内径，利用混凝土护壁作支点，用千斤顶将护筒压入土中，阻挡流砂，直至穿过流砂层0.5～1.0mm，再转入正常挖土和混凝土护壁施工，浇灌混凝土至该段时，随浇混凝土随将钢护筒拔出。（2）减少开挖桩孔循环深度，缩短护壁高度。根据桩孔土层情况，及时开挖及时布设护壁钢筋，灌注混凝土，护壁混凝土配制适当加入早强剂加快混凝土的凝固，提高混凝土早期强度。（3）组织充足的护壁钢模，挖孔遇到流砂层区段采用多套钢模支护，挖孔结束后，钢筋制安前再进行拆模，进行后续施工工序。
3.3 验岩及入岩问题
验岩及入岩是确认桩底岩石是否到设计岩层以及进入岩层的深度是否满足设计要求。有些工程中，地质情况复杂，桩底周边入岩位置不在同一水平处。比如，在实际施工中，有些孔底兩边先进入中风化，而中间比两边进入中风化要深。由地质勘察单位负责确认岩层深度较为恰当，这样可确保挖孔桩承载力满足设计要求。
3.4 安全问题
人工挖孔桩的常见安全事故有：孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔中的施工人员；孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡，孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；孔内电缆、电线磨损受潮，导致工人触电伤亡；深孔中突然涌水，淹没操作人员等等。实践证明，施工人员树立安全意识，加强安全教育，做好安全技术交底，各种安全技术措施到位。
（1）孔口围护措施。孔口四周必须设置护拦，孔内作业时，孔口上面必须有人监护。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m 范围内，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带，特殊情况下还应戴上防毒防尘面具。（2）孔中防毒措施。每次下孔前，必须对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施。（3）防止孔壁涌水措施。当相距1 0 m 以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，要考虑对正在挖孔桩的危险影响，一般应暂停施工，人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况应及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时，基本上抽干孔中积水后，作业人员才能下至孔中进行挖土。（4）其它安全措施。施工人员必须戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人监督防护；井孔周边作业人员、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。
4 结束语
综上所述，膨胀土地质条件下的人工挖孔灌注桩施工，选用技术方案时应首先遵循技术可行、经济合理的原则，人工挖孔桩施工设备简单，噪音低，施工速度快，对周围原有建筑物影响小，施工成本较低，在不适宜用机械钻孔灌注桩及场地狭小的情况下，可酌情考虑采用。