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摘要:人工挖孔桩在山区高速公路建设中应用比较广泛，其施工比较灵活，受地形限制少，作业面较多，相对投入少，但安全隐患较多，因此质量管理及安全控制是难点也是重点，本文作者结合自己的实践进行了相应总结，给同行予以参考。
关键词:山区高速；人工挖孔； 质量安全；控制
Abstract: the artificial dig-hole pile is widely applied in the mountainous area highway construction, its construction is flexible, less restricted by terrain, the operation is more, relatively less input, but safety is more, and the quality management and safety control is the emphasis and difficulty, the author combining with their practice has carried on the corresponding summary and reference to peer.
Key words: mountain area highway; Artificial dig hole; The quality and safety; control
中圖分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1. 前言
人工挖孔桩施工布置灵活，受地形限制少，工作面较多，施工进度快，相对投入少成本低，在山区高速公路桥梁桩基、边坡抗滑桩防护等方面得到广泛应用，但由于其作业方式是采取人工在地下作业，不确定因素较多，因此安全隐患较多，其质量及安全控制成了难点也是重点。
2. 适用范围
人工挖孔桩主要适用于地形比较复杂不适宜桩基施工，地质比较稳定、地下水位较低或地下水较少，桩径在1.2m以上，桩深在25m以下的桩基工程。
3. 质量、安全控制要领
3.1施工方法
(1)挖掘程序
挖掘程序视地质性质及桩孔布置而定，一个墩台基础的桩孔要错开开挖，交错掘进，以确保安全。
挖孔桩的施工程序为：场地平整→放线、定桩位→开挖第一节桩孔→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次测量标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、设置垂直运输架、设置卷扬机、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明等设施→第二节桩身开挖→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度、方位和断面尺寸→拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计桩底标高→检查持力层后进行修孔清底→对桩孔断面尺寸、垂直度、方位、深度、持力层厚度等进行全面检查验收→浇灌桩身混凝土至设计标高。
人工挖孔施工用的机具主要有：a.卷扬机和提土桶；b.护壁钢模板；c.潜水泵；d.鼓风机、空压机和送风管。E.镐、锹、风镐、风枪、土筐等挖运工具；f.插捣工具；g.应急软爬梯；h.照明灯、对讲机、电铃等。g.50kw发电机组。
砼支撑护壁示意图：
支撑形式应根据土质、渗水情况、工期、工地条件而定。对不渗水的岩层、较坚硬密实的土层，开挖后短期不会坍孔者，也须按规范要求设置支撑护壁；在其余土质情况下，应设置钢筋混凝土支撑护壁；如在掘进中孔内出现溶洞，则采用钢护筒护壁加固，以确保安全。
混凝土护壁采用外齿式现浇砼护壁，护壁顶高出桩孔四周原地面30cm。
采用砼护壁作为桩基衬体，抗塌孔的性能更好，施工工艺简单；且增大了桩基侧磨阻力。
在种植土、黏土、淤质土、砂砾层中砼护壁厚度不小于20cm，在密实土层、风化岩中砼护壁厚度不小于15cm，砼标号与桩基砼强度等强，并使用速凝早强的砼插捣密实。
挖孔施工工艺
a.挖掘时，使孔壁稍有凸凹不平，以增加摩阻力。
b.在挖孔过程中，每一次护壁时，先在桩顶放出桩孔中心点，然后吊线检查孔径和垂直度是否符合要求：桩位误差不得大于50mm；孔的倾斜度不超过0.5％桩长且不大于200mm；孔径、孔深满足设计要求。
c.根据水文地质条件，每次挖深1.0m后就立钢模浇筑护壁砼。桩基处于粘土层、亚粘层、砂土层、亚砂土层和强风化岩层采用素砼护壁，处于淤质土层、流沙层、砂卵层采用钢筋砼护壁（在护壁砼里均匀配置φ8的圆钢，间距10cm，并在上下接头处预留连接钢筋）。
d.在开挖过程中，如出现渗水，则根据地下渗水量的大小配置潜水泵进行排水。及时检查护壁的工作情况，防止出现塌孔，同时严禁井口堆渣。
e.在装护壁钢模时，按每节砼护壁模板的顶部离孔壁25cm，模板底部离孔壁15cm控制，使钢模与孔壁成一定的倾斜角度，这样在上下两节之间留有10cm宽砼浇注口，便于砼的浇筑及振捣。
f.在钻探资料显示有溶洞的桩位内挖孔施工时，挖穿溶洞顶盖后，首先用水泵抽掉洞内的水，然后将灵敏小动物放入溶洞中，呆30分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。并用C15砼或片石将溶洞充填，使其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。为保证护壁不坍塌，不脱落，挖进时应浅进尺，强支护，沿上层护壁外围每20cm打入φ20的钢筋，用φ10钢筋作箍筋，每节钢筋长0.7m左右,在溶洞内挖进时每节护壁最大高度为0.5米。溶洞处理完成后，方可按正常开挖深度继续向下挖进。
（3）孔内爆破施工
人工挖孔穿越弱风化灰岩时采用松动爆破，让上一节护壁砼有一定的强度后再进行下一个节的爆破施工。禁用裸露药包，必须打眼放炮和严格控制装药量，以松动为主，以免护壁被炸坏而造成坍孔。
对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，按岩层断面方向来定。
采用电雷管引爆炸药,一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节～1/4节。
当孔内有水时，采用防水炸药或将炸药作防水处理，避免瞎炮。
炮眼附近的支撑采取加固或防护措施，以免支撑被炸坏引起坍孔。
孔内放炮后要迅速排烟。用高压风管或鼓风机放入孔底吹风等措施促进空气对流。当孔深大于10m时，每次放炮后立即测定孔内有毒气体浓度；当无仪表测定时，要将敏感性强的小动物先吊入孔底考验，15分钟取出观察，如其活动正常，施工人员方可下孔施工。
一个孔内进行爆破作业，其它孔内的施工人员全部到地面安全处躲避。孔口应作好防护，孔口采用钢丝网覆盖，防止飞石伤人。
（4） 挖掘的安全技术措施
挖孔时，挖孔工人必须配备安全帽、安全绳。
经常检查卷扬机、钢丝绳、出土渣的吊桶、吊钩等机具。
在井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，围护高于地面30cm，以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。
挖孔时应经常检查孔内的二氧化碳及其他有毒气体含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，需采用空压机机械通风。
挖孔工作暂停时，将孔口罩盖。准备1～2副牢固可靠的安全梯，以便于相关人员上下。
严禁使用敞口工具作为出渣工具，渣土不得超出出渣桶的边沿。
井上工作人员要随时保持与井下工作人员的联系，每天下井检查护壁的稳定情况，发现异常应立即停止作业并上报。
（5） 终孔检查处理
因山区高速桩基设计一般均为嵌岩桩，当挖孔达到设计标高，并满足要求后，立即进行孔底处理，孔底要做到大致平整，且无松渣、污泥等杂质；地质复杂时，用钢钎或監理工程师认可的其他方法，探明孔底以下5米的地质情况，并报经监理工程师复查认可后方可灌注混凝土。
（6） 检孔
在挖孔过程中，每一次护壁时，采用外径D等于桩钢筋笼直径加100mm，长度不小于4D-6D的钢筋检孔器吊入孔内进行孔径、孔形和倾斜度的检测，是否符合设计及规范要求，若不符合要求，立即修整达到要求后才允许砼护壁工作，桩位误差不得大于50mm，孔的倾斜度不得大于0.5%桩长且不大于200mm。另外采用测绳吊入孔内测量桩孔深度是否达到设计标高。
（7）钢筋骨架制作及吊装
a、严格按图纸要求制作钢筋骨架，制作外形尺寸及焊缝符合设计及规范规定，声测管根据钢筋笼分段长度设置，注意与钢筋笼焊接牢固程度和定位准确，并确保检测管内通畅、无污物。
b、钢筋焊接采用双面焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。焊缝长度为5d+2cm（d为钢筋直径），且焊缝必须饱满、无气泡、焊渣。
c、超声波声测法检查混凝土质量用无缝钢管，底部封口，与桩基底钢筋平直，顶部比桩顶高0.5m,在钢筋笼内等距离布置3根。
d、钢筋笼吊放采用汽车吊在空中翻身扶直，采用三点加固吊放，钢筋笼上下节焊接时要保持钢筋笼位于同一直线上，下放时不得强行冲入，将钢筋笼徐徐下降至设计标高，核对平面坐标并将其固定。
（8） 灌注混凝土
从孔底及附近孔壁渗入桩孔内水量上升速度较小（参考值小于2mm/min）时，可直接采用串筒干灌砼，对孔内渗水量大于2mm/min和孔内地下水位或渗水位较高时，则采用浇注水下砼的方法进行。
a.灌注混凝土速度应尽可能加快，使混凝土对孔壁的侧压力大于渗水压力，以防水渗入孔内。砼超灌至桩顶1.0m后，立即将表面已离析的混合料和水泥浮浆等清除干净。
b.桩顶砼控制标高为：清除浮浆至完整骨料面以后，完整骨料顶面比系梁底或墩柱底设计标高高30～50mm，并充分凿毛，以保证桩柱（系梁）连接部分的质量与外型美观。
c.浇注混凝土时，采取以下措施防止混凝土离析：混凝土自由倾落高度不能超过2m；当倾落高度超过2m时，应通过溜槽、串筒或导管等辅助设施进行浇筑；倾落高度超过10m时，应设置斜坡挡板减速装置；并控制出料口下放的混凝土堆积高度不超过1m。
d.混凝土的浇注尽量连续进行，如因故必须间断时，控制间断时间在前层混凝土的初凝时间内。超过初凝时间要预留施工缝，施工缝处按要求设置连接钢筋。
4. 结语
人工挖孔灌注桩施工，成孔的质量和安全是关键性因素，而严格挖孔过程施工工艺并正确处理成孔过程中的各种安全隐患则是有效的保障。
参考文献：[1]. 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011），交通运输部发布
[2]. 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008），住房和城乡建设部发布
关键词:山区高速；人工挖孔； 质量安全；控制
Abstract: the artificial dig-hole pile is widely applied in the mountainous area highway construction, its construction is flexible, less restricted by terrain, the operation is more, relatively less input, but safety is more, and the quality management and safety control is the emphasis and difficulty, the author combining with their practice has carried on the corresponding summary and reference to peer.
Key words: mountain area highway; Artificial dig hole; The quality and safety; control
中圖分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1. 前言
人工挖孔桩施工布置灵活，受地形限制少，工作面较多，施工进度快，相对投入少成本低，在山区高速公路桥梁桩基、边坡抗滑桩防护等方面得到广泛应用，但由于其作业方式是采取人工在地下作业，不确定因素较多，因此安全隐患较多，其质量及安全控制成了难点也是重点。
2. 适用范围
人工挖孔桩主要适用于地形比较复杂不适宜桩基施工，地质比较稳定、地下水位较低或地下水较少，桩径在1.2m以上，桩深在25m以下的桩基工程。
3. 质量、安全控制要领
3.1施工方法
(1)挖掘程序
挖掘程序视地质性质及桩孔布置而定，一个墩台基础的桩孔要错开开挖，交错掘进，以确保安全。
挖孔桩的施工程序为：场地平整→放线、定桩位→开挖第一节桩孔→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次测量标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、设置垂直运输架、设置卷扬机、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明等设施→第二节桩身开挖→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度、方位和断面尺寸→拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计桩底标高→检查持力层后进行修孔清底→对桩孔断面尺寸、垂直度、方位、深度、持力层厚度等进行全面检查验收→浇灌桩身混凝土至设计标高。
人工挖孔施工用的机具主要有：a.卷扬机和提土桶；b.护壁钢模板；c.潜水泵；d.鼓风机、空压机和送风管。E.镐、锹、风镐、风枪、土筐等挖运工具；f.插捣工具；g.应急软爬梯；h.照明灯、对讲机、电铃等。g.50kw发电机组。
砼支撑护壁示意图：
支撑形式应根据土质、渗水情况、工期、工地条件而定。对不渗水的岩层、较坚硬密实的土层，开挖后短期不会坍孔者，也须按规范要求设置支撑护壁；在其余土质情况下，应设置钢筋混凝土支撑护壁；如在掘进中孔内出现溶洞，则采用钢护筒护壁加固，以确保安全。
混凝土护壁采用外齿式现浇砼护壁，护壁顶高出桩孔四周原地面30cm。
采用砼护壁作为桩基衬体，抗塌孔的性能更好，施工工艺简单；且增大了桩基侧磨阻力。
在种植土、黏土、淤质土、砂砾层中砼护壁厚度不小于20cm，在密实土层、风化岩中砼护壁厚度不小于15cm，砼标号与桩基砼强度等强，并使用速凝早强的砼插捣密实。
挖孔施工工艺
a.挖掘时，使孔壁稍有凸凹不平，以增加摩阻力。
b.在挖孔过程中，每一次护壁时，先在桩顶放出桩孔中心点，然后吊线检查孔径和垂直度是否符合要求：桩位误差不得大于50mm；孔的倾斜度不超过0.5％桩长且不大于200mm；孔径、孔深满足设计要求。
c.根据水文地质条件，每次挖深1.0m后就立钢模浇筑护壁砼。桩基处于粘土层、亚粘层、砂土层、亚砂土层和强风化岩层采用素砼护壁，处于淤质土层、流沙层、砂卵层采用钢筋砼护壁（在护壁砼里均匀配置φ8的圆钢，间距10cm，并在上下接头处预留连接钢筋）。
d.在开挖过程中，如出现渗水，则根据地下渗水量的大小配置潜水泵进行排水。及时检查护壁的工作情况，防止出现塌孔，同时严禁井口堆渣。
e.在装护壁钢模时，按每节砼护壁模板的顶部离孔壁25cm，模板底部离孔壁15cm控制，使钢模与孔壁成一定的倾斜角度，这样在上下两节之间留有10cm宽砼浇注口，便于砼的浇筑及振捣。
f.在钻探资料显示有溶洞的桩位内挖孔施工时，挖穿溶洞顶盖后，首先用水泵抽掉洞内的水，然后将灵敏小动物放入溶洞中，呆30分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。并用C15砼或片石将溶洞充填，使其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。为保证护壁不坍塌，不脱落，挖进时应浅进尺，强支护，沿上层护壁外围每20cm打入φ20的钢筋，用φ10钢筋作箍筋，每节钢筋长0.7m左右,在溶洞内挖进时每节护壁最大高度为0.5米。溶洞处理完成后，方可按正常开挖深度继续向下挖进。
（3）孔内爆破施工
人工挖孔穿越弱风化灰岩时采用松动爆破，让上一节护壁砼有一定的强度后再进行下一个节的爆破施工。禁用裸露药包，必须打眼放炮和严格控制装药量，以松动为主，以免护壁被炸坏而造成坍孔。
对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，按岩层断面方向来定。
采用电雷管引爆炸药,一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节～1/4节。
当孔内有水时，采用防水炸药或将炸药作防水处理，避免瞎炮。
炮眼附近的支撑采取加固或防护措施，以免支撑被炸坏引起坍孔。
孔内放炮后要迅速排烟。用高压风管或鼓风机放入孔底吹风等措施促进空气对流。当孔深大于10m时，每次放炮后立即测定孔内有毒气体浓度；当无仪表测定时，要将敏感性强的小动物先吊入孔底考验，15分钟取出观察，如其活动正常，施工人员方可下孔施工。
一个孔内进行爆破作业，其它孔内的施工人员全部到地面安全处躲避。孔口应作好防护，孔口采用钢丝网覆盖，防止飞石伤人。
（4） 挖掘的安全技术措施
挖孔时，挖孔工人必须配备安全帽、安全绳。
经常检查卷扬机、钢丝绳、出土渣的吊桶、吊钩等机具。
在井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，围护高于地面30cm，以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。
挖孔时应经常检查孔内的二氧化碳及其他有毒气体含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，需采用空压机机械通风。
挖孔工作暂停时，将孔口罩盖。准备1～2副牢固可靠的安全梯，以便于相关人员上下。
严禁使用敞口工具作为出渣工具，渣土不得超出出渣桶的边沿。
井上工作人员要随时保持与井下工作人员的联系，每天下井检查护壁的稳定情况，发现异常应立即停止作业并上报。
（5） 终孔检查处理
因山区高速桩基设计一般均为嵌岩桩，当挖孔达到设计标高，并满足要求后，立即进行孔底处理，孔底要做到大致平整，且无松渣、污泥等杂质；地质复杂时，用钢钎或監理工程师认可的其他方法，探明孔底以下5米的地质情况，并报经监理工程师复查认可后方可灌注混凝土。
（6） 检孔
在挖孔过程中，每一次护壁时，采用外径D等于桩钢筋笼直径加100mm，长度不小于4D-6D的钢筋检孔器吊入孔内进行孔径、孔形和倾斜度的检测，是否符合设计及规范要求，若不符合要求，立即修整达到要求后才允许砼护壁工作，桩位误差不得大于50mm，孔的倾斜度不得大于0.5%桩长且不大于200mm。另外采用测绳吊入孔内测量桩孔深度是否达到设计标高。
（7）钢筋骨架制作及吊装
a、严格按图纸要求制作钢筋骨架，制作外形尺寸及焊缝符合设计及规范规定，声测管根据钢筋笼分段长度设置，注意与钢筋笼焊接牢固程度和定位准确，并确保检测管内通畅、无污物。
b、钢筋焊接采用双面焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。焊缝长度为5d+2cm（d为钢筋直径），且焊缝必须饱满、无气泡、焊渣。
c、超声波声测法检查混凝土质量用无缝钢管，底部封口，与桩基底钢筋平直，顶部比桩顶高0.5m,在钢筋笼内等距离布置3根。
d、钢筋笼吊放采用汽车吊在空中翻身扶直，采用三点加固吊放，钢筋笼上下节焊接时要保持钢筋笼位于同一直线上，下放时不得强行冲入，将钢筋笼徐徐下降至设计标高，核对平面坐标并将其固定。
（8） 灌注混凝土
从孔底及附近孔壁渗入桩孔内水量上升速度较小（参考值小于2mm/min）时，可直接采用串筒干灌砼，对孔内渗水量大于2mm/min和孔内地下水位或渗水位较高时，则采用浇注水下砼的方法进行。
a.灌注混凝土速度应尽可能加快，使混凝土对孔壁的侧压力大于渗水压力，以防水渗入孔内。砼超灌至桩顶1.0m后，立即将表面已离析的混合料和水泥浮浆等清除干净。
b.桩顶砼控制标高为：清除浮浆至完整骨料面以后，完整骨料顶面比系梁底或墩柱底设计标高高30～50mm，并充分凿毛，以保证桩柱（系梁）连接部分的质量与外型美观。
c.浇注混凝土时，采取以下措施防止混凝土离析：混凝土自由倾落高度不能超过2m；当倾落高度超过2m时，应通过溜槽、串筒或导管等辅助设施进行浇筑；倾落高度超过10m时，应设置斜坡挡板减速装置；并控制出料口下放的混凝土堆积高度不超过1m。
d.混凝土的浇注尽量连续进行，如因故必须间断时，控制间断时间在前层混凝土的初凝时间内。超过初凝时间要预留施工缝，施工缝处按要求设置连接钢筋。
4. 结语
人工挖孔灌注桩施工，成孔的质量和安全是关键性因素，而严格挖孔过程施工工艺并正确处理成孔过程中的各种安全隐患则是有效的保障。
参考文献：[1]. 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011），交通运输部发布
[2]. 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008），住房和城乡建设部发布