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【摘 要】 随着我国基础设施建设的不断发展，桩基础越来越广泛地应用于各种工程。在城市高层建筑以及高等级公路桥梁基础工程中，特别是地形条件复杂，不利机械作业的条件和环境下，已广泛地采用人工挖孔桩基础，以发挥挖孔桩自身的优点。本文主要對人工挖孔桩在桥梁施工中的应用进行分析。
【关键词】 人工挖孔桩；桥梁施工；应用
人工挖孔灌注桩是指采用人工挖土成孔，在孔内放置钢筋笼，然后灌注混凝土而形成的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩因为工程质量可靠，造价较低，施工速度快等优点，近几年来在工业与民用建筑、桥梁等工程基础施工中的应用越来越广泛。
一、关于人工挖孔桩的优势
1.工程质量能够得到保证。人工挖孔桩具有直观性，在人工挖孔的施工过程中能够直接通过看到每层土质情况，便于与岩土勘察报告和设计要求的土质进行对比，通过初步对比基本上能够确定挖孔是否到桩端持力层。根据初步判断达到了持力层后，还要进一步断定是否达到设计的桩端地耐力特征值要求。这时就可以使用轻便触探测试地耐力特征值，如果达到了设计要求土质耐力特征值，说明测试桩符合设计要求。如果达不到设计要求，可根据测试的实际情况决定是否采取再进一步入孔进行深挖或选择其它补强措施，以满足设计桩对地耐力的要求。由于人工挖孔桩属于大直径桩，在浇注混凝土时不容易形成断桩，在施工过程中能够看到混凝土的浇注情况，工程质量能够得到保证，这也是较长螺旋钻孔灌注混凝土桩等无法相比的优点。
2.工程造价较低。一幢建筑物要根据地质情况，结构形式等有选择地确定基础形式，同一幢楼在采用长螺旋钻孔灌注混凝土桩、独立柱基础、人工挖孔桩等基础形式时，一般情况下采用人工挖孔桩工程造价相对较低，分析其原因是长螺旋钻孔灌注混凝土桩桩径较细，是多桩承载力，成孔灌注桩后需要再打钢筋混凝土承台，然后在承台上插入框架柱钢筋；人工挖孔桩一般为单桩成孔，桩顶就是柱钢筋的混凝土承台。与独立柱基础比较，独立柱基础如座在较浅层土上，土层的地耐力一般会较低，座在较深土层，地耐力虽然增强，但挖土、然后再回填土方工程量也大，工程造价高，而人工挖孔桩是通过桩的加长直接挖到地耐力强的土层中，挖孔土量少，故造价低。
二、关于工程实例分析
1.某大桥所在位置属于典型的红砂岩丘陵地貌，地下水位丰富，全桥桩基共36根，桩长为22-28m。桩径为1.2m及1.5m两种。其中1#桩位位于半边回填土半边岩石处；5#桩位于现有灌溉河道旁地下水位最高；6#桩位于老河道旁，开挖过程中出现流沙层；7#桩位于原有青石大桥桥台两侧，受桥台锥坡的影响，施工开挖难度大。
2.本工程采取人工挖孔桩施工，在工艺流程上通过采取：场地平整→桩位放样→护桩设置→孔口开挖及浇筑孔口砼→设电动卷扬机→挖孔→浇筑护壁混凝土。桩孔内挖出的土用卷扬机提上，采用翻斗车运到指定的地点堆放，挖出的岩渣堆在施工平台一边，为以后墩柱的施工提供作业平台。卷扬机在每次使用前要认真检查，确保施工安全。每下挖1m进行桩孔周壁的清理，并及时浇筑护壁混凝土，待混凝土达到一定强度后进行下一模的施工，每挖5m校核桩孔的直径和垂直度，到设计桩底标高为止，一般桩孔要超挖深10cm左右，然后报监理验收，验收合格后，再进行下一道工序。
人工挖孔桩简单示意图
3.施工过程所遇问题及其处理
（1）淤泥问题处理。对于本项目匝道桥位于青石村乡村道路两侧，大部分桩基位于水稻田内，施工前，在桩位处先用干性粘土填出施工平台，再进行开挖，在淤泥质土层等软弱土层，用方木、木板模板等支挡挖好的孔体周围，支挡的模板要沿周边打入底部不少于0.5m深，上部嵌入上段已浇筑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，并缩短这一段的开挖深度，设置护壁钢筋，钢筋按照双层布置，并及时支好护壁内钢模板，布置完成后立刻浇筑混凝土护壁。
（2）流沙问题处理。流砂对人工挖孔桩的影响很大，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效的措施才能继续施工。本工程人工挖孔桩施工中，有四根桩基位于老河道位置，孔内遇到了3-4m的流沙层。第一针对本工程中流砂情况较轻桩基，通过缩短开挖深度，将正的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁砼浇筑。开挖过程中遇到当孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成桩孔时，用编织袋装土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求，然后放入护壁钢筋，支护模板，及时浇筑护壁砼。第二另外，本工程有两根桩基流沙情况严重，在开挖到流沙层时，下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢模板相似，以孔外径为直径，分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，装入后即支模浇筑护壁混凝土，其中一根桩在放入套筒后流砂仍上涌，随即采用突击开挖，挖成孔后立即用混凝土封闭孔底的，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿形成桩孔。
4.针对地下水丰富问题处理，由于南方地下水丰富，且大桥处于新老河道两侧，大部分桩基开挖后渗水都较大。因此在桩基施工过程中，不仅开挖困难，连护壁砼也易被水冲刷穿透，发生桩体质量事故问题。第一针对地下水量不大的桩基，通过选用潜水泵抽水，采取边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的护壁砼，根据当天气候条件，浇筑完毕须经过24h后拆模，在下节桩孔土方挖完后，再进行下一道工序。第二针对地下水量大的桩基，在采用施工桩基自身水泵抽水，也不易开挖时，从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，使附近施工的桩基同时达到降水的目的，减少开挖孔内的涌水量。
5.对于岩层施工处理，本工程采取人工挖孔桩施工过程中，有四根桩位于半填土半岩石位置。爆破要采用电雷管引爆炸药起爆，在爆破后立即用空压机通风排烟，经检查无毒后方下孔继续施工。在爆破施工至离终孔标高20-50cm时，为防止爆破对桩底造成破坏，改用人工，风镐开挖，以确保桩底基岩的完整性。浅孔爆破钻采用凿岩机；导爆采用多段非电毫秒微差管起爆方式，另外采用导爆索与火雷管配合使用；炸药采用2#岩石硝铵炸药和防水乳化炸药。在孔中先打掏槽眼，再在周边布置辅助眼，每次爆破深度为80～100cm。
6.既有桥台处桩基施工，本项目7号桥台位置处于衡邵高速桥台处，桥台锥坡填土高，开挖时容易引起滑坡和塌方，对衡邵高速的行车带来很大的安全隐患。在桥台开挖时初步考虑两种施工方案：做钢板桩围挡支护开挖或改变原设计桩顶标高。考虑到现场实际情况，钢板桩施工难度大，牵扯到要在已运营的高速公路上部施工，且施工周期较长，运营单位从运营安全角度考虑不同意钢板桩占路，遂采用改变原设计桩顶标高。经业主、监理、设计单位、运营单位各方商议，将桩顶标高抬高至便于既有桥台锥坡开挖支护的高度，进行桩基的施工，锥坡开挖后，做好原有线路路基排水，在既有线路基边挖排水沟，防止雨水冲刷桩基，更能保护好原有桥台不再被冲垮。
7.总结。针对红砂岩工程地质特征及其南方特点，对人工挖孔桩在施工过程中出现的各种问题进行分析，同时提出其有效的处理方案，有效地确保施工安全、节约投资。
人工挖孔桩基础是用人工挖竖井的方法，挖出桩孔放入钢筋笼，灌注混凝土而成桩，而后在桩顶部灌注承台混凝土或墩柱混凝土作成桩基础，是一种历史较长但不断发展的施工技术。由于其具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因而近几年在桥梁施工中得到广泛的应用。
参考文献：
[1]丁浩强.桥梁桩基施工中人工挖孔桩技术应用探讨[J].科技与生活，2010（23）
[2]徐天明.人工挖孔技术在山区桥梁桩基施工中的应用[J].交通标准化，2010（17）
[3]杨文强.复杂地质条件下人工挖孔桩成孔工艺[J].西部探矿工程，2009（4）：25-26.
[4]罗启杰.人工挖孔桩施工中安全和质量处理方法[J].山西建筑，2009（4）：251-252.
【关键词】 人工挖孔桩；桥梁施工；应用
人工挖孔灌注桩是指采用人工挖土成孔，在孔内放置钢筋笼，然后灌注混凝土而形成的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩因为工程质量可靠，造价较低，施工速度快等优点，近几年来在工业与民用建筑、桥梁等工程基础施工中的应用越来越广泛。
一、关于人工挖孔桩的优势
1.工程质量能够得到保证。人工挖孔桩具有直观性，在人工挖孔的施工过程中能够直接通过看到每层土质情况，便于与岩土勘察报告和设计要求的土质进行对比，通过初步对比基本上能够确定挖孔是否到桩端持力层。根据初步判断达到了持力层后，还要进一步断定是否达到设计的桩端地耐力特征值要求。这时就可以使用轻便触探测试地耐力特征值，如果达到了设计要求土质耐力特征值，说明测试桩符合设计要求。如果达不到设计要求，可根据测试的实际情况决定是否采取再进一步入孔进行深挖或选择其它补强措施，以满足设计桩对地耐力的要求。由于人工挖孔桩属于大直径桩，在浇注混凝土时不容易形成断桩，在施工过程中能够看到混凝土的浇注情况，工程质量能够得到保证，这也是较长螺旋钻孔灌注混凝土桩等无法相比的优点。
2.工程造价较低。一幢建筑物要根据地质情况，结构形式等有选择地确定基础形式，同一幢楼在采用长螺旋钻孔灌注混凝土桩、独立柱基础、人工挖孔桩等基础形式时，一般情况下采用人工挖孔桩工程造价相对较低，分析其原因是长螺旋钻孔灌注混凝土桩桩径较细，是多桩承载力，成孔灌注桩后需要再打钢筋混凝土承台，然后在承台上插入框架柱钢筋；人工挖孔桩一般为单桩成孔，桩顶就是柱钢筋的混凝土承台。与独立柱基础比较，独立柱基础如座在较浅层土上，土层的地耐力一般会较低，座在较深土层，地耐力虽然增强，但挖土、然后再回填土方工程量也大，工程造价高，而人工挖孔桩是通过桩的加长直接挖到地耐力强的土层中，挖孔土量少，故造价低。
二、关于工程实例分析
1.某大桥所在位置属于典型的红砂岩丘陵地貌，地下水位丰富，全桥桩基共36根，桩长为22-28m。桩径为1.2m及1.5m两种。其中1#桩位位于半边回填土半边岩石处；5#桩位于现有灌溉河道旁地下水位最高；6#桩位于老河道旁，开挖过程中出现流沙层；7#桩位于原有青石大桥桥台两侧，受桥台锥坡的影响，施工开挖难度大。
2.本工程采取人工挖孔桩施工，在工艺流程上通过采取：场地平整→桩位放样→护桩设置→孔口开挖及浇筑孔口砼→设电动卷扬机→挖孔→浇筑护壁混凝土。桩孔内挖出的土用卷扬机提上，采用翻斗车运到指定的地点堆放，挖出的岩渣堆在施工平台一边，为以后墩柱的施工提供作业平台。卷扬机在每次使用前要认真检查，确保施工安全。每下挖1m进行桩孔周壁的清理，并及时浇筑护壁混凝土，待混凝土达到一定强度后进行下一模的施工，每挖5m校核桩孔的直径和垂直度，到设计桩底标高为止，一般桩孔要超挖深10cm左右，然后报监理验收，验收合格后，再进行下一道工序。
人工挖孔桩简单示意图
3.施工过程所遇问题及其处理
（1）淤泥问题处理。对于本项目匝道桥位于青石村乡村道路两侧，大部分桩基位于水稻田内，施工前，在桩位处先用干性粘土填出施工平台，再进行开挖，在淤泥质土层等软弱土层，用方木、木板模板等支挡挖好的孔体周围，支挡的模板要沿周边打入底部不少于0.5m深，上部嵌入上段已浇筑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，并缩短这一段的开挖深度，设置护壁钢筋，钢筋按照双层布置，并及时支好护壁内钢模板，布置完成后立刻浇筑混凝土护壁。
（2）流沙问题处理。流砂对人工挖孔桩的影响很大，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效的措施才能继续施工。本工程人工挖孔桩施工中，有四根桩基位于老河道位置，孔内遇到了3-4m的流沙层。第一针对本工程中流砂情况较轻桩基，通过缩短开挖深度，将正的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁砼浇筑。开挖过程中遇到当孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成桩孔时，用编织袋装土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求，然后放入护壁钢筋，支护模板，及时浇筑护壁砼。第二另外，本工程有两根桩基流沙情况严重，在开挖到流沙层时，下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢模板相似，以孔外径为直径，分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，装入后即支模浇筑护壁混凝土，其中一根桩在放入套筒后流砂仍上涌，随即采用突击开挖，挖成孔后立即用混凝土封闭孔底的，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿形成桩孔。
4.针对地下水丰富问题处理，由于南方地下水丰富，且大桥处于新老河道两侧，大部分桩基开挖后渗水都较大。因此在桩基施工过程中，不仅开挖困难，连护壁砼也易被水冲刷穿透，发生桩体质量事故问题。第一针对地下水量不大的桩基，通过选用潜水泵抽水，采取边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的护壁砼，根据当天气候条件，浇筑完毕须经过24h后拆模，在下节桩孔土方挖完后，再进行下一道工序。第二针对地下水量大的桩基，在采用施工桩基自身水泵抽水，也不易开挖时，从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，使附近施工的桩基同时达到降水的目的，减少开挖孔内的涌水量。
5.对于岩层施工处理，本工程采取人工挖孔桩施工过程中，有四根桩位于半填土半岩石位置。爆破要采用电雷管引爆炸药起爆，在爆破后立即用空压机通风排烟，经检查无毒后方下孔继续施工。在爆破施工至离终孔标高20-50cm时，为防止爆破对桩底造成破坏，改用人工，风镐开挖，以确保桩底基岩的完整性。浅孔爆破钻采用凿岩机；导爆采用多段非电毫秒微差管起爆方式，另外采用导爆索与火雷管配合使用；炸药采用2#岩石硝铵炸药和防水乳化炸药。在孔中先打掏槽眼，再在周边布置辅助眼，每次爆破深度为80～100cm。
6.既有桥台处桩基施工，本项目7号桥台位置处于衡邵高速桥台处，桥台锥坡填土高，开挖时容易引起滑坡和塌方，对衡邵高速的行车带来很大的安全隐患。在桥台开挖时初步考虑两种施工方案：做钢板桩围挡支护开挖或改变原设计桩顶标高。考虑到现场实际情况，钢板桩施工难度大，牵扯到要在已运营的高速公路上部施工，且施工周期较长，运营单位从运营安全角度考虑不同意钢板桩占路，遂采用改变原设计桩顶标高。经业主、监理、设计单位、运营单位各方商议，将桩顶标高抬高至便于既有桥台锥坡开挖支护的高度，进行桩基的施工，锥坡开挖后，做好原有线路路基排水，在既有线路基边挖排水沟，防止雨水冲刷桩基，更能保护好原有桥台不再被冲垮。
7.总结。针对红砂岩工程地质特征及其南方特点，对人工挖孔桩在施工过程中出现的各种问题进行分析，同时提出其有效的处理方案，有效地确保施工安全、节约投资。
人工挖孔桩基础是用人工挖竖井的方法，挖出桩孔放入钢筋笼，灌注混凝土而成桩，而后在桩顶部灌注承台混凝土或墩柱混凝土作成桩基础，是一种历史较长但不断发展的施工技术。由于其具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因而近几年在桥梁施工中得到广泛的应用。
参考文献：
[1]丁浩强.桥梁桩基施工中人工挖孔桩技术应用探讨[J].科技与生活，2010（23）
[2]徐天明.人工挖孔技术在山区桥梁桩基施工中的应用[J].交通标准化，2010（17）
[3]杨文强.复杂地质条件下人工挖孔桩成孔工艺[J].西部探矿工程，2009（4）：25-26.
[4]罗启杰.人工挖孔桩施工中安全和质量处理方法[J].山西建筑，2009（4）：251-252.