浅析某项目人工挖孔桩的施工技术

陈 进

（福建中政建设开发有限公司 350001）

1 工程概况

福州市精神病人疗养院新病房大楼（施工）位于福州市仓山区上渡李厝山路，总建筑面积为12632.1m2，建筑高度为32.85m，其中地上8层，半地下室1层，结构形式为框剪结构。本工程桩基采用人工挖孔桩，桩身混凝土强度等级为C30，桩径为800～1000mm，桩长为9～12m，持力层为中风化花岗岩，桩端嵌岩深度≥1m。

2 工程地质水文情况

由建设单位提供地质勘察报告显示，场地内的土层从上到下依次如下：①杂填土，主要成分为碎砖、细砂和粘性土，层厚为1.60～3.50m；②淤泥，灰黑色，呈流塑～软塑状，层厚为2.30～3.40m；③中砂，呈稍密状态，层厚为3.10～4.30m；④粉质粘土，混有少量的中砂，呈可塑状态，层厚为0.80～3.40m；⑤淤泥质粘土，呈可塑状态，层厚为1.10～2.70m；⑥碎块状强风化花岗岩，构造形式为碎裂状，属性为软岩，层厚2.50～4.70m；⑦中风化花岗岩，岩石强度高，质地坚硬，呈块状结构，层厚3.30～8.60m。地下水水位埋深为3.3～5.6m，地下水丰富。

3 施工难点

（1）土层中存在淤泥、中砂和淤泥质粘土，在地下水丰富情况下很容易形成流泥或者流砂现象，不利于井下安全作业。

（2）地下水位较高，对桩身和护壁混凝土的施工质量要求较高。

（3）要求桩端进入持力层深度≥1m，中风化花岗岩质地坚硬，采用风镐进行开挖速度缓慢，应结合爆破进行作业。

4 人工挖孔桩的主要施工技术

4.1 施工方案确定

在图纸会审时，经过参建各方讨论研究将护壁混凝土强度等级由原先的C15更改为C30，提高护壁的刚度；施工顺序为先深后浅，先中间后两边，分段流水作业；对出水量较大或者处于迎水面的桩孔先行进行施工，起到降水井的作用，从而保证其他桩孔的安全施工；在距离外围桩基约3m的地方布置地表水排放的环形水沟，规格为500×800mm，坡度为6‰，在桩基施工场地内布置排水沟与外围的环形水沟相连，规格为200×300mm，坡度为4‰，对地表水进行截流，减少地表水的影响。

4.2 挖孔

采用全站仪将桩心位置测量放线出来，然后插上短钢筋，根据桩径以及护壁厚度对桩孔的开挖线进行测放，并洒上白灰进行标识，开挖顺序由上自下进行循环施工，采用分段进行挖土，土层开挖坚持先挖中间再挖两边的原则，对于一般土层，每节的开挖高度为1.0m，对于淤泥、淤泥质土或者砂层则每节的开挖深度为0.5m，土层开挖工具一般采用锄头和铁铲；当施工至强风化花岗岩则采用风镐进行开挖；施工至中风化花岗岩时，由于岩质坚硬，采用径向式微差爆破技术进行作业，炮眼的数量和位置根据桩径不同进行合理布置，以1000mm桩径为例，周边眼设置数量为12个，掏槽眼设置数量为6个，间距均分，炮眼深度≤0.5m，采用乳化炸药，掏槽眼装炸药0.5节，周边眼装炸药0.25节，炮眼堵塞采用泥土和旧报纸混合一起进行堵塞，采用电雷管进行引爆，在桩孔顶部覆盖钢板并堆满沙袋，预防飞石伤人；持力层的爆破后每次开挖深度≤0.3m，防止持力层岩层受到破坏。桩孔的侧壁应保证光滑平整，桩孔的中线与桩位的偏差范围控制在20mm以内，桩孔的垂直度＜0.5%。

4.3 护壁支护

本工程护壁混凝土强度等级为C30，厚度为150mm，护壁混凝土严格按照配合比设计进行计量，采用强制搅拌机进行现场搅拌，坍落度30～50mm，砂石的含泥量≤2%，采用吊桶吊运到孔内进行护壁浇筑，采用钢管振捣密实；护壁模板采用厚度为4mm的钢模板进行组合拼装，拆除上节模板再安装下节模板，循环使用，上下节护壁的搭接长度长度为100mm，护壁钢筋采用φ10钢筋网，间距为150×150mm，有效地提高护壁的刚度，增强护壁的挡水功能。第一节护壁的混凝土厚度应增厚100mm，高出地面300mm，护壁混凝土浇筑后养护24h即可拆模，护壁如果发现渗水现象，局部渗水时则将渗水部位凿开Ф50的小孔，打入木楔，周边采用防水砂浆进行填堵，木楔遇水膨胀即可堵住渗水；当成段渗水量较大，则在渗水部位凿开多个Ф50的小孔，装上止水阀门并放水泄压，然后采用防水砂浆填堵密实，如果裂缝面积较大时则挂钢丝网再粉刷防水砂浆20mm厚，待砂浆强度达到80%时再关闭止水阀门。部分桩孔在挖至7～12m时出现流泥或者流砂现象，当流砂或者流泥情况不严重，厚度≤1500mm时，则将护壁模板高度由1m换成0.5m，加快开挖速度，及时绑扎钢筋网并浇筑混凝土；当发现孔壁有塌落趋势，则采用纺织袋土进行堆堵，护壁混凝土加入速凝剂，使得护壁混凝土尽快达到一定强度；当流砂或者流泥情况较为严重，厚度＞1500mm时，每节施工高度改为0.3～0.5m，将直径为φ16mm的钢筋打入土层中，长度为1～1.5m，边掏砂土边将编织成辫状的稻草进行填堵，如果土层侧压力较大时，则采用毛竹片打入土层，再采用稻草进行填塞，护壁钢筋应伸出200mm以上，更好地和下一节护壁钢筋进行搭接成整体，护壁混凝土厚度应加厚50mm；当涌水量太大，采用上述方法无法有效进行挖孔时，则采用全钢护筒进行施工，将3mm厚的钢板满焊成筒状，护筒高度为0.7m，护筒沿着圆弧方向采用φ14mm钢筋设置3道加劲肋，采用千斤顶将钢护筒压入孔底，压入一段则挖孔施工一段，直至于穿过流砂或者流泥层1.0m后再进行正常的挖孔与护壁施工。

4.4 钢筋笼的加工与安装

钢筋笼应严格按照设计图纸的规格、型号和间距进行加工与制作，钢筋应按照规定进行送检复验，钢筋笼的分段长度一般为6m，在钢筋笼内侧每隔2m设置一道加强箍，每隔4m设置1道十字支撑架，主筋与箍筋之间连接采用单面焊；钢筋笼的接头按照规范要求进行错开；在每个加劲箍上对称绑扎水泥砂浆垫块，在主筋四周每隔4m设置1个φ16mm定位耳环，确保钢筋保护层厚度满足设计要求。钢筋笼吊放时应缓慢对准孔位下放，第一节钢筋笼安装到位后采用1根槽钢将钢筋笼撑在护壁上，将第二节钢筋笼对准位置后进行单面搭接焊接，搭接长度为10d，焊缝应饱满连续，钢筋笼接长焊接完成后应下放到设计标高，将吊筋与槽钢焊接牢固，避免钢筋笼在混凝土浇筑过程中出现上浮现象。

4.5 桩身混凝土灌注

混凝土灌注之前，将桩孔内的积水采用带逆流阀的潜水泵抽除干净；当桩孔内有少量的积水无法抽除干净，则采用干水泥铺入孔底，紧接着进行桩身混凝土的灌注，混凝土采用坍落度60～80mm的商品混凝土，混凝土强度等级为C30，采用串筒进行下料，串筒的底部距离孔底≤2m，桩身混凝土应分层进行浇筑，分层厚度≤1.0m，采用振动棒将混凝土振捣密实，混凝土灌注应连续不中断；当孔底出水量较大，采用潜水泵无法抽干情况下则采用水下混凝土灌注方法，导管内径采用Φ300mm，导管下口与孔底距离为0.3m，选择容量为2m3的料斗，混凝土的坍落度为180～220mm，将混凝土装满料斗后拉起隔水塞球，混凝土罐车继续往料斗里注入混凝土，使得首灌施工成功。水下混凝土的灌注速度为2m/h，根据导管埋入混凝土深度情况进行拆管，保证导管埋入混凝土深度2～6m，导管拆管时应严格按照计算好节数进行。为了确保桩顶混凝土的施工质量，混凝土应超灌200～300mm。

5 结束语

本工程地质情况复杂，工期紧张，针对人工挖孔桩施工过程中出现流砂或者流泥现象、孔壁渗水以及中风化花岗岩岩质坚硬导致进尺难等施工难点采取上述的施工技术进行妥善处理，确保人工挖孔桩施工质量与安全。桩基施工完成按照规范规定进行动测和取芯法检测，其中I类桩占97%，Ⅱ类桩占3%，动测结果合格；芯样完整，芯样强度满足设计要求，施工效果良好。