施工组织设计下载简介
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试论人工挖孔桩的施工工艺与施工安全试论人工挖孔桩的施工工艺与施工安全
摘要：人工挖孔桩的施工工艺和应该注意的安全问题，介绍工程实例。
关键词：人工挖孔桩工艺安全
人工挖孔桩有着独特的优越性，主要表现在：适应性强，能在狭窄、高差大的恶劣场地环境下施工；直观性强，嵌岩桩可确保入岩深度，孔底弃碴能彻底清除，有利于保证桩基质量；不受地质情况的限制，适用于各类岩土层，施工方便，进度快；设备简单，环境污染小；但是，也存在不足：井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大、安全性差。随着人工挖孔桩以它特有的优越性，而被山区高速公路桥梁施工所广泛采用，其施工工艺和施工安全问题，就显得尤为重要。
人工挖孔桩是用人力和适当的爆破兰州办公楼及附属商业裙楼地下车库消防施工组织设计，配合简单机具设备下井挖掘成孔，然后安装钢筋骨架，浇筑砼而成的桩。
为保证人工挖孔的施工安全，必须考虑防止土石坍塌的支护措施。除岩层和较坚硬密实、不透水的土层，开挖后短期不会坍孔者，可不设支撑护壁外；其余土质情况下，均应设支撑护壁，以策安全。常用的护壁方式有：机制砖护壁、现浇砼护壁、钢护筒护壁、沉井护壁等。
用M10水泥砂浆砌筑机制砖形成井圈护壁，该护壁方式的挖孔，是分段开挖，分段砌筑护壁。护壁的形式为斜阶梯形，每段护壁高度，一般为1m左右，护壁厚为12cm。
现浇砼护壁挖孔，系分段开挖，分段浇筑护壁砼，直至设计孔底标高。现浇砼护壁的形式常采用锯齿式，每节高不超过1m，壁厚15~20cm，砼强度等级大于C15；土层较差时，可沿四周插入φ12mm钢筋，间距20~25cm，浇筑护壁的模板，用工具式的弧形钢模拼成。
挖孔桩的钢护筒护壁,是在桩位上打入钢护筒至设计标高，然后挖出护筒内土层，并进行底部扩孔，再浇筑桩基砼。钢护筒可以留在桩内，也可以待砼浇筑完毕拔出，为减少阻力，可以边浇砼边拔出钢护筒。
钢护筒一般用厚度为12~14mm的钢板卷制，并焊接成整体型式；留在桩内的钢护筒，可用4~6mm厚的钢板加内加劲筋制作而成，长度根据设计要求确定。
挖孔桩的沉井护壁，是在桩位上制作钢筋砼井筒，井筒靠自重或附加荷载，逐节下沉至设计标高，然后逐节挖出筒内土层，浇筑桩基砼。
井筒通常用C20或C25砼浇筑而成，并设φ12mm纵向筋和φ8mm的环筋，间距一般为20cm，井筒壁厚为10~15cm，每节长度视吊装能力而定，每节上下口设5cm高的接榫，上口并预埋吊环。
表层为淤泥时，可采用沉井法或钢护筒法施工。沉井法施工，在沉井定位时，将第一节井筒准确地放在桩位上，为防止井筒在施工过程中的倾斜，可先沿井筒内壁打入钢管导向桩，然后下沉井筒，待第一节井筒下沉完毕后，再放上第二节，每节井筒高1m左右，两节之间用砼连接牢固；若井筒在施工中发生倾斜，可在下沉量大的一侧井壁上，插入几根钢筋，减缓其下沉速度，在沉降量小的一侧继续开挖，加速单侧沉降，井筒校正后，拔掉钢筋继续施工；井筒穿过淤泥层后，可在井筒底部的井壁上镶入钢筋，固定井筒，然后，视土层情况，确定护壁方式继续施工；当采用钢护筒护壁施工时，可分节打入钢护筒，在每节高60~80cm的钢护筒内焊接竖向钢筋，用铁锤锤击钢筋头，将护筒打入淤泥层中，边挖边打，直到穿过淤泥层。在挖孔中部遇到流砂层、淤泥层时，处理办法与处理表层是淤泥层的施工方法相同，采用钢护筒护壁方式施工；当流砂层涌量较大，施工困难时，可采用集中降水法配合钢护筒护壁施工，即沿场地四周或水源补给方向布设钻孔抽水井，通过抽水降低流砂层中的涌水，并辅以孔内抽排水的方法进行施工。
挖孔遇到砂、粘性土层，可采用现浇砼护壁或机制砖护壁方式施工；挖孔遇到溶洞，当溶洞内有流动性不强的粘性土填充时，施工方法与处治砂、粘土层施工方法相同；当溶洞内有水或强流动性泥土填充时，可采用钢护筒护壁，并在护筒内灌入素砼封底，再成孔。
2.1护壁顶应高出地面30cm以上，井口四周无堆积物，处于坡面上的桩位，在井口坡面上方，要加设挡碴墙。
2.2井下作业不得超过2人，井口上方必须有人看护，作业人员必须配带安全帽、安全绳，且井下井上人员要保持联络。
2.3井下人员要注意观察孔壁变化情况，发现异常现象，及时处治，排除险情。
2.4井下及井口作业人员不准吸烟，以防有害气体的爆炸，挖孔超过10m时，用小型鼓风机通过塑料送风管向井内送风，排除有害气体。
2.5施工中抽水、照明、通风等用电设备，要一机一闸一漏电保护器，并经常检查电线、漏电保护器是否完好，孔内爆破，一律使用电雷管。
2.6对施工机械，要经常检查其支架、滑轮、钢丝绳、勾扣是否牢固，制动设备是否灵敏。
2.7井孔应安设牢固可靠的安全梯，以便施工人员的上下。
2.8挖孔现场，应设立明显的安全警示牌，并在井口周围，设置安全防护栏，施工完毕后，要盖好井口。
湖北沪蓉西高速公路榔坪互通式立体交叉1号桥桩基，人工挖孔淤泥质粘土和卵石层的处理。
榔坪互通式立体交叉1号桥，是高速公路主线上一座跨河大桥，桥长448m（双幅长），宽2×12.5m，上部构造为简支梁桥面连续结构，下构为十字墩及空心薄壁墩配桩基础，设计最高桥墩为50m，基桩68根，其中：嵌岩桩56根，摩擦桩12根；有52根桩处于河道内，16根桩位于半山坡上；桩径1.5~2.2m，桩长14~26m，嵌岩深度不小于5m。
3.2工程地质及水文地质情况
根据地质钻孔揭示该桥的工程地质，从上自下简述如下：
卵石层：灰黄色，粒径在0.5~5cm，天然状态下疏松~稍密状，孔隙较大，透水性强，层厚4.5~.8m。
淤泥质粘土层：灰黑色，具有一定流动性，层厚5~7.7m。
卵石层：黄色，密实状，夹有巨型粒径亚圆形卵石，最大粒径达90cm，矿物成份主要为石英、长石等，层厚3.8~8m
弱风化页岩：灰白色，矿物成份主要为石英、长石、云母等。
该桥52根桩基布设在河道内，主要透水层为卵石，地下水的主要来源为地表水（河槽水）通过卵石层渗入，基岩透水性差。
3.3.1成片多孔同时施工，同时抽排水，降低地下水位。
3.3.2采用现浇砼护壁施工。
3.3.3安全措施钢结构通用规范.pdf，所有用电器，实行一机一闸一漏电保护器，孔内爆破，一律使用电雷管。
地下水位以上卵石层的开挖，是直接开挖护壁，每次开挖深度50cm左右，然后，用工具式弧形钢模拼成内齿式的护壁模板，最后，浇筑砼，即形成锯齿式护壁；地下水位以下卵石层的开挖，即开挖进入较大涌水层时，先沿井壁四周，略向内倾斜，打入长80cm的φ12mm钢筋，间距15~20cm，然后边开挖边抽排水，即从中心部分开始开挖，使水汇集在井底坑中，再开挖周边，每次下挖深度20~40cm后护壁，护壁后，立即停止抽水，以免渗水洗刷护壁带走水泥浆，形成蜂窝或毁坏护壁，护壁时，在护壁模板接缝处，预埋4~5个泄水管，将水流引到护壁井内坑底，以防止护壁四周砂砾被掏空，出现沉陷，在挖到下层时，用木楔和水泥粘土堵死泄水孔。
在60~80cm高的工具式弧形钢模内侧，焊上竖向钢筋，用铁锤锤击钢筋头，将其略向井中心倾斜打入淤泥层，形成钢护筒，边打边开挖，开挖30~50cm时，再用工具式弧形钢模在孔内拼装成护壁内模，按现浇砼护壁方式护壁，待护壁砼凝固拆模后，拔出钢护筒，如此返复，直到穿过淤泥层。
挖孔进入弱风化岩层30cm左右，是护壁的最后一节，此节护壁，在其模板四周接缝处，留有3~6个泄水管，通过泄水管排出孔壁外的渗水，以防止护壁外形成高压水，破坏护壁。
挖孔达到设计标高后，进行孔底检查，必须做到平整，无松碴、污泥及沉淀等软层，嵌岩桩入岩深度应符合设计要求。在开挖过程中，经常检查了解地质情况，倘与设计资料不符，及时提出变更设计申请。
3.4.3钢筋骨架制作与安装
根据施工条件，该桥挖孔灌注桩钢筋骨架的制作方式有两种，一种是在孔外加工制作，用汽吊吊入孔内就位；另一种是在孔口上架好用型钢拼成的绑扎架，在绑扎架内绑扎基桩钢筋骨架，逐节绑扎成型放入孔中，每节高度不超过2m。
根据桩孔内的渗水情况，河道内的52根桩，采用了水下灌注法施工；于半山坡上的16根基桩，采用了干灌法施工，砼用搅拌运输车运到现场，通过砼输送泵送到孔口，再经孔内串筒到孔底GB∕T 34327-2017标准下载，为保证砼的密实，使用人工振捣方式捣实，砼水灰比为0.55，砂率38%，每方砼的P.042.5水泥用量为367kg。成桩后，经超声波检测法检查，该桥基桩均为Ⅰ类桩。
综上所述，人工挖孔桩在山区高速公路建设中具有明显的优势：施工方便、进度快、质量易保证；植被破坏小，有利于环境保护和水土保持，降低环保水保的投入；只要安全措施充分，施工安全也是有保证的。因此，在山区高速公路桥梁基桩施工中，人工挖孔桩是首选方案。