人工挖孔桩施工常见问题及处置方式

【摘 要】人工挖孔桩具有施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。从而在民用建筑、公路中取得普遍应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，平安和质量显得尤其重要。 【关键词】人工挖孔桩；施工；桩基础

人工挖孔桩这种桩型在现代桩基工程中被普遍应用，通过几十年的进展，工程实践证明，它具有施工时无噪声、无振动、对环境阻碍小、对周围建筑和设施可不能造成危害、适合于场地狭小的旧城改造等优势。在挖孔中能直观辨别孔壁和孔底的岩土状况，易于检查钢筋和混凝土浇注质量。本地质条件适宜且设计合理时，采纳人工挖孔桩，会取得技术靠得住、缩短工期的成效。但人工挖孔桩施工也有一些问题需要引发注意，如桩孔穿越的土层有淤泥质土、残积土、粉细砂和土质转变复杂、地下水位高、含水层渗透系数大等，要注意淹孔、塌孔危险。要求桩身混凝土在无水状态下浇注（特殊情形下需有专门方法），并要有靠得住的降水、排水保证，要采取确保施工人员人身平安的防范方法。

1 桩端持力层为残积土时单桩承载力达不到设计要求

桩端持力层为残积砂质粘土，残积土具有结构性强、易受扰动、土体遇水后容易崩塌的特点。当桩孔底虚土清除干净并以有关人员验孔后，还要通过下面几道工序，挖孔工人上到地面→放下串筒→开始浇筑混凝土，从验孔完成到开始浇筑混凝土，中间要花去15到25分钟，这段时刻因孔内继续渗水及积水未抽干，桩扩大头土体泡水崩塌，孔底虚土增厚，桩端土浸水泡软变松散，使土层缩性和承载力受到阻碍。而现场施工人员又未再次清孔就进行扩大头封底灌注混凝土，致使桩加载时产生较大沉降，单桩极限承载力大大降低。

残结土多为超固结土，前期固结压力大于上覆土层压力，开挖后应力释放，地下水失去平稳，在水动力作用下，残积土遇水易崩解；专门是含石英粒较多时，遇水更易崩解，往往显现流砂塌孔现象，扩大头难以施工，给桩基质量带来隐患，静载实验单桩承载力往往达不到设计要求，因此建议：

1）设计方面，设计人员在选择残积土层作为桩端持力层时应综合考虑地质条件、上部结构类型、荷载特点、施工技术条件与环境、检测条件等因素。

2）持力层为残积土的人工控桩基础，施工成败的关键在于可否依照残积土的特性、工程的特点制订切实可行的施工方案，最关键的一是要尽可能缩短残积土的暴露时刻，二是要设法将地下水位降至桩端以下，具体施工中可采取下述一些方法来解决：

（1）在残积土层中的扩大头，应设置斜护壁，能够采取分断设置，分断开挖的方式。

（2）灌注混凝土护壁要注意捣实，因它起着护壁与防水的双重作用，关于发生渗水的护壁要及时修补堵漏。护壁的厚度应依照地下最深段护壁所经受的土的压力及地下水的侧压力计算确信，土质较差，有渗水时应适当加大护壁的厚度。

（3）排除孔内积水，如积水过大，可采纳在邻孔内抽排的方式来降低水位，在桩扩大头封底之前必然要将本孔内的地下水位降至桩端以下500mm，然后封底。

（4）减少残积土的暴露时刻，桩孔挖至设计标高时，请建设单位会同勘探、设计及有关质检人员一起鉴定，以为符合设计要求后迅速扩大桩头、清理孔底，及时验收，随即浇灌混凝土，注意应后续的几道工序的预备工作事前做好，如：预备好串筒，采纳大容积搅拌机，将搅拌好的混凝土运致桩孔周围，尽可能缩短清孔完成至封底这断时刻，减少残积土的暴露时刻，同时，也应注意做好扩大头混凝土的捣固。

（5）关于土质较差，渗水量大，无法确保桩基质量的，应尽力预埋压力注浆管道，待桩身混凝土到龄期后再进行桩端的压力注浆处置。

２ 挖孔中地下水涌水量大引发质量问题

人工挖孔桩基础，有相当一部份桩身穿过地下水位以下的透水层，施工中常碰着地下水涌水量大、流砂、流泥的现象，对此，现场施工人员应采纳确实有效的预防方法进行处置，下面依照连年桩基工程施工体会谈以下几点观点：

1）可采纳多桩孔同时成孔，距离挖孔的方式，以减少水的渗透，对地下水涌水量大的，能够采纳相连桩孔抽水或井点降水的方式，将本孔内地下水位降到开挖土层以下500mm。

2）在开挖进程中，如遇有专门松散的土层或流砂层时，为避免孔壁坍落及流砂，除可采纳常见的打钢板护筒或预制混凝土沉井作为护壁方法，也能够采纳木模具围堰方法（将孔径扩大，比设计桩扩大200-400mm,将木板条逐根打入土中形成木模护壁，然后再按正常桩径支模浇筑混凝土护壁），或采纳钢筋笼围堰（将钢筋逐条打入土中形成钢筋笼，然后用塑料编织袋填塞钢筋之间的裂缝）的方法，待穿过松软层或流砂层后，再按一样方式继续开挖桩孔。

3）在浇筑桩身混凝土时，必然要先将孔内的积水抽干，如确实无法完全排除结水，应采纳导管（套筒）灌注水下混凝土的施工方式，将混凝土的坍落度操纵在18~22cm，注意维持导管埋入混凝土的深度不小于1m，同时应注意将钢筋笼固定好，避免被混凝土顶托上升，桩顶浮浆要注意凿除。

4）严禁采纳干拌混凝土（混凝土拌合不加水或加很少量水）的施工方式，在工程施工进程中，发觉有的施工单位，在灌注桩身混凝土时，碰着孔内涌水量无法完全抽干的情形，就想固然地采纳干拌混凝土的方式施工，结果造成桩身混凝土严峻离析。

5）关于桩身混凝土严峻离析达不到设计要求的，可采取压力灌浆的方式处置，待桩身混凝土强度达到设计要求后，在桩顶布2-4个孔，用钻机钻至预定深度，通过设在孔口的预埋管向管内高压喷注预备好的水泥浆，对桩身的混凝土进行补强处置。

6）桩身混凝土应分层灌注、分层捣实，每层灌注高度操纵在0.5-1M。 ３ 成孔质量

1）挖孔前应至少做一节井圈护壁实现对桩心和标高的操纵：假设设计图纸桩心在轴线上，第一节井圈中心与设计轴线的距离误差不得大于20mm，顶面应比场地高出150～200mm，以便于确信桩位和操纵钢筋笼上平的标高线；第一节护壁应比下面的护壁厚100～150mm：地上部份的护壁需24小时后拆模：在地面以下的护壁混凝土，湿度、温度对其强度的形成和增加超级有利，一样1天就能够达到10MPa左右，半天就能够够拆模。

2）桩孔的许诺误差：桩孔的许诺误差应知足：桩位±50mm，桩径±50mm，垂直度0.5%。挖孔前应按施工图纸准确放线，确信桩心位置；挖孔支模前，向周围引出4个操纵点，以操纵桩心。成孔后，应检查桩孔的尺寸是不是达到要求，假设孔径偏小，会造成成桩后桩身钢筋笼爱惜层厚度达不到标准要求，这是施工现场中容易忽略的问题。施工进程中，对桩孔尺寸进行操纵和验收的方式是：现场制作一个简单的钢筋圈，用绳索吊着钢筋圈，使其水平地套入桩孔，来量测成孔的直径。

3）幸免孔底沉渣：风化基岩面与其他粘性土层接触的部位，最容易富水而形成局部上层滞水含水层，该层恰好是挖孔桩扩大头入岩部位。孔底积水会造成清底不干净、孔壁塌落、基底易风化岩层受浸泡变软。碰到地下水，应做好持续排水，不然，可能造成灌注前排水不及时。假设孔底沉渣处置不完全，会造成单桩承载力远远小于正常桩设计承载力，造成严峻的施工质量问题。 ４ 扩大头尺寸

桩的扩大头施工中应挖成中部比周围低的锅底形，桩底承载力可提高20%以上。人工挖孔桩的扩大头设计部门不能只凭想象扩大尺寸，还要依照承载力要求、实际成孔条件及扩底端侧面和桩端持力层土性特点确信，若是是孔底碰到较厚砂层和桩孔出水的地质条件，扩大头的施工较为困难。在此困难条件下，一样外边扩不超过0.2m为宜，即：桩身直径d=0.8m的桩孔，外扩成D=1.2m的扩大头，勘探和设计方对这些问题应进行分析，确信合理的方案。桩数较多的工程验槽进程中，一样各方技术人员不能做到全数桩孔下井查验，对扩大头尺寸验收成为一个难题。勘探部门所提供的桩极限端阻力标准值参数，也必需留有必然的平安储蓄。这些情形，工程设计和施工中应酌情处置。扩底用于持力层较好，桩长较短的端承型灌注桩，可取得较好的技术经济效益。可是，在持力层的岩石单轴抗压强度高于桩身混凝土单轴抗压强度的基岩中实施扩底，用低强度的混凝土代替强度高的岩石，这在提高桩端承载力方面是不利的；在桩侧土层较好、桩长较长的情形下扩底，那么会损失扩底端以上的部份端阻力并增加费用。因此，以这种硬质基岩作为桩端持力层的条件下，只要能知足桩的抗滑和沉降（桩底以下无软弱层）要求，没必要盲目增加入岩深度。 ５ 钢筋笼的构造和质量要求

钢筋笼应严格按要求制作。主筋位置用钢筋的定位支架操纵等分距离，主筋间距许诺误差±10mm；加劲箍筋或螺旋筋螺距的许诺误差±20mm；钢筋笼直径许诺误差±10mm；钢筋笼长度许诺误差±50mm。当做孔深度与设计深度不同时，钢筋笼长度也应随之转变，但摩擦桩的钢筋笼长度要求可相对低一些。加劲箍宜设在主筋外侧，以增强对钢筋笼的箍紧固定作用；主筋伸入承台部份一样不设弯钩。钢筋笼搬运和吊装，应避免变形；安放前需再次检查孔内的情形，以确信孔内无塌方和沉渣；安放前要对准孔位后，扶稳并缓慢地进入，幸免碰撞孔壁，严禁墩笼、扭笼；钢筋笼抵达设计标高位置后，应采纳吊筋牢靠地固定。 ６ 爱惜层厚度的操纵

《建筑桩基技术标准》（JGJ94-2020）对爱惜层的厚度只做了最小数值的规定，钢筋爱惜层的厚度无护壁时为70mm，有混凝土护壁时为35mm。爱惜层的许诺误差为±

10mm。关于直径越大的桩，建议适当加大爱惜层厚度，以确保灌注完成后的桩体质量。钢筋笼的爱惜层，每2m设置定位混凝土垫块，定位混凝土垫块用高强砂浆混凝土制作，直径为Φ140mm，中间留Φ15mm的圆孔。安装箍筋时定位垫块套在箍筋上，保证钢筋混凝土爱惜层厚度不小于70mm。垫块每1.5～2.0m一组，每组3～4个，圆周上均匀布置；垫块需牢固地绑扎或套在钢筋笼筋圆周上。当无混凝土护壁时严禁用粘土砖或短钢筋头代替，缘故是砖吸水或短钢筋头锈蚀后会进一步引发钢筋笼的锈蚀。假设不采取以上方式操纵钢筋笼位置，可能会显现钢筋笼切近或紧贴桩孔一侧的土层，灌注后爱惜层厚度减少或孔壁无爱惜层。 ７ 桩身混凝土的灌注

桩身混凝土密实性的质量操纵：灌注桩身混凝土保证其符合设计强度的关键是要保证混凝土的均匀性、密实性。混凝土坍落度的操纵：坚持按配合比投料，混凝土坍落度不宜过大，以50～80mm为宜。坍落度损失(现场用坍落筒抽检)大于50mm/h时，应调整配比。灌注下料：为避免混凝土离析，一样采纳串流筒下料的方式，其中灌注速度是关键，即力求在有地下压力水的情形，要求集中足够的混凝土，短时刻内灌入，如此能够凭借混凝土自身重量压住地下水的渗入。振捣方式：由工人在井下或用较长的振动棒每500mm为一层，用插入式振动器捣振，插入形式为垂直式，插点间距约400～500mm，做到“快插慢拔”，以保证混凝土的密实度。

关于桩孔深度大于10m的桩身下部，可依托混凝土的落差形成的冲击力及混凝土自身重量的压力使其密实，这部份混凝土可不用振捣。体会证明，桩身混凝土能知足均匀性和密实性的要求，而且速度优于采纳串流筒施工。关于桩孔内深度小于10m的部份，混凝土浇注要采取正常的分步振捣施工方式，不能采纳自由下落(落差小，冲击力小)的特殊施工方式。一样桩孔上部很少有地下水阻碍，灌注速度没必要专门快。 ８ 终止语

人工挖孔桩是一种施工方便、投资省、速度快、承载力大的基础工程技术。在建筑工程中应用较多，但在施工进程中可能碰到各类突发难题，因此要严格注意其施工程序、施工技术和其他平安方法等，确保平安和人工挖孔桩的质量。