人工挖孔灌筑桩的施工技术及安全防护措施

人工挖孔灌筑桩的施工技术及安全防护措施一、概述随着施工技术的不断发展，钢筋混凝土灌筑桩基础越来越广泛用于桥梁、水利及港口码头、工业厂房、体育馆、车站、办公大楼及商场、军事设施、电力及通讯建筑等土建工程的各个基础建筑领域。它具有施工方法简单、抗击冲刷和抗震、抗倾覆性能好、承载能力大、减少大量土石方、工程造价低等优点。特别适用于建造大型结构物的基础工程。钢筋混凝土灌筑桩有人工开挖法、冲击法、冲击反循环钻进法、冲抓钻进法、螺旋钻孔法、潜孔锤钻进法、钻粒钻进法、刮刀钻进法、牙轮滚刀钻进法、扩孔钻进法、扩底式钻进法、贝诺特法钻进法、土钻施工法钻进、沉管钻进法、法朗基法、|旋挖钻进法等十几种成孔施工方法。施工中根据不同的地质条件和施工能力选择所需的施工方法。人工挖孔灌筑桩直径一般在50cm以上、孔深一般在30m以内。它适用于地下水位较低、地下涌水量比较小（涌水量一般在10m3/h以下）的各种地质条件。人工挖孔施工方法操作简单、施工使用的机具简单、不需大型机械设备，可以因地制宜因陋就简，桩径一次成孔、孔底干净无残渣无淤泥，桩底地质情况一目了然，完全能达到和满足设计标准。特别在坚硬岩石地层条件下，施工进度及开挖孔径要明显优于其它施工方法。在同样条件下，人工挖孔比机械钻孔最多可节省成本开支50%。人工挖孔施工方法，可省去征办较大容量的|动力电源，省去备用大容量发电机组。人工挖孔灌筑桩可（按设计）扩大孔底桩径，

1以增大桩基的支撑面积，提高桩基的承载能力和抗倾覆能力。同时还可缩短桩长，减少工程数量。人工挖孔灌筑桩在很多情况下，不需采用水下混凝土灌筑施工方法，可以节省水泥用量降低成本、提高经济效益，钢筋笼安装位置准确、混凝土灌筑可以人工直接进行捣固，能确保桩基的工程质量。沈阳铁路局沈阳工程总公司道桥公司1996年在铁岭——四平段高速公路建国北大桥工程施工中，在泥砂岩层的地质条件下，采用人工挖孔施工技术，成功的完成了直径φ1.2m最深26m的钢筋混凝土灌筑桩；线桥公司1996年在沈山线高速公路地藏|寺大桥施工中，在特别坚硬的风化变质岩和沉积岩地质条件下，采用人工挖孔施工技术，成功地完成了直径φ1.2m最深21m的钢筋混凝土灌筑桩。这两个单位在这两个工程中，桩基部分都取得了很好的经济效益，同时比采用冲击钻成孔缩短了很多工期，使整个工程提前竣工。因此，在条件许可的情况下，应优先采用人工挖孔施工技术。二、人工挖孔灌筑桩施工技术1、挖孔作业施工人力组织及场地布置人工挖孔作业单孔进度比较慢，为加快工程进度，应多开工作面，同时开挖多个井孔，挖孔作业全面开花，提高总体施工进度。在劳动组织上，一般每3人为一组。井上井下轮换作业。在有护壁情况下，考虑护壁衬砌混凝土的养生时|间，每个井孔每节段循环作业周期不少于24小时。每个作业小组可同时开挖2~3个井孔，每组每天每个井孔正常进度为一节护壁高（最多1.3m）。在不需护壁的条件下，

2每个井孔连续（倒班）作业，每个井孔可安排三或四班倒作业，每个井孔每天开挖进尺3m左右。为减少孔壁裸露岩石脱落、风化，每个井孔要连续开挖完。为有利于集中降低挖孔区域（各个井孔都抽水）的地下水位及形成流水作业面、便于架设电源线路、供风管路，根据工程规模，可分期分批集中开挖井孔。一般安排从工程的一端开始推进，齐头并进布置井孔开挖。2、施工所需工器具人工挖孔使用的工具有锹、镐、大锤、软爬梯、辘轳（或卷扬机、电动|葫芦）、提筒、水泵、凿岩机、分气缸、空压机、鼓风机以及照明设备、备用发电机组等。工器具数量根据工程规模、劳力组织情况而定。水泵要选择底部吸水的混水型潜水泵。3、施工准备工作（1）、首先进行桩位定位复测，定出孔位十字线护桩，以备开挖井孔过程中，随时校核井孔中心位置。（2）、制做手摇辘轳（可用φ16以上钢筋制做成简易辘轳）、衬砌模板及支撑拱架。根据施工劳力组织，每个作业小组配一套。架设电力线路，铺设送风管路，安装抽水泵、空压机、搅拌机及照明灯。加工衬砌护壁钢筋。4、人工挖孔施工方法（1）、成孔方式人工开挖井孔分两类成孔方式。一类是采用衬砌护壁开挖法；另一类

3是不|用衬砌护壁开挖法。对于地下土层易坍塌或比较松动的风化岩石层应采用衬砌护壁开挖法；对于坚固坚硬的土层或岩石层可不采用衬砌护壁开挖法。（2）挖孔作业步骤第一步，先挖地表层第一节井孔，然后安装模板、拉筋，浇筑井圈及井口护壁。井圈和井口护壁拉筋连接一体，并插入坑底面土中至少200mm深，待与浇筑第二节护壁衬砌内拉筋连接（见图a）。第二步，第一节衬砌混凝土强度达到10Mpa以上时，再在孔中往下挖第二节井孔。每节的挖掘深度视孔壁土方的稳定性而定，侧壁土方坍塌至上一节衬砌根部的外侧时，就应该立即安装拉筋、脱下上一节的模板，摆放准确，浇筑此节衬砌混凝土。挖孔过程中井孔中心位置|始终保持最低，以利于水泵抽水。循环重复以上作业程序，直至设计桩深或不需要衬砌的地段。到了不需衬砌地段，挖孔作业应严格按设计桩径开挖，严格控制超挖量，尽量少扰动井孔周围的原始土层和岩石层。（3）、护壁衬砌结构护壁的衬砌大多采用现浇混凝土。混凝土的标号一般不低于C20号混凝土。为加快挖孔进度，促进衬砌混凝土提高早期强度，浇筑混凝土时要掺加早强剂。为衬砌混凝土浇筑方便及作业人员上下登踏方便，衬砌护壁大多做成倒锥筒形（见图a）。护壁衬砌每个节段上孔壁厚下孔壁薄，上孔壁厚度一般不小于15cm，下孔壁厚度不小于10cm。根据地下土层坚固程度，随着开挖进尺的安全保证程度，决|定护壁衬

4砌浇筑高度，护壁衬砌应迅速浇筑，每浇筑一次为一节。地表层以下较近的土层松散易坍塌，孔壁土方坍塌量偏大，护壁高度可酌情减短；以下土层密实坍塌量相对小些，护壁衬砌高度可适当加大，但每节高度最大不宜超过1.3m；每节护壁衬砌上口内径可按钢筋笼30mm的净保护层的孔径施工，若监理单位和建设单位有争议，可在安装钢筋笼之前将每节段护壁上口突出处尖端凿去，以保证设计的桩基孔径尺寸。为防止井壁土层松动坍塌造成护壁破裂、脱落、坍塌，保证护壁坚固及井下作业人员的安全，衬砌护壁