人工挖孔桩施工质量控制探讨

付正义

中铁上海工程局集团有限公司第七工程分公司710000

摘要：随着交通基础设施建设的快速发展，人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，以其适应性强、成本适中、施工简便等特点，作为一种基础形式被广泛地应用于桥梁工程领域。本文从实际施工角度探讨人工挖孔桩缺陷桩的形成原因与处治措施。

关键词：人工挖孔桩；质量；原因；措施

灌注桩属于地下隐蔽工程，由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格按施工规范实施，所以，必须高度重视并严格控制孔桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。

1、人工挖孔桩施工工艺

放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放附加钢筋→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位（中心）轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦（卷扬机或辘轳）→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方（修边）→先拆第一节支第二节护壁模板（放附加钢筋）→浇第二节护壁混凝土→检查桩位（中心）轴线→逐层往下循环作业→开挖扩底部分→检查验收→吊放钢筋笼→放混凝土溜筒（导管）→浇筑桩身混凝土（随浇随振）→插桩顶钢筋

2、成孔阶段挖孔桩缺陷形成原因与处治措施

（1）孔壁泥砂塌落

挖孔时遇到砂性土、淤泥、流砂，很容易发生护壁外围泥砂塌落。如果地下涌水量不大，塌落不严重，可以用挡土板支撑，同时用直径25mm圆钢加固或钢板套筒突击成孔浇筑混凝土护壁。

（2）挖孔时遇到厚的流砂层、淤泥层，尤其遇到大量地下水，随着护壁外围泥砂大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂、脱落。许多施工单位只好改用沉井基础，因而增加了造价。

遇到这种情况，在施工时应采取加强措施：

1）顶层护壁用直径20cm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。

2）加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土土桩、竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。

3）在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。

（3）封底混凝土

1）浇注混凝土前应检查孔底地质和孔径是否达到设计要求，并把孔底清理干净，同时把积水尽可能排干。

2）为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出。以减少邻孔的积水对工作孔的影响。

3）孔深超过6m时，还要注意防止混凝土离析，一般把搅拌好的混凝土装在容量为1~2m3左右坚固的帆布袋里，并用绳子打成活扣，混凝土送到井底时，拉开活扣就可将混凝土送到孔底，连续作业能迅速封好孔底，同时堵住孔底大部分甚至全部的地下水。

4）如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水就接近或超过20cm，这时用以上几种办法封底都会造成混凝土含水量太大，清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本上平静时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌好的早强型混凝土，混凝土量超过底节护壁30cm以上，再慢慢撤除导管，由于水压力的作用，封底混凝土基本上密实，混凝土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，已经没有地下涌水，待水抽干，再对剩余的水进行处理。将表面混凝土（这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水中）松散部分清除运到孔外，再继续下一道工序。

（4）施工时，为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜，移位。尤其在浇注护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。个别壁周泥砂塌落，在浇注混后护壁容易产生位移和歪斜，应注意检查和及时纠正。

3、灌桩阶段挖孔桩缺陷形成原因与处治措施

断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面：

（1）灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。

（2）在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，从而导致提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

（3）卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料（有的机械配料不及时校核）随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。

（4）坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。

（5）另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。

断桩处理的方法有以下几种：

（1）原位复桩

对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。

（2）接桩

在浇注混凝土出现断桩时，停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案，首先对桩进行声测确定好混凝土的部位；适当扩大孔径挖至断桩处，边挖边护壁，20#素混凝土进行护壁，护壁内用直径12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固，护壁间连接筋用直径16钢筋以20cm间距布置。第三，挖至浇注合格处利用人工凿毛，按人工挖孔混凝土施工方法进行混凝土的浇注。

（3）桩芯凿井法

这种方法说起来容易做起来难，适用于桩径较大的断桩处理（D≥1.2m），即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m左右，如果遇到个别桩水处理不好、降不下去，更是困难重重，导致质量、工期和经济上的重大损失。

4、结语

人工挖孔灌注桩以其操作工艺简单，施工方便，可多桩同时进行，施工速度相对较快。挖孔和灌注砼质量易控制，节省设备投资，降低了工程造价，得到许多施工单位的认可，确实是一种经济适用的基础形式。

参考文献：

[1]公路桥涵施工技术规范[M]．人民交通出版社，JTJ041-2000.

[2]杨文渊．桥梁施工工程师手册（第二版）[M]．北京人民交通出版社，2003.