人工挖孔灌注桩施工中的问题分析及解决措施

　　【摘要】由于人工挖孔的诸多缺点，对其使用范围进行了很多的限制，本文根据人工挖孔桩的特点及本人在施工过程中发现的一些常见问题，提出了一些解决的方法与建议。
　　【关键词】人工挖孔桩，工程地质，流砂，流泥，施工安全
　　
　　近年来，人工挖孔桩由于其工艺落后，施工安全可靠度低等缺点，在福建省地区其应用范围已大大缩小，但由于其特有的单桩承载力大、持力层容易鉴定、工程造价低、施工速度快、设备简单、操作方便、占用场地小、对周围建筑影响小、污染小等特点，在工程地质及水文条件许可的前提下，还是有相当的市场范围的。笔者根据多年对人工挖孔桩等工程的实践，积累了一些经验，对于一些施工中常见的问题谈谈自己的看法，并提出解决措施。
　　1地下水
　　地下水是人工挖孔桩桩孔施工过程中遇到的最主要也是最难解决的问题。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，特别是在具有承压性地下水的砂层施工，不仅开挖困难，而且极易造成流砂现象的产生，甚至使护壁砼坍塌从而造成严重的安全事故。
　　⑴应根据实际工程地质及水文地质情况，必须设计合理的超前降水措施，以疏干土层中的地下水和消除砂层中地下水的承压性，施工前宜选最不利位置（迎水部位）试成孔，以检验降水效果。
　　⑵碎块状强风化岩体及中风化岩体中的地下水富存于裂隙中，一般降水效果较差，因此在成孔整个过程都必须配合进行孔内抽排水。
　　⑶挖孔遇到潜水层或承压水的处理
　　挖孔时如遇到涌水量较大（90m3/h以内）的潜水层或承压水，可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理，效果较好。
　　a.首先用水泵将井孔内水排尽；然后把潜水面沿孔壁周边完全开挖出来；再在孔壁设计半径外面开挖环形槽。
　　b.在孔底干铺20cm厚卵石层，其上安设5mm厚、高度稍大于潜水层的钢板圈，其内径等于桩径。在钢板圈内卵石层上设置2根直径25mm的压浆钢管，其中一根作为（当另一根堵塞时）备用。压浆管埋入混凝土顶盖处焊一钢板，以利定位及防止压入的水泥浆沿管壁上流。
　　c.钢板隔离圈与孔壁之间填充卵石，其孔隙率要求在40%左右。
　　d.为了省工、省料，便于继续开挖，在隔离圈内填充装泥麻包（草包），要求填塞密实，减少孔隙。
　　e.灌筑水下混凝土顶盖，强度等级C10，厚50cm。
　　f.压浆：同一压浆管按材料分的给进程序为：先压泥浆，将钢板圈内的空隙用泥浆填充，以节省水泥；次压纯水泥浆，因其流动性好，裂缝很小亦可压浆；最后压进水泥砂浆，其配合质量比为1:1。砂浆中可掺入合适的早强剂，各种压浆均以稠度来控制。稠度用砂浆流动度测定器来测定，以S表示。泥浆稠度要求2s～6s，稠水泥浆或水泥砂浆稠度要求2s～10s。压浆机具可用灰浆泵，压力0.3MPa～0.4MPa即可。
　　g.封闭完成继续开挖：封闭完成48h以后可将水抽尽，水位不上升，即可用风镐将混凝土顶盖凿去孔径范围之内的部分，并吊出装泥麻包，拆除钢板圈，继续进行挖孔工作。
　　⑷应组织完整有效的排水系统，将孔桩内水先抽排至地面排水系统，后排入沟渠。施工区域地面排水系统为沿场地四周布置的排水沟和集水井，除施工区域处，生活区域也要设排水沟，以排雨水和生活污水。
　　2应合理安排施工顺序
　　合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对减少施工难度起到重要作用，施工方案中要认真统筹，根据实际情况合理安排。
　　⑴一般情况下，先施工比较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深，难度相对愈大，较浅的桩孔施工后，对上部土层的稳定起到加固作用，也减少了深孔施工时的压力。
　　⑵在含水层或有动水压力的土层中施工，应根据现玚水文地质条件，先施工外围(或迎水部位)的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而做为排水井，以方便其它孔位的施工。
　　3流泥、流砂
　　福建省大部分地区属花岗岩或凝灰岩地区，花岗岩或凝灰岩残积土及其下全风化层和强风化层具浸水易软化和崩解的特性，因此如果未能疏干其地层中的地下水，开挖过程中很有可能会发生流泥现象。或遇淤泥等软土层，开挖过程中也很有可能会发生流泥现象。加上上部覆盖层常常分布有冲洪积形成的砂层，开挖时再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量及安全事故，因此要采取有效可靠的措施。
　　⑴流砂情况较轻时，采用护壁节高相应缩小的措施，一般采用半模或三分之一模方式工艺施工，并先打挡土条或钢筋网、填砂包、稻草等相应措施。同时应保证桩孔内壁満足设计要求。
　　⑵流砂情况较严重时，可采用下钢套筒方法，钢套简与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4~6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5m左右，即可分片将套简装入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇注护壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔芯部位的混凝土清凿以形成桩孔。
　　⑶在遇到流泥现象时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。
　　4桩芯混凝土的浇筑
　　在严格按照配合比浇注砼的前提下，影响桩身砼质量的主要因素是孔内积水及孔壁渗水，再有就是桩身混凝土的密实性。
　　⑴浇筑前孔底有积水时，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水叉流入桩孔内。应采取避水法浇捣。
　　⑵如果孔底出水量较大及孔壁渗水量较大时，孔底积水排不干，浇注砼应做到：
　　a.加强抽水，周围桩孔同时抽水；
　　b.混凝土适当减少坍落度，同时砼标高适当提高。
　　c.将串筒靠近护壁一侧，砼从一侧成倾斜面浇捣，确保砼浇捣面超出水面，使新入孔的砼不直接与水接触。
　　d.利用砼倾斜面将孔内积水排挤到桩孔的另一侧，并随砼面上升而上挤，及时利用人工外排。
　　e.插入式振动捧从边侧振捣，不直接插入水中振捣，从而使水无法进入砼内，只在砼表面有水。
　　⑶如果孔底出水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺了。
　　⑷桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中的浇筑速度是关键，即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重量压住水流的渗入。对于深度大于10m的桩身下部，可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。对于桩身上部混凝土浇筑要采取正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水影响，浇筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。
　　5施工中应注意的安全事项
　　⑴每日开工前检测井下有无危害气体和不安全因素，检查孔内的二氧化碳含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，用机械通风，风量不应小于25L/s，向桩孔内作业面送入新鲜空气。当桩孔内土层中含有害气体及有机物质较多时除加强通风外，还应对有害气体加强监测。
　　⑵桩孔口严格管理。桩孔口护壁砼应设置高于地面200mm，防止地面石子或其他杂物等被踢入桩孔中。地面孔口四周必须有护栏，高度不低于800mm。无关人员不得靠近桩孔口，桩孔口机械操作人员不准离开岗位。口袋内不得放置物品（如钥匙、钢笔、打火机、小型工具、玩物等），以防坠入桩孔中。挖孔取出来的土渣运到指定安全堆土点，不能直接堆放在洞口旁。
　　⑶应定期检查漏电保护装置是否灵敏，以防止触电事故发生。
　　⑷桩孔下作业人员必须戴好安全帽，穿好绝缘胶鞋。桩孔口与下部作业人员应有可靠的联络设施。如桩孔口管理混乱，桩孔内应立即停止作业回到地面上。地面孔口作业人员需待井下作业人员上来后方可离岗。
　　⑸桩孔洞口上应设置悬挂软梯，并随桩孔深放长，以备意外情况时有关人员能顺利上下。正常情况下，操作人员上下乘坐吊篮或专用吊桶。开机人员专机专人，并持证上岗，集中思想认真注意桩孔内一切动态，电器开关不得离手。吊钩有弹簧式脱钩装置，防止翻桶、翻篮、脱钩等恶性事故发生，严禁站在装渣桶边缘口上下。垂直运输机具和装置，必须配有自动卡紧保险装置。
　　⑹装渣桶、吊篮、吊桶上下用电动葫芦提放，上下对准桩孔中心。
　　⑺在任何情况下严禁提升设备超载运行，上、下班前对提升架及轨道进行检查，工作时发现异常情况立即停止工作，找出原因，认真检修，不准带病运转。
　　6结束语
　　实践表明，工程地质及水文地质条件许可、安全措施保证的情况下，人工挖孔桩不失为一种可靠合理的桩型，在不同情况下，采取相应的施工措施可以有效的保证桩身的质量，人工挖孔桩承载力满足设计要求，实现了安全质量的双赢。
　　参考文献：
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　　[3]柳远才.人工挖孔桩施工中几个特殊问题技术处理[J].《安徽建筑》2005,(2).