人工挖孔桩由于施工机械设备简单、操作灵活、造价低、施工质量可靠等优点，近年来得到广泛应用。其施工占地面积小且无泥浆排出，对周围环境及建筑物影响小，可通过施工组织安排最大限度满足施工强度，缩短工期。现就水利施工中渠道交通桥建设谈谈人工挖孔桩的施工技术。
1准备工作
开工前，应有齐备的工程资料：如施工现场的地质、水文（地下水）资料；施工图纸会审记录；主要机械配备及性能资料；施工技术方案及应急预案；桩基用主材（水泥、砂石、钢筋）质检资料等，对因施工可能危及临近建筑物的，应事先采取保护措施。
施工前要制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施位置；指定施工工序检查程序；制定不良天气（雨季）施工的技术措施。
施工单位必须高度重视人工挖孔桩施工中的安全措施，制定各种事故应急处理方案，开挖前对施工人员进行全面的安全技术交底，派专人负责检查各项施工准备工作完成情况，保证层层落实各种规章制度和安全措施，并且全程对施工安全及质量进行监测。
2施工过程
2.1土方开挖及支护壁模板
挖孔前，平整场地，布好测量控制网，用十字交叉法定好桩位，复测桩基基准点，确定每一个孔桩的具体位置。
挖土顺序从上到下用铁鍬、锄头等工具进行，先挖中间后周边，每节的高度要根据土质好坏、操作条件而定，一般0.9m～1.2m为宜。
为防止桩孔壁坍方，确保安全施工，成孔要设置钢筋混凝土(或混凝土)井圈；护壁的厚度要根据井圈材料、性能、刚度、稳定性、操作方便、构造简单等要求，并按受力状况，以最下面一节所承受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。第一节护壁高出地坪150～200mm，便于挡土、挡水，桩位轴线和高程均要标定在第一节护壁上口，护壁厚度一般取100～150mm。
当挖桩通过含水层时，地下水多时，护壁每节高度应为500mm左右为宜，同时用潜水泵抽水，边抽水边开挖。如遇含水量丰富，出现流砂的情况，除了护壁每节高度应为500mm左右，护壁外侧处塞稻草以挡泥砂流出，若遇严重情况，应采用在护壁位置的四周打入钢筋，不至于造成桩孔的四周塌方。当孔深超过1.8米时，桩孔内必须配置活动爬梯、安全帽、安全带，防止坍塌时流砂掩埋井底人员。
桩孔内遇到强风化、中风化岩层时，一般用铁鍬、风镐挖除。遇到极硬岩时，可考虑进行爆破。
施工现场设置临时土方堆放场地，所挖土方不得堆放在孔边（至少2米外，高度不超过0.8米）不影响桩孔质量。需要回填的土方和运走的土方分开来放置，需运走的土方必须在两天内用汽车外运（挖掘机配合人工装车），
2.2浇筑混凝土护壁
桩孔护壁混凝土每挖完一节以后要立即浇筑混凝土。人工浇筑，人工捣实，混凝土强度一般为C20，坍落度控制在80～100mm，确保孔壁的稳定性。
混凝土可用人工或机械拌制，强度要求一般为C10～C20，厚度多为10cm，坍落度控制在10cm～15cm。上下节护壁的搭接长度不得小于5cm，每节护壁模板在施工完毕后宜养护24h后可拆除；发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防止造成事故。
拆模板时，拆上节，支下节，循环周转使用，模板间用U形卡连接，或用螺栓连接，不另设支撑，以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。
第一节桩孔成孔以后，搭设稳定牢固的垂直运输支架，选择适当位置安装卷扬机、铺设低压照明线路、带防水罩的安全灯具、安装活动爬梯等其他安全保护机具。
进行第二节桩孔土方开挖时，必须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向桩底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度。随之进行修整，桩深必须以基准点为依据，逐根进行引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。模板上口留出高度为100mm的砼浇筑口，接口处要捣固密实，强度达到1MPa时拆模，拆模后用混凝土或砌砖堵严，水泥砂浆抹平。
2.3成孔
逐层往下循环作业，将桩孔挖至设计深度，清除虚土，检查土质情况，桩底要支承在设计所规定的持力层上。
桩底可分为扩底和不扩底两种情况。挖扩底桩要先将扩底部位桩身的圆柱体挖好，再按扩底部位的尺寸、形状自上而下削土扩充成设计图纸的要求；如设计无明确要求，扩底直径一般为1.5～3.0d，扩底部位的变径尺寸为1:4。
成孔到设计深度，孔壁、孔底必须清理干净，孔底无浮渣，有地下水要设泵坑排水。成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定，做好施工记录，办理隐蔽验收手续。
2.4钢筋笼制作及安装
钢筋笼制作：按设计图纸制作，因桩长一般为4m，在地面上一次加工成型。如部分钢筋笼需加工接长则采用闪光对焊。焊接接头在35d区段范围内不能超过主筋总数50%，接头互相错开焊接，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。为保证主筋保护层厚度，在主筋上每隔3～4m左右设一个φ20耳环，作为定位垫块。钢筋笼的成型为防止钢筋笼吊放时扭曲变形，一般在主筋内侧每隔2.5m加设一道直径25~30mm的加强箍钢筋笼制作偏差可参照JGJ94-94中关于挖孔灌注桩钢筋笼制作偏差的有关规定进行（见表1）。
表1：钢筋笼制作允许偏差
钢筋笼安装：根据桩顶标高，准确计算吊筋长度；钢筋笼采用吊车吊放，必须在施工区域内修筑道路，以便吊车通行。在入孔时应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下放，避免碰撞孔壁。遇有两段钢筋笼连接时，第一段笼体下放到桩口处，用钢管支撑住，用吊车吊第二段笼体对接焊，再整体下放。笼体下放到设计位置后，立即固定。
2.5混凝土浇筑
挖孔桩灌筑混凝土前，再次测量孔内虚土厚度，超过要求应进行清理。
人工挖孔桩基工程的混凝土主要采用人工浇筑的方法，桩身混凝土可使用粒径不大于50mm的石子，坍落度80～100mm，机械搅拌。用溜槽加串桶向桩孔内浇筑砼。当混凝土的落差大于2m，桩孔深度超过12m时，要采用混凝土导管浇筑（导管下端距孔底不得大于2米，以免发生离析现象）。浇筑砼时要连续进行，采用插入振捣，分层振捣密实，分层高度按振捣的工具而定，但不大于1.5m。施工时应控制好两段混凝土的分界位置和间隔时间。
在灌注过程中，混凝土表面不得有超过50mm厚的积水层，否则，应设法把积水排除，才能继续灌注混凝土。
混凝土浇筑到桩顶时，要适当超过桩顶设计标高，一般可为20～30mm，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。在混凝土初凝前抹压平整，避免出现塑料性收缩裂缝或环向干缩裂缝。表面有浮浆层应凿除，以保证与上部承台或底板的良好连接。
混凝土浇筑注意事项：浇灌封底混凝土时，当孔内渗水量较少，可先抽清孔底积水，在积水深度未超过100mm前，可按常规方法浇筑混凝土。若渗水量较大，则要采用水下混凝土施工方法进行浇筑。
表2：灌注桩施工允许偏差
2.6成品保护
已挖好的桩孔及时放好钢筋笼，及时浇筑混凝土，间隔时间不得超过4h，以防坍方。有地下水的桩孔要随挖、随检、随放钢筋笼、随时将混凝土灌好，避免地下水浸泡。
已挖好的桩孔必须用木板或脚手板、钢筋网片盖好，防止土块、杂物、人员坠落。严禁用草袋、塑料布虚掩。
桩孔上口外圈要做好挡土台，防止灌水及掉土。
保护好已成形的钢筋笼，不得扭曲、松动变形。
钢筋笼不要被泥浆污染：浇筑混凝土时，在钢筋笼顶部固定牢固，限制钢筋笼上浮。
桩孔混凝土浇筑完毕，要复核桩位和桩顶标高。将桩顶的主筋扶正，用塑料布或草帘围好，防止混凝土发生收缩、干裂。
施工过程妥善保护好场地的轴线桩、水准点。不得碾压桩头，弯折钢筋。
3常见质量问题及解决方案
3.1垂直偏差过大
由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖完以后垂直超偏。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。
3.2孔壁坍塌
因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前要掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵：操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。
3.3孔底残留虚土太多
成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，未认真清除。在放钢筋笼前后均要认真检查孔底，清除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封底。
3.4孔底出现积水
当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水井坑，及时下泵抽水。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又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。如果孔底水量大，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。
3.5孔壁渗水
因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。
3.6桩身混凝土质量差
有缩颈、空洞、夹土等现象。在浇筑混凝土前二定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。必要时用铁管、竹杆、钢筋钎人工辅助插捣，以补充机械振捣不足。
3.7钢筋笼扭曲变形
钢筋笼加工制作时点焊不牢，未采取支撑强钢筋，运输、吊放时产生变形、扭曲。钢筋笼要在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固，支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放人桩孔中，保持骨架完好。
4安全注意事项
孔桩开挖过程中，必须有专人巡视各开挖桩孔的施工情况，严格做好安全监护。挖孔、起吊、护壁、余渣运输等所使用的一切设备、设施、安全装置（含防毒面具）、工具、配件、材料和个人劳动防护用品等，必须经常检查，做好管、用、养、修、换，确保完好率和使用安全度。
每日开工前应检测井下有无危害气体和不安全因素，孔深大于10m以及腐殖质土层较厚时，应有专门送风设备，风量不应小于25L/s，向桩孔内作业面送入新鲜空气。桩孔下爆破后，必须向桩孔内送风，或向桩孔内均匀喷水，使炮烟全部排除或凝聚沉落后，才能下桩孔内作业。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。为确保通风和连续性生产，挖桩施工必须备用柴油发电机应急。
桩孔必须每挖深50至80厘米就护壁一次，严禁只下挖不及时护壁的冒险做法。桩孔口应严格管理。桩孔口应设置高于地面200mm的护板，防止地面石子或其他杂物等被蹋人桩孔中。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、怀表、打火机、小型工具、玩物等)，以防坠入桩孔中。
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。
用常规法(包括先封底法)浇灌桩身混凝土，桩孔上口必须密封(仅留漏斗口)，其最大间隙不得超过3m，密封板及方木应有足够的强度，以确保下部作业人员安全。串筒应用8号镀锌铁丝加固扎牢，串筒下口应临时拉牢，防止串筒摆动伤人。密封后应加强向桩孔内送风，或在桩孔口密封平台上预设高度大于1m的通风口。
桩孔洞口上应设置悬挂软梯，并随桩孔深度放长，以备意外情况时有关人员能顺利上下。使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下。电葫芦宜用按扭式开关，使用前必须检验其安全起吊能力；正常情况下，操作人员上下应乘坐吊篮或专用吊桶。开机人员应专机专人，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。吊钩应有弹簧式脱钩装置，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。
装渣桶、吊篮、吊桶上下用电动葫芦提放，上下应对准桩孔中心。
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应进行检查，工作时发现异常情况应立即停止工作，找出原因，认真检修，不准带病运转。
吊放钢筋入桩孔时，应绑紧系牢(下口宜用铁盘兜住)，确保不溜脱坠落。应待钢筋吊入孔底后，才能下人进入桩孔解钩。
在桩孔内绑扎钢筋骨架时，操作平台方木必须放在实处(可放在混凝土护壁突出面上或钢筋骨架加强环筋上)，并与平台木板钉牢，防止方木滑动位移，平台坠落。
施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯，灯附有防水罩。
5结语
综上所述，人工挖孔桩施工应高度重视施工安全，注重事前预防，事中排查，把事故隐患控制在萌发前；严格按规程操作，精细施工，保证混凝土的强度；事前控制赢得先机，事中控制争取主动，事后处理杜绝隐患，严密的施工组织措施，既短了工期又节约了工程成本。由此，人工挖孔桩的优越性是显而易见的，也使工程到达优质、高效、节约、安全的整体目标。□
参考文献：[1]中国建筑科学研究院，建筑桩基技术规范JGJ94-94，1994.
[2]徐维钧，桩基施工手册，人民交通出版社，2007.
[3]王珊，桩基工程设计施工及检测实用手册，黑龙江人民出版社，2006.
