人工挖孔桩在施工中的质量控制

   大直径人工挖孔桩在建筑领域得到较广的应用，其优点是较为经济、直观，能保证质量，施工机具操作简单，占用施工场地小，对周围建筑物无影响，可全面展开，缩短工期，造价较低等。但它有一定的局限性，一般在地下水位以上的粘土、亚粘土、含少量砂卵石的粘土层，特别是黄土层中，干作业成孔较为理想；对软土、流砂、地下水位较高、涌水量大的土层则不宜选用。本文结合工程实例，针对人工挖孔桩在成孔过程中所遇到的问题进行分析，阐述人工挖孔桩施工质量的控制要点。 

    一、工程概况 

    位于定海文化路的文香苑工程为5层框架结构，建筑面积12000平方米。根据岩土工程勘察报告，该工程场地地质情况为：①杂填土，层厚0.8～1米；②粘土，层厚2.5～19米，层顶高程介于3.3～2米之间；③砾砂、粉质粘土，层厚1.5～3米，层顶高程介于4.8～23米之间；④-1强分化基岩，层厚0.4～1.3米，层顶高程介于5.2～24.3米之间；⑤-2中分化基岩，层厚2～5.5米，层顶高程介于5.2～24.7米之间。结合本工程柱竖向荷载大并且部分柱水平荷载也较大的情况，采用大直径人工挖孔桩，桩型为摩擦端承桩，以④-2中分化基岩为桩端持力层，桩端进入持力层不少于0.5米，桩的有效长度为6～25米。设计人工挖孔桩桩径800毫米，无大头的总桩数54根，设计单桩极限承载力标准值为500KN；设计人工挖孔桩桩径1000毫米，无大头的总桩数46根，设计单桩极限承载力为750KN；设计人工挖孔桩桩径1000毫米，桩端扩大至1200毫米的总桩数18根，设计单桩承载力标准值为900KN；设计人工挖孔桩桩径1000毫米，桩端扩大至1300毫米的总桩数18根，设计单桩极限承载力标准值为1050KN。桩身混凝土强度采用C25，护壁混凝土强度采用C25。 

    二、施工工艺 

    根据地质资料的显示，该工程的人工桩孔深大都在6～25米，施工方案的选择主要考虑到提升设备的选择，根据强度要求，本工程采用人力手摇绞车，既能满足施工要求又较经济。对于个别超过15米的挖孔桩则采用电动葫芦提升挖土，从而可以有效地保证施工工期。 

    挖孔桩灌筑混凝土前，应先放置钢筋笼，并再次测量孔内虚土厚度，超过要求进行清理。搬运钢筋笼时应采取适当措施，防止弯曲、扭曲，埋设钢筋笼时应对准孔位吊直、扶稳、缓缓下沉，下到设计位置时立即固定。混凝土下料采用串筒，深桩孔用混凝土导管，如地下水大，应采取混凝土导管水中灌筑混凝土工艺。混凝土要垂直灌入桩孔内，避免混凝土斜向冲击孔壁，造成塌方。混凝土应连续分层浇灌，每层浇灌高度不得超过1.5米。对小直径挖孔桩，距地面6米以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使之密实。大直径挖孔桩应分层捣实。第一次浇灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实，再分层浇筑桩身，直到桩顶。在混凝土初凝前抹压平整，避免出现塑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。 

    人工挖孔桩在施工中的规范要求: 

    第一节井圈护壁应符合：井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20毫米；井圈顶面应比场地高出150～200毫米，壁厚比下面井壁厚度增加100～150毫米；修筑井圈护壁应符合：护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、砼强度均应符合设计要求；护壁模板的拆除一般应在24小时后进行；发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故；上下节护壁搭接长度不得小于50毫米；浇注桩身混凝土时，必须通过溜槽；当高度超过3米时，应用串筒，串筒末端离孔底高度不宜大于2米，混凝土宜采用插入式振捣器振实；渗水量过大时，应采取有效措施保证混凝土的浇注质量；人工挖孔桩应采取下列安全措施：孔内必须设置应急软爬梯；使用的电葫芦、吊笼等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挂或脚踏井壁凸缘上下；每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并应有足够的安全防护措施，桩孔开挖深度超过10米时，应有专门向井下送风的设备；孔口四周必须设置护栏。 

    三、施工过程质量控制 

    在成桩过程中，常会出现以下几种情况： 

    1.孔底虚土多。防治措施：要有详细的地质报告，特别是水文地质报告，以便预先制定有效措施，减少孔底虚土超标。严格控制孔深超挖，完孔后，孔底虚土必须全部清除，见到坚实的原状土。扩底部位遇到砂土层时，应采取支护措施。 

    2.桩孔倾斜及桩顶位移偏差大。在施工过程中，应严格按图定位，并有复检制度。轴线桩与桩位桩应用颜色区分，不得混淆。开始挖孔前，要用定位圈钢筋制作的圆环有刻度十字架放挖孔线，或在桩位外位置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。定位圈中心线与设计轴线偏差不得大于20毫米。挖孔过程中，应随时用线坠吊放中心线，发现偏差过大立即纠偏。要求每次支护壁模板都要吊线一次(以顶部中心的十字圆环为准)。扩底时，应从孔中心点吊线放扩底中心桩。应均匀环状开挖进尺，每次以向四周进尺100毫米为宜，以防局部开挖过多造成塌壁。成孔完毕后，应立即检查验收，紧随下一工序，吊放钢筋笼，浇筑混凝土，避免晾孔时间过长，造成不必要的塌孔，特别是雨季或有渗水的情况下，成孔不得过夜。 

    3.吊放钢筋笼与浇筑混凝土不当。成孔验收后，应立即吊放钢筋笼，发现标高不够时，应测孔深，清除孔底虚土、回落土。吊放钢筋笼要选择好吊点位置。吊立时，要速度均匀地慢起，若起吊较长的钢筋笼，要采取加固措施，避免变形。遇到卡笼时，要找出原因，排除故障，正常放入。吊放钢筋笼前，对超偏的混凝土护壁进行处理，以保证钢筋笼顺利吊入，混凝土配合比要计算准确，保证坍落度均匀。浇筑混凝土前，要放孔口漏斗，并再次测孔内虚土厚度。当浇筑扩底混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实，特别是浇筑桩顶以下5米范围内混凝土时，应随浇随振捣，每次浇捣高度不得大于1.5米。当渗水量过大时，应采取有效措施，保证混凝土的浇筑质量。浇筑混凝土要连续进行，不得过夜。 

    4.桩身混凝土产生离析。处理方法：①对离析位置距桩顶距离小的，采取凿除上部混凝土及离析层重新浇筑混凝土接桩；②对离析位置距桩顶距离较大的，用风钻沿桩身垂直钻孔，穿过离析层，然后以高压注浆填补离析层的空间。 

    人工挖孔桩施工保证质量的前提，是要有健全的施工现场质量保证体系。人员素质要高，材料质量要保证，施工机具性能要佳，各种制度要完善。 

    四、试桩 

    为检验桩身质量及单桩竖向极限承载力是否满足设计要求，根据《建筑基桩检测技术规程JGJ106-2003》规范要求，该工程对所有桩进行了低应变桩身质量检测，并抽查了桩径800毫米、桩径1000毫米无大头、1000毫米桩端扩大至1200毫米的3根桩，进行单桩竖向极限承载力试验。根据检测结果，单桩竖向极限承载力均满足设计要求，桩身质量Ⅰ类桩达86%，Ⅱ类桩达14%，无Ⅲ类桩。 

    文香苑桩基从施工开始到检测结束，共历时65天，大大缩短了工期，人工挖孔灌注桩造价为750元/立方米，节省了投资，取得较好的社会经济效益。