朱本明

【摘 要】 人工挖孔灌注樁適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的粘土、亞粘土、含少量砂卵石的粘土層。采用人工挖孔灌注樁做基礎(chǔ)，具有機具設(shè)備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，對周圍建筑物影響小，施工質(zhì)量可靠，可全面展開施工，縮短工期，節(jié)省設(shè)備投資，造價低等優(yōu)點，而且單樁承載力高，可直觀樁外形尺寸和持力層地質(zhì)條件，受力性能可靠及抗震性能強。從而在公路、鐵路、水利以及民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。但挖孔樁井下作業(yè)條件差、環(huán)境惡劣、勞動強度大，安全和質(zhì)量控制顯得尤為重要。以供類似工程參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】人工挖孔樁；施工；安全；質(zhì)量

一、人工挖孔樁一般施工技術(shù)

（一）樁基基礎(chǔ)開挖及平整

測量放樣定位，修筑周邊的截排水系統(tǒng)。清除建基面的松散土層并平整、夯實。

（二）樁基鎖口施工及孔口防護

測量放樣定出樁基孔位的中心位置，打樁標示并設(shè)置護樁。用卷尺量出樁基孔口周圈的開挖開口線，灑白石灰予以標示。在施工過程中，每周檢查復(fù)核樁位。

根據(jù)樁基開挖開口線，先按開口線開挖1m深度，沿孔口周邊樁基設(shè)計直徑的外側(cè)立模，安裝周圈鋼筋，澆筑C30混凝土鎖口。

鎖口施工結(jié)束后，在孔口外側(cè)砌筑紅磚胎模。模板與紅磚胎模相距20cm，其間澆筑C20鋼筋混凝土形成孔口防護圍圈，井口防護圈高出地面50cm，防止開挖后的渣料、雜物和工具等掉入孔內(nèi)。

孔口防護施工完成后，將孔口四周的地坪平整并澆筑lOcm厚的C15混凝土硬化場地，形成工作平臺。工作平臺澆筑成傾向沖溝下游側(cè)2%的斜坡，便于雨水排出。

（三）樁基開挖

樁基開挖按2～3人一組，井下1～2人開挖、裝渣，井口1人組織、提升。挖孔過程中，每天檢查樁孔尺寸、平面位置和豎軸線傾斜情況，如有偏差隨時糾正。

樁基開挖采用短進尺、勤支護、小爆破的原則進行施工。根據(jù)實際地質(zhì)條件，一次開挖深度按0.5m～l.Om控制，開挖渣料由人工用鐵鍬裝渣，自制渣斗裝渣，通過布置在井口的卷揚機將渣斗提升井口，人工卸料。井身開挖成臺階狀。樁基開挖后的護壁混凝土分節(jié)澆筑，分節(jié)高度與開挖高度一致，開挖一節(jié)跟進護壁一節(jié)。

（四）樁基底部處理

樁基開挖到設(shè)計高程后，進行孔底處理，將孔底挖平，清除松碴、污泥等松散物。開挖過程中應(yīng)經(jīng)常檢查，了解地質(zhì)情況，并繪制地質(zhì)柱狀圖。若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計不符，及時提出與設(shè)計監(jiān)理溝通，制定相應(yīng)的處理措施。經(jīng)監(jiān)理工程師孔終檢查合格后，提交工作面給樁基混凝土施工。

二、人工挖孔樁遇不良地質(zhì)條件下的施工方法

（一）孔壁泥砂塌落

挖孔時遇到砂性土、淤泥、流砂等工程地質(zhì)條件時，很容易發(fā)生護壁外圍泥砂塌落。如果地下涌水量不大，塌落不嚴重，可以用擋土板支撐，同時采用直徑25 mm的圓鋼加固或鋼板套筒突擊成孔及時澆筑混凝土護壁筒。

（二）較厚流砂層、淤泥層地質(zhì)

尤其遇到大量地下水，隨著護壁外圍泥砂大量塌落，混凝土護壁筒可能成為懸空狀態(tài)，失去支撐，進而產(chǎn)生拉裂，直至斷裂、脫落。遇到這種情況，在施工時應(yīng)采取以下加強措施：

1.頂層護壁用直徑20 cm的圓鋼加設(shè)2個～4個吊耳，用鋼絲繩固定在地面木樁上來加強支撐。

2.加密護壁筒豎向鋼筋，并讓鋼筋外伸20cm以上，與下一節(jié)護壁筒的豎向鋼筋及箍筋連接成整體，然后再澆筑成型。如果有必要，可在挖孔樁中部護壁筒上預(yù)留直徑20cm左右的孔洞，但該部位的地質(zhì)必須選擇比較堅硬的土壤，然后再將護壁筒與護壁筒外周的土錨固在一起，用混凝土樁、竹木樁均可。這樣護壁筒就不會斷裂脫落。

3.在已成型的護壁筒上鉆孔至砂土薄弱層，以充填、滲透和擠密的形式把灌漿材料充填到筒周土體的孔隙中，以固結(jié)護壁筒外圍土體，確保護壁筒周邊泥砂不塌落，從而增加樁周摩擦力。壓力灌漿材料可選擇粉煤灰、早強型水泥混凝土、石灰粘土混合料，具體配合比可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件試驗后確定。

（三）孔底集水時灌注封底混凝土

1.澆筑混凝土前應(yīng)檢查孔底地質(zhì)情況和孔徑是否滿足設(shè)計要求，并把孔底清理干凈。

2.為了減少地下水的匯集，任何一根樁封底時都要把鄰近樁孔的集水同時抽出，以減少鄰樁孔的集水對工作樁孔的影響。

3.當孔深超過6m時，還要注意防止混凝土離析，用導(dǎo)管下入孔底，往導(dǎo)管里輸送攪拌好的混凝土，混凝土量超過底節(jié)護壁筒頂以上，再慢慢撤除導(dǎo)管，就可塞住孔底大部分甚至全部的地下水。

4.如果地下水很多，而且挖孔樁較深，剛提起抽水泵，底部滲水就接近或超過20cm，清理完孔底渣土后讓水繼續(xù)上升，等到孔中滲水基本保持平衡穩(wěn)定，用導(dǎo)管下入孔底，往導(dǎo)管里輸送攪拌好的早強型混凝土，混凝土量超過底節(jié)護壁筒30cm以上，再慢慢撤除導(dǎo)管，由于水壓力的作用，封底混凝士基本上密實，混凝士終凝后再抽水，由于封底混凝土已超過底節(jié)護壁，已經(jīng)沒有地下涌水，待水抽干，再對剩余的水進行處理。將表面混凝土松散部分人工清打鑿毛并運到孔外，再進入下一道工序。

三、人工挖孔樁施工安全

（一）人工挖孔樁施工的安全難點

人工挖孔是用人工自上而下逐層用鎬、鍬進行，遇堅硬土層由錘、釬破碎，棄渣裝入活底吊桶，垂直運輸。在孔口安裝支架，用1～2t慢速卷揚機提升，吊出地面后，再用其他運輸工具運出。這個看似簡單的作業(yè)過程，充滿著高危險性。

1.作業(yè)空間窄小。

孔底挖孔作業(yè)人員始終處在吊物下面作業(yè)，孔底空間有限，極易受到物體打擊；挖孔作業(yè)人員上下樁孔容易失穩(wěn)發(fā)生墜落。

2.作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。

可遇到無地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土、含少量的砂、砂卵石、姜結(jié)石的粘土層，也會遇到地下水位較高、涌水量大的沖擊地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層。挖孔過程中有時會突然出現(xiàn)涌水和涌泥。隨著孔深的增加還會出現(xiàn)缺氧或嚴重缺氧，有時還會遇到致命的有毒有害氣體。

3.施工機具簡單，但種類繁多，易造成傷害。

施工提升機具包括：lt-2t卷揚機配三木塔或It以上的單軌鏈條式電動葫蘆配提升金屬架與軌道，活底吊桶。挖孔工具包括：短柄鐵鍬、鎬、錘、釬、風(fēng)鎬。為滿足安全用電要求，還應(yīng)配有36V低壓變壓器。樁孔深度超過lOm，或孔內(nèi)空氣含氧量不足時要配鼓風(fēng)機、輸風(fēng)管，有地下水還應(yīng)配潛水泵及膠皮軟管等。目前施工企業(yè)本身技術(shù)隊伍質(zhì)量就不穩(wěn)定，存在層層轉(zhuǎn)包，挖孔樁多是農(nóng)民工，又未必受過必要的安全技術(shù)培訓(xùn)。

（二）人工挖孔樁施工傷亡事故的類別

人工挖孔樁施工安全的難點，決定了人工挖孔樁施工傷亡事故的類別：

1.高處墜落。

地面作業(yè)人員或過往人員不慎墜入樁孔中；孔內(nèi)作業(yè)人員在上下孔過程中失穩(wěn)墜落孔底。

2.物體打擊。

地面物體掉入樁孔中，孔中升降中的工器具掉下，活底吊桶或籮筐裝載的棄土掉下，或繩索斷裂、吊桶脫鉤掉下?lián)糁锌椎鬃鳂I(yè)人員。

3.淹溺。

遇有流沙或涌泥，或地下水位高、壓力大，孔內(nèi)瞬間大量涌水，孔內(nèi)作業(yè)人員被淹沒、掩埋。

4.坍塌。

孔壁沒有護壁設(shè)施，或未按土質(zhì)情況采取防流沙、涌泥措施，孔壁坍塌，掩埋孔底作業(yè)人員。

5.觸電。

人工挖孔配備的施工機具中有部分電動機具和照明設(shè)施，因漏電造成作業(yè)人員觸電。

6.窒息。

標準空氣中氧氣量的體積比為20.95%。體積比低于18%時為缺氧，此時人有疲勞感，注意力減退，動作極易失誤?？諝庵醒鯕怏w積比低于12%時，為嚴重缺氧，此時人有頭痛、惡心、眼花、嘔吐，甚至喪失意識、言行不能自主的癥狀?？諝庵醒鯕獾捏w積比低于6%時，為致命缺氧，此時人心跳微弱，血壓大幅度下降，搶救不及時，就會因停止呼吸和心跳而死亡。據(jù)青海地區(qū)實際測定，井樁深度在20米時，空氣中氧氣含量低于18%，還常常伴有某些有毒有害氣體或惰性氣體含量增加。人體因缺氧而窒息，吸入有毒有害氣體會引起申毒缺氧，造成窒息，甚至瞬間死亡。

（三）人工挖孔樁傷亡事故的原因及對策

人工挖孔樁施工傷亡事故多發(fā)的原因主要是施工企業(yè)人工挖孔樁施工沒有做到安全施工，在對人工挖孔樁施工的危害辨識、危險評價的過程中沒有系統(tǒng)的研究人工挖孔樁施工工藝各構(gòu)成部分或整系統(tǒng)可能發(fā)生事故的危險性及其產(chǎn)生途徑，做到事先預(yù)測事故發(fā)生的可能性，掌握事故發(fā)生的規(guī)律；沒有在施工組織設(shè)計、施工、運行管理中對事故發(fā)生的危險性加以辨識，根據(jù)對危險性評價的結(jié)果，提出相應(yīng)的切實可行的安全技術(shù)措施，加強過程控制，消除事故隱患。從人、機具和施工環(huán)境上做到安全。

1.事故發(fā)生的原因。

（1）施工前沒有進行認真研究

施工企業(yè)沒有認真研究施工圖紙、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察資料和人工挖孔樁施工的規(guī)范和規(guī)程，沒有認真研究人工挖孔樁施工的工藝過程，提不出或沒有提出人工挖孔樁施工安全技術(shù)措施，或雖已提出，但缺乏全面性、針對性和操作性，因而不能準確地對作業(yè)人員進行全面的安全技術(shù)措施交底，有的甚至不進行交底，人工挖孔樁作業(yè)人員沒有安全指導(dǎo)措施。

（2）作業(yè)人員安全素質(zhì)低

施工企業(yè)人工挖孔樁施工的作業(yè)人員安全素質(zhì)低，安全風(fēng)險意識不強，自我保護意識差，安全操作技能差，容易發(fā)生誤操作；他們?nèi)狈茸o知識，還會使事故蔓延、惡化和擴大。現(xiàn)場安全監(jiān)督管理不到位，甚至是無的放矢進行監(jiān)督，沒有能力及時發(fā)現(xiàn)隱患、消除隱患，甚至無力排除隱患。

（3）施工企業(yè)安全投入不到位

為了謀求效益最大化，施工企業(yè)舍不得投入。因此沒有必要的防護手段或防護措施不可靠，沒有監(jiān)測孔內(nèi)空氣和有毒氣體的儀器設(shè)施，孔內(nèi)空氣無法檢測；沒有通風(fēng)換氣設(shè)施，沒有采取通風(fēng)換氣措施；沒有設(shè)計孔壁的護璧設(shè)施，沒有防流沙、涌泥措施；電動機具配電系統(tǒng)沒有采用TN-S系統(tǒng)，且無安全電壓，電線亂拉亂扯，甚至有裸露現(xiàn)象。

2.對策。

（1）施工準備

技術(shù)交底要詳細周全，可操作性強?，F(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)向施工人員仔細交待挖孔樁處的地質(zhì)情況和地下水情況，提出可能出現(xiàn)的問題和應(yīng)急處理措施。按應(yīng)急方案配置所需的材料、機具和設(shè)備，并經(jīng)常檢查和督促落實。

（2）安全技術(shù)措施

過程監(jiān)控要環(huán)環(huán)相扣，規(guī)范化操作。（1）開挖樁孔必須采取孔壁支護，挖一層支護一層。挖出的士石方應(yīng)及時運離孔口，孔口周圍1m內(nèi)不得堆積土渣及機具。機動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。（2）孔內(nèi)設(shè)應(yīng)急爬梯，供人員上下井；施工人員進入孔內(nèi)必須戴安全帽；使用的電葫蘆、吊籠等應(yīng)安全可靠并配有自動卡緊保險裝置。（3）施工中抽水、照明、通風(fēng)等所配電氣設(shè)備應(yīng)一機一閘一漏電保護器，供電線路要用三芯橡皮線，電線要架空，與地面保持安全距離，不得拖拽在地上，用電系統(tǒng)必須符合《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46-2005（2012版）規(guī)定。并經(jīng)常檢查電線和漏電保護器是否完好，照明應(yīng)采用安全礦燈或12 V以下的安全燈。（4）需爆破時必須采用淺眼少藥松動控制爆破；爆破后，孔內(nèi)有害氣體及時排除，經(jīng)檢測達標方可下井。5）從孔中抽水時排水口應(yīng)距孔口5m以上，并保證施工現(xiàn)場排水暢通。

（3）施工組織要上下兼顧，臨危不亂

（1）孔下作業(yè)不得超過2人，作業(yè)時應(yīng)戴安全帽、穿雨衣、雨褲及長筒雨靴?？紫伦鳂I(yè)人員和孔上人員要有聯(lián)絡(luò)信號，每工作1h，井下人員和地面人員進行交換。（2）孔下人員應(yīng)注意觀察孔壁變化情況。如發(fā)現(xiàn)塌落或護壁筒裂紋現(xiàn)象應(yīng)及時采取支撐措施。如有險情，應(yīng)及時發(fā)出信號，以便迅速撤離，并盡快采取有效措施排除險情。（3）地面人員應(yīng)注意孔下發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號，反應(yīng)靈敏快捷。經(jīng)常檢查支架、滑輪、繩索是否牢固。下吊時要掛牢，提上來的土石要倒干凈，卸在距離孔口2m以外。

四、人工挖孔樁施工質(zhì)量控制措施

（一）修筑鋼筋混凝土井圈護壁應(yīng)保證護壁的厚度、配筋、混凝土強度符合設(shè)計要求

上下節(jié)護壁筒的搭接長度不得小于50mm；每節(jié)護壁筒在當日施工完畢；護壁筒模板在24h后拆除；發(fā)現(xiàn)護壁筒有蜂窩、漏水現(xiàn)象時，應(yīng)及時補強以防造成事故。

（二）鋼筋籠的制作與質(zhì)量驗收

鋼筋進場要驗收，要有質(zhì)保單，并要求作力學(xué)性能試驗和焊接試驗，合格后才能啟用。焊條要有質(zhì)保單，型號要與鋼筋的性能相適應(yīng)。鋼筋籠制作嚴格按設(shè)計加工，主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離；加頸箍宜設(shè)在主筋外側(cè)，以加強對鋼筋籠的箍子作用，且不會增加施工難度，主筋一般不設(shè)彎鉤。鋼筋籠搬運和吊裝時，應(yīng)防止變形；安放前需再檢查孔內(nèi)的情況，以確定孔內(nèi)無塌方和沉渣；安放要對準孔位，扶穩(wěn)、緩慢、順直，避免碰撞孔壁，嚴禁墩籠、扭籠。注意鋼筋籠的標高，到達設(shè)計位置后應(yīng)采用工藝筋（吊筋、抗浮筋）固定，避免鋼筋籠下沉或受混凝土上浮力的影響而上浮。鋼筋保護層的厚度為無護壁時70mm、混凝土護壁時35 mm，保護層用水泥砂漿塊制作，當無混凝土護壁時嚴禁用粘土磚或短鋼筋頭代替（磚吸水、短鋼筋頭銹蝕后會引起鋼筋籠銹蝕的連鎖反應(yīng)）。當成孔深度與設(shè)計深度不同時，鋼筋籠長度也宜隨之變化，但摩擦樁的鋼筋籠長度可不變。

（三）混凝土灌注施工

檢查成孔質(zhì)量合格后應(yīng)盡快灌注混凝土。在灌注混凝土前，應(yīng)進行清孔工作，要求孔壁、孔底必須清理干凈，孔底無浮渣，孔壁無松動。孔底沉渣厚度應(yīng)符合規(guī)范要求。當有地下水而滲水量不大時，則應(yīng)抽除孔內(nèi)集水后，用串筒法灌注混凝士，串筒末端離孔底高度不宜大于2m，混凝士宜采用插入式振搗器振實。如果滲水量過大，集水過多不便排干，則應(yīng)用導(dǎo)管法水下灌注混凝土?；炷恋拇止橇峡蛇x用碎石或卵石，其最大粒徑不宜大于50mm，并不大于主筋凈距的1/3。堅持按配合比投料，混凝土坍落度不宜過大，以5cm～8cm為宜，每50cm為一層及時振搗，混凝土灌注要保持連續(xù)。坍落度損失大于5cm/h時，要調(diào)整配合比?；炷涟韬狭腺|(zhì)量控制，每盤混凝土的拌合時間不得少于90s，開始攪拌時必須做一次坍落度檢測，調(diào)整好流動性，且具有較好的粘聚性，灌注時作坍落度損失的觀察，以指導(dǎo)混凝土配合比的調(diào)整，拌好的混凝土應(yīng)立即使用，有離析現(xiàn)象嚴禁灌入樁孔。注意樁頭混凝土的標高，應(yīng)適當超出設(shè)計標高，以保證在鑿除浮漿層后，樁頭進入承臺內(nèi)50mm～l00mm。氣溫高于30℃時注意緩凝，氣溫低于0℃時注意抗凍。

（四）保證質(zhì)量的其他要點

混凝土灌注過程中必須實行旁站，全員、全過程控制，嚴格把關(guān)。要及時跟蹤檢驗，及時評定質(zhì)量結(jié)果。

五、結(jié)束語

人工挖孔樁施工方便、速度較快、不需要大型機械設(shè)備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強，造價比沖錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機沖孔、回旋鉆機鉆孔、沉井基礎(chǔ)節(jié)省。從而在水利、公路、民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。但挖孔樁井下作業(yè)條件差、環(huán)境惡劣、勞動強度大，安全和質(zhì)量顯得尤為重要。場地內(nèi)打降水井抽水，當確因施工需要采取小范圍抽水時，應(yīng)注意對周圍地層及建筑物進行觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時通知有關(guān)單位進行處理。

參考文獻：

[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008，[S]。

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010（2015年版），[S]。