人工挖孔樁施工技術詳解

人工挖孔的灌樁方法，是指利用人工挖孔后．將混凝土灌注于孔中澆搗成樁，并在樁內底部逐步增大樁頭的直徑，亦稱為人工挖孔的擴底樁技術。這種人工挖孔灌注的樁具有安全可靠的受力性能．進而無需大型的機械設施進行施工．其的施工工藝較為簡單，能直接探視樁底的土層情況，單樁的造價低、承載力高并且不受任何的環境污染．因此在各地區廣泛應用。對于人工挖孔的灌裝技術而言．其的不足之處便是挖孔的強度大，單樁施工進度慢、危險系數大，易于引發安全事件等。
1 、人工挖孔樁的優點
近幾年來．人工挖孔樁在多層、高層建筑中得到廣泛應用。應用如此廣泛，究其原因，主要有以下幾點：
（1）基礎成本低廉。相對于大開挖采用柱下獨立基礎，采用人工挖孔樁具有較為明顯的成本優勢。筆者曾在某電機廠職工住宅設計中，采用人工挖孔樁：監理人員及甲方則認為采用柱下獨立基礎更省錢．設計方又補充了柱下獨立基礎的設計圖紙。經甲方進行預算對比兩者造價．發現人工挖孔樁要便宜得多，最終幾方均一致同意采用人工挖孔樁。
（2）施工簡便。它對施工設備要求較低，主要使用人工操作 因目前我國建筑市場上人力成本是較低的，所以它直接導致了基礎成本低廉同時．樁基施工中．省卻了大開挖等土方工程。一柱一樁，單個或多個工程基礎可同時開工，互不影響，施工操作起來具有可同時鋪開、施工速度快等優點。
（3）受力明確，樁端持力層易于控制，基礎沉降小。
（4）施工時無噪音，場地污染小
2、人工挖孔樁的設計
2．1樁的布置
在工程設計中．樁的布置較為重要．尤其是在磚混結構中。有些設計師在設計時由于5-．期較緊，對樁布置未仔細推敲．最后往往無謂地提高了基礎造價．且未能充分發揮挖孔樁的承載力。設計中．應盡量減少樁數．盡量考慮發揮樁基擴大頭的效益，樁身直徑在滿足。D遠遠大于800的情況下宜小不宜大，因其直接影響到樁身配筋的大小。布樁時，樁距不宜太?。駝t上部結構傳荷較小，導致樁基未充分發揮作用，增加了樁數。對于框架結構．原則上采用一柱一樁，而剪力墻及筒體結構則采用群樁在結構設置變形縫處．也可采用兩柱合布一根樁，但應盡量使柱合力重心與樁中心重合。
2．2樁端持力層的選擇
根據荷載大小，可選擇承載力較高的砂、卵石層或壓縮性較小的硬塑狀粘性土層或巖層作為持力層。設計人員在設計時，應仔細分析地質報告，認真比較選不同持力層時樁基承栽力，如樁長增加較少而承載力增加較大．筆者以為根據結構荷載情況，可考慮將持力層落入較深硬質土層．這樣擴頭尺寸可減小，樁身直徑亦可能變小，安全性則有較大提高．從而達到較好的“性價比”。同時，樁長不應少于5m，樁長少于5m 的按墩基礎考慮，若埋深大于3m、直徑不小于800ram、且埋深與樁身直徑的比小于6或埋深與擴底直徑的比小于4．亦按墩基計算。樁長亦不應太深，應根據當地施工經驗及有關規范具體而定。
2．3樁的設計計算
樁水平承載力的計算及樁頂彎矩的計算須按有關規程規范執行。樁的垂直承載力取決于樁身的材料強度或土對樁的支承能力。一般而言，由于人工挖孔樁樁徑較大，樁身混凝土的強度得不到充分發揮，樁的承載力往往由后者來決定。只有當樁底落入中風化或微風化巖層時．因為巖層允許承載力較高，基巖的承載力得不到充分發揮，才可能由樁身材料強度控制。
3、 人工挖孔樁的施工
人工挖孔灌注樁的施工易于引發安全事件．原因在于：施工單位的安全管理工作不到位．在辨識人工挖孔灌注樁的施工危害以及評價危險因素時．未能分析整個施工體系或者施工工藝中各零部件的危險因素．以及未能提前預計安全事件出現的可能性，進而難以掌握安全事件的發生規律。此外，安全生產經費的缺乏，以及施工單位缺乏意識施工設計、運行管理中引發安全事件的危險性，進而難以針對安全事件的危險評估結果，采取科學有效的安全技術策略．所以要做好人工挖孔樁的施工工作，僅需要從下面幾個方面入手：
3．1施工前的準備工作
（1）在進行施工之前，應該實現對原有的建筑工地進行勘測，將資料進行合理的匯總和整理。施工前需要準備的資料主要包含以下幾個：樁基工程施工圖及圖紙會審紀要：建筑場地和鄰近區域內的地下管線、地下構筑物、危房、精密儀器車間等的調查資料：主要施工機械及其配套設備的技術性能資料；樁基工程的施工組織設計：水泥、砂、石、鋼筋等原材料及其制品的質檢報告；有關荷載、施工工藝的試驗參考資料。
（2）選擇鉆孔機具及工藝。應根據樁型、鉆孔深度、土層情況、泥漿排放及處理條件綜合確定鉆孔機具及工藝
（3）制訂質量管理措施。施工組織設計應結合工程特點．有針對性地制訂相應質量管理措施．主要應包括下列內容：施工平面圖— — 標明樁位、編號、施工順序、水電線路和臨時設施的位置；施工作業計劃和勞動力組織計劃；機械設備、備件、工具、材料供應計劃；樁基施工時。對安全、勞動保護、防火、防雨、防臺風、爆破作業、文物和環境保護等方面按有關規定執行；保證工程質量、安全生產和季節性施工的技術措施。施工前應組織圖紙會審，會審紀要連同施工圖等應作為施工依據．并應列入工程檔案。樁基施工用的供水、供電、道路、排水、I時房屋等臨時設施，必須在開工前準備就緒，施工場地應進行平整處理，保證施工機械正常作業?；鶚遁S線的控制點和水準點應設在不受施工影響的地方。開工前，經復核后應妥善保護，施工中應經常復測。用于施工質量檢驗的儀表、器具的性能指標。應符合現行國家相關標準的規定。
（4）采取安全措施。在進行施工的挖空莊中必須設置有應急軟梯，以便不時之需，在電葫蘆、吊籠等設備的選擇方面．應保證其安全性達到要求，自帶自動卡緊保險裝置．禁止麻繩和尼龍繩吊掛方式的出現，以免危機人身安全。電葫蘆使用之前，需要進行嚴格的審查，以保證其吊裝能力滿足施工需要，對于井下存在的有毒氣體要進行實時監測．保證良好的通風條件，當孔深度超過10m 時需要設置專門的換氣設施．并保證其功率滿足要求，施工現場的一切電源、電路的安裝和拆除必須遵守現行行業標準《施工現場臨時用電安全技術規范》JGJ46的規定；要注意安全用電，井下照明應采用12V 以下安全燈。
3．2施工過程的控制
（1）準確定位基準樁。開孔前，樁位應準確定位放樣，在樁位外設置定位基準樁，安裝護壁模板時，必須用樁中心點校正模板位置，并由專人負責。第一節井圈護壁應符合下列規定：井圈中心線與設計軸線的偏差不得大于20mm，井圈頂面應比場地高出100--150mm，壁厚應比下面井壁厚度增加10o~150ram。
（2）修筑井圈護壁。挖孔樁的四周需要設置護壁．且必須滿足以下要求：相應材料和指標。如拉接鋼筋、護壁厚度、配筋數量、混凝土強度等級均應該滿足設計中提出的要求，搭接長度小于60mm．在保證混凝土完全壓實徹底的情況下，保證每節護壁在當天內完成，并且保證模版保護時間大于24h，對于不符合要求的個別地點。及時進行有效處理。
（3）灌注混凝土。灌注樁身混凝土時，混凝土必須通過溜槽。當落距超過3m 時，應采用串筒，串筒末端距孔底高度不宜大于2m，也可采用導管泵送；混凝土宜采用插入式振搗器振實。
（4）保證樁端部擴大頭安全。上部框架絕大部分荷載都由樁端部擴大頭承擔。因此樁下部擴大頭施工樁基施工的關鍵環節，應嚴格按設計要求，保證樁頭嵌入層密實卵石0．8m，擴大頭直徑1．3m．挖至設計標高終孔后應清除護壁上的泥土和孔底殘渣、積水，并應進行隱蔽工程驗收。驗收合格后，應立即封底和灌注樁身混凝土。在施工中還要安排專職技術人員監督開挖土層的地質狀況，并備有人員應急上爬梯，遇見異常情況可及時處理．確保施工安全。
3．3成樁后質量檢驗
施工中要做到每根成樁都具有鋼筋加工檢驗記錄、混凝土拌和物質量記錄、混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。各個施工環節的嚴格實施是確保人工挖孔樁施工的重要條件。按照要求進行工程的設計和施工，才能達到預期的效果，確保人工挖孔樁的圓滿完成。