人工挖孔桩设计与施工技术的研究

引言　　人工挖孔的灌桩方法，是指利用人工挖孔后．将混凝土灌注于孔中浇捣成桩，并在桩内底部逐步增大桩头的直径，亦称为人工挖孔的扩底桩技术。这种人工挖孔灌注的桩具有安全可靠的受力性能．进而无需大型的机械设施进行施工．其的施工工艺较为简单，能直接探视桩底的土层情况，单桩的造价低、承载力高并且不受任何的环境污染．因此在各地区广泛应用。对于人工挖孔的灌装技术而言．其的不足之处便是挖孔的强度大，单桩施工进度慢、危险系数大，易于引发安全事件等。

　

1人工挖孔桩的优点　　近几年来．人工挖孔桩在多层、高层建筑中得到广泛应用。应用如此广泛，究其原因，主要有以下几点：　　(1)基础成本低廉。相对于大开挖采用柱下独立基础，采用人工挖孔桩具有较为明显的成本优势。笔者曾在某电机厂职工住宅设计中，采用人工挖孔桩：监理人员及甲方则认为采用柱下独立基础更省钱．设计方又补充了柱下独立基础的设计图纸。经甲方进行预算对比两者造价．发现人工挖孔桩要便宜得多，最终几方均一致同意采用人工挖孔桩。　　(2)施工简便。它对施工设备要求较低，主要使用人工操作因目前我国建筑市场上人力成本是较低的，所以它直接导致了基础成本低廉同时．桩基施工中．省却了大开挖等土方工程。一柱一桩，单个或多个工程基础可同时开工，互不影响，施工操作起来具有可同时全面铺开、施工速度快等优点。　　(3)受力明确，桩端持力层易于控制，基础沉降小。　　(4)施工时无噪音，场地污染小　　2人工挖孔桩的设计　　2．1桩的布置　　在工程设计中．桩的布置较为重要．尤其是在砖混结构中。有些设计师在设计时由于5-．期较紧，对桩布置未仔细推敲．最后往往无谓地提高了基础造价．且未能充分发挥挖孔桩的承载力。设计中．应尽量减少桩数．尽量考虑发挥桩基扩大头的效益，桩身直径在满足。D远远大于800的情况下宜小不宜大，因其直接影响到桩身配筋的大小。布桩时，桩距不宜太小．否则上部结构传荷较小，导致桩基未充分发挥作用，增加了桩数。对于框架结构．原则上采用一柱一桩，而剪力墙及筒体

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为： 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

结构则采用群桩在结构设置变形缝处．也可采用两柱合布一根桩，但应尽量使柱合力重心与桩中心重合。　　2．2桩端持力层的选择　　根据荷载大小，可选择承载力较高的砂、卵石层或压缩性较小的硬塑状粘性土层或岩层作为持力层。设计人员在设计时，应仔细分析地质报告，认真比较选不同持力层时桩基承栽力，如桩长增加较少而承载力增加较大．笔者以为根据结构荷载情况，可考虑将持力层落入较深硬质土层．这样扩头尺寸可减小，桩身直径亦可能变小，安全性则有较大提高．从而达到较好的“性价比”。同时，桩长不应少于5m，桩长少于5m的按墩基础考虑，若埋深大于3m、直径不小于800ram、且埋深与桩身直径的比小于6或埋深与扩底直径的比小于4．亦按墩基计算。桩长亦不应太深，应根据当地施工经验及有关规范具体而定。　　2．3桩的设计计算　　桩水平承载力的计算及桩顶弯矩的计算须按有关规程规范执行。桩的垂直承载力取决于桩身的材料强度或土对桩的支承能力。一般而言，由于人工挖孔桩桩径较大，桩身混凝土的强度得不到充分发挥，桩的承载力往往由后者来决定。只有当桩底落入中风化或微风化岩层时．因为岩层允许承载力较高，基岩的承载力得不到充分发挥，才可能由桩身材料强度控制。　　3人工挖孔桩的施工　　人工挖孔灌注桩的施工易于引发安全事件．原因在于：施工单位的安全管理工作不到位．在辨识人工挖孔灌注桩的施工危害以及评价危险因素时．未能全面分析整个施工体系或者施工工艺中各零部件的危险因素．以及未能提前预计安全事件出现的可能性，进而难以掌握安全事件的发生规律。此外，安全生产经费的缺乏，以及施工单位缺乏意识施工设计、运行管理中引发安全事件的危险性，进而难以针对安全事件的危险评估结果，采取科学有效的安全技术策略．所以要做好人工挖孔桩的施工工作，仅需要从下面几个方面入手：　　3．1施工前的准备工作　　(1)在进行施工之前，应该实现对原有的建筑工地进行勘测，将资料进行合理的汇总和整理。施工前需要准备的资料主要包含以下几个：桩基工程施工图及图纸会审纪要：建筑场地和邻近区域内的地下管线、地下构筑物、危房、精密仪器车间等的调查资料：主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；桩基工程的施工组织设计：水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告；有关荷载、施工工艺的试验参考资料。　　(2)选择钻孔机具及工艺。应根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理条件综合确定钻孔机具及工艺　　(3)制订质量管理措施。施工组织设计应结合工程特点．有针对性地制订相应质量管理措施．主要应包括下列内容：施工平面图——标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置；施工作业计划和劳动力组织计划；机械设备、备件、工具、材料供应计划；桩基施工时。对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物和环境保护等方面按有关规定执行；保证工程质量、安全生产和季节性施工的技术措施。施工前应组织图纸会审，会审纪要连同施工图等应作为施工依据．并应列入工程档案。桩基施工用的供水、供电、道路、排水、I时房屋等临时设施，必须在开工前准备就绪，施工场地应进行平整处理，保证施工机械正常作业。基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前，经复核后应妥善保护，施工中应经常复测。用于施工质量检验的仪表、器具的性能指标。应符合现行国家相关标准的规定。　　(4)采取安全措施。在进行施工的挖空庄中必须设置有应急软梯，以便不时之需，在电葫芦、吊笼等设备的选择方面．应保证其安全性达到要求，自带自动卡紧保险装置．禁止麻绳和尼龙绳吊挂方式的出现，以免危机人身安全。电葫芦使用之前，需要进行严格的审查，以保证其吊装能力满足施工需要，对于井下存在的有毒气体要进行实时监测．保证良好的通风条件，当孔深度超过10m时需要设置专门的换气设施．并保证其功率满足要求，施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须遵守现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定；要注意安全用电，井下照明应采用12V以下安全灯。　　3．2施工过程的控制　　(1)准确定位基准桩。开孔前，桩位应准确定位放样，在桩位外设置定位基准桩，安装护壁模板时，必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。第一节井圈护壁应符合下列规定：井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm，井圈顶面应比场地高出100--150mm，壁厚应比下面井壁厚度增加10o~150ram。　　(2)修筑井圈护壁。挖孔桩的四周需要设置护壁．且必须满足以下要求：相应材料和指标。如拉接钢筋、护壁厚度、配筋数量、混凝土强度等级均应该满足设计中提出的要求，搭接长度小于60mm．在保证混凝土完全压实彻底的情况下，保证每节护壁在当天内完成，并且保证模版保护时间大于24h，对于不符合要求的个别地点。及时进行有效处理。　　(3)灌注混凝土。灌注桩身混凝土时，混凝土必须通过溜槽。当落距超过3m时，应采用串筒，串筒末端距孔底高度不宜大于2m，也可采用导管泵送；混凝土宜采用插入式振捣器振实。　　(4)保证桩端部扩大头安全。上部框架绝大部分荷载都由桩端部扩大头承担。因此桩下部扩大头施工桩基施工的关键环节，应严格按设计要求，保证桩头嵌入层密实卵石0．8m，扩大头直径1．3m．挖至设计标高终孔后应清除护壁上的泥土和孔底残渣、积水，并应进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和灌注桩身混凝土。在施工中还要安排专职技术人员监督开挖土层的地质状况，并备有人员应急上爬梯，遇见异常情况可及时处理．确保施工安全。　　3．3成桩后质量检验　　施工中要做到每根成桩都具有钢筋加工检验记录、混凝土拌和物质量记录、混凝土试块资料及桩身完整性检测资料。各个施工环节的严格实施是确保人工挖孔桩施工的重要条件。按照要求进行工程的设计和施工，才能达到预期的效果，确保人工挖孔桩的圆满完成。　　4结束语　　人工挖孔桩的优点较为明显．一直以来受到了广大设计人员的喜爱，在我国各地使用广泛．同时取得了较为理想的工程实践和经济效益。但有些问题尚待进一步完善，建议国家有关部门重视挖孔桩的设计理论、工程实践等方面的研究．使设计更趋正确、合理和适用，为国家经济建设作出更大贡献。