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摘 要：本文通过对某学校新校区中采用人工挖孔桩基础技术的实际应用进行探讨分析，总结出人工挖孔桩施工工艺的流程图和施工技术要求的要点。为了避免施工中出现不均匀超载和保证施工的安全性，对于圆形挖孔桩的空间效应提出了相关控制措施。
关键词：人工挖孔桩；基础工程；施工技术
引言：
随着经济的发展，城市的建设正处于不断扩张的状态，超高层地下室的开挖深度不断增加，基础工程施工的难度越来越大。人工挖孔桩因具有桩直径大、承载力高、桩基质量好及造价低等优势[1][2]，近几年得到了许多设计、施工单位的认可以及广泛的应用。由于施工方法对人工挖孔桩影响较大，所以施工事项必须综合设计及现场土质等各种因素的影响，土建工程师必须了解桩基施工的全过程。本文结合具体建筑工程实践，通过人工挖孔桩施工过程的分析，对人工挖孔桩的实践经验进行总结，为人工挖孔桩的应用提供参考意见。
一、工程概况
某工程占地面积180亩，其中建筑占地面积20200m2，总建筑面积66100m2。工程的基础采用人工挖孔桩，挖孔直径为2.0 m，挖孔深度约19.0 m，桩基的持力层处于微风化泥质粉砂岩。主体结构的基坑深度约12.0 m，采用直径1.2 m的钻孔灌注桩作为围护结构，间距1.4 m，围护桩插入深度为7.0 m。采取2道钢筋混凝土支撑，第2道支撑与坑底之间的距离约6.0 m。开挖土体范围内存在较厚的淤泥质粉砂层，坑底为渗漏系数较大粗砂层，坑外水位埋深约2.95 m。止水帷幕采用直径为500 mm双排单轴水泥土搅拌桩，桩间搭界为200 mm，相对不透水层搅拌桩需进入其厚度超过1.5 m，搅拌桩2排间开安插，通过旋喷桩填满围护桩与止水帷幕的间隙。
二、施工工艺
该项目人工挖孔桩由人工自上而下逐层开挖，根据设计要求施工混凝土护壁，分层循环挖至持力层或设计深度，按相关规范要求进行验收桩孔，及时进行钢筋笼安置和浇灌混凝土成桩。根据规范要求，当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，挖孔桩应采用间隔式施工进行分批开挖与浇筑。当相邻桩混凝土并未初凝时，进行相邻桩孔施工时容易造成土体滑移和水的渗透，相邻桩孔会发生窜孔现象。通过采用间隔挖孔方法不仅可以有效防止土体滑移和减小水的渗透，还可以防止在施工过程中的窜孔现象。工程中排桩跳挖的最小施工净距均不小于4.5m。整个施工流程图如图一所示。
三、施工技术要求
1.成孔要求。（1）该项目基础桩端分为扩底桩型和不扩底桩型，较多数桩按扩底设计，扩大头部分设计要求不设护壁，施工单位在扩底施工时，发现特殊情况时，及时与相关单位沟通再做处理；（2）该项目场地稳定水位埋深介于0.75m～1.65m之间，施工开挖桩孔前需做降水措施，施工单位采用井点降水方法，将地下水位降低至孔底以下500mm处。
2. 护壁施工要求。护壁施工采用组合式钢模板拼装而成，上下节循环周转使用，钢模板通过U形卡连接，在模板的上下位置通过钢圈锁紧，混凝土通过吊桶运输人工浇筑，上部浇筑口100mm，当混凝土强度达到1MPa时拆模，用混凝土封堵浇筑口。该项目桩护壁钢筋采用一级钢，混凝土强度等级为C20。挖土深度每一节约为1m，循环施工，设计轴线与井圈中心线的误差控制在20mm以内，上下节护壁护壁搭接长度控制在50mm以内，每节护壁连续施工。拆模时间控制在24小时之后，当发现护壁存在施工质量问题时及时采取措施补救，以免造成事故。
3.人工挖孔土。人工采用镐、锹由上到下进行挖孔，先中间后周边的挖土次序，孔径的尺寸误差控制在30mm以内。扩底桩先进行桩身柱体的土方挖掘，再根据扩底尺寸，从上到下削土成形。手插绞盘支架设置在孔口上方，孔中土方通过吊桶或箩筐方式垂直运至孔外，通过人工将土方堆放在指定地点。在第一节混凝土护壁上架设十字点作为桩中心的控制点，通过吊大线坠作为空中心线，采用水平尺确定孔径，每次完成护壁混凝土浇灌时重新校核孔垂直度以及孔中心位置，确保桩径的垂直度。
4.钢筋笼制作及安装。挖孔桩的钢筋笼纵筋均为贯通钢筋，纵筋搭接处采用焊接方式，单面焊长度不小于10d，箍筋与纵筋通过点焊固定，平整度误差控制在50mm以内。在钢筋笼四侧纵筋上增设耳环，每隔4m一道。浇筑混凝土时，钢筋笼外侧增设混凝土垫块，确保桩身保护层厚度控制在50mm以内。钢筋进场时需进行相关抽检，不可采用质检部门检验不合格的钢筋。纵筋间距制作允许偏差应控制在±10mm以内，箍筋间距为±20mm以内，钢筋笼安放高度允许偏差为±100mm。
5.桩芯混凝土浇灌。该工程桩身混凝土强度为C30，坍落度控制在70～160mm，采用人工浇筑，桩身混凝土养护时间应在7天以上。桩孔验收后及时浇筑封底混凝土500mm，保持振动器振动10秒后继续进行桩身混凝土的浇筑。若出现突发情况不能连续浇筑，应在下次浇筑前清孔抽水后才能进行混凝土的灌注。当孔底积水深度超过100mm，孔内渗水量较大时应采用水下混凝土灌注施工技术，减小孔内积水对混凝土强度的影响。使用串筒浇筑封底及桩芯混凝土，出料口离底高度控制在2000mm以内，混凝土应连续浇筑，按1000～1500mm分层振捣。混凝土材料需进行相关抽检，不可采用质检部门检验不合格的混凝土。
四、注意事项
由于圆形挖孔桩的空间效应较为明显，通过采用护壁和垫层等措施，可以不必另外加强维护结构设计使挖孔桩的卸载效应减弱。为了保证项目施工的安全性，避免由于施工原因的不均匀超载及地质变异引起的空间效应，挖孔桩施工时应注意以下几点：（1）挖孔桩跳孔施工。当相邻桩孔同时施工时，由于土受到挤压，有可能造成孔壁的稳定性降低造成事故，该项目采取跳孔施工，待先成孔桩浇筑混凝土后再开挖相邻桩孔，并且控制每天挖孔深度。 （2）采取厚度和刚度较大的垫层。大量的基坑工程实践表明，采取厚度和刚度较大的垫层，如厚300 mm的加筋垫层，可以有效控制坑底的变形。垫层还可以作为基坑围护的支撑，为基坑工程的安全性提供了更高的保障。（3）垫层与抗拉锚杆连接。由于本工程坑外的地下水位较高，基础设置了一定数量的抗拉锚杆。将垫层与抗拉锚杆连接，一方面对于垫层以下的土体具有一定的加固作用，另一方面可以增强垫层在平面外的稳定性。（4）严禁在孔内一边施工而一边抽水。通过高压旋喷桩再人工挖孔桩周围封闭止水，加上对每根人工挖孔桩进行超前钻探，详细的掌握该每根桩的地质情况，可以有效的提高施工质量及安全性。（5）注意流砂层的处理。对流砂层处理不当，有可能造成孔内涌泥甚至塌孔，造成安全事故。
五、结论
本文阐述了人工挖孔桩的优点，结合某建筑工程实践，对人工挖孔桩施工过程的分析探讨，总结出人工挖孔桩施工工艺的流程图和施工技术要求的要点。对圆形挖孔桩的空间效应提出了相关控制措施，避免施工中出现不均匀超载和保证施工的安全性。
参考文獻
[1]杨永康，张季超.人工挖孔桩、水泥土搅拌桩复合支护的应用[J].地下空间与工程学报，2010， 6（S1）：1484-1488
[2] 蔡来炳，李永盛，施峰.花岗岩残积土持力层人工挖孔桩承载力研究[J].同济大学学报：自然科学版，2006， 34（1）：33-38
关键词：人工挖孔桩；基础工程；施工技术
引言：
随着经济的发展，城市的建设正处于不断扩张的状态，超高层地下室的开挖深度不断增加，基础工程施工的难度越来越大。人工挖孔桩因具有桩直径大、承载力高、桩基质量好及造价低等优势[1][2]，近几年得到了许多设计、施工单位的认可以及广泛的应用。由于施工方法对人工挖孔桩影响较大，所以施工事项必须综合设计及现场土质等各种因素的影响，土建工程师必须了解桩基施工的全过程。本文结合具体建筑工程实践，通过人工挖孔桩施工过程的分析，对人工挖孔桩的实践经验进行总结，为人工挖孔桩的应用提供参考意见。
一、工程概况
某工程占地面积180亩，其中建筑占地面积20200m2，总建筑面积66100m2。工程的基础采用人工挖孔桩，挖孔直径为2.0 m，挖孔深度约19.0 m，桩基的持力层处于微风化泥质粉砂岩。主体结构的基坑深度约12.0 m，采用直径1.2 m的钻孔灌注桩作为围护结构，间距1.4 m，围护桩插入深度为7.0 m。采取2道钢筋混凝土支撑，第2道支撑与坑底之间的距离约6.0 m。开挖土体范围内存在较厚的淤泥质粉砂层，坑底为渗漏系数较大粗砂层，坑外水位埋深约2.95 m。止水帷幕采用直径为500 mm双排单轴水泥土搅拌桩，桩间搭界为200 mm，相对不透水层搅拌桩需进入其厚度超过1.5 m，搅拌桩2排间开安插，通过旋喷桩填满围护桩与止水帷幕的间隙。
二、施工工艺
该项目人工挖孔桩由人工自上而下逐层开挖，根据设计要求施工混凝土护壁，分层循环挖至持力层或设计深度，按相关规范要求进行验收桩孔，及时进行钢筋笼安置和浇灌混凝土成桩。根据规范要求，当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，挖孔桩应采用间隔式施工进行分批开挖与浇筑。当相邻桩混凝土并未初凝时，进行相邻桩孔施工时容易造成土体滑移和水的渗透，相邻桩孔会发生窜孔现象。通过采用间隔挖孔方法不仅可以有效防止土体滑移和减小水的渗透，还可以防止在施工过程中的窜孔现象。工程中排桩跳挖的最小施工净距均不小于4.5m。整个施工流程图如图一所示。
三、施工技术要求
1.成孔要求。（1）该项目基础桩端分为扩底桩型和不扩底桩型，较多数桩按扩底设计，扩大头部分设计要求不设护壁，施工单位在扩底施工时，发现特殊情况时，及时与相关单位沟通再做处理；（2）该项目场地稳定水位埋深介于0.75m～1.65m之间，施工开挖桩孔前需做降水措施，施工单位采用井点降水方法，将地下水位降低至孔底以下500mm处。
2. 护壁施工要求。护壁施工采用组合式钢模板拼装而成，上下节循环周转使用，钢模板通过U形卡连接，在模板的上下位置通过钢圈锁紧，混凝土通过吊桶运输人工浇筑，上部浇筑口100mm，当混凝土强度达到1MPa时拆模，用混凝土封堵浇筑口。该项目桩护壁钢筋采用一级钢，混凝土强度等级为C20。挖土深度每一节约为1m，循环施工，设计轴线与井圈中心线的误差控制在20mm以内，上下节护壁护壁搭接长度控制在50mm以内，每节护壁连续施工。拆模时间控制在24小时之后，当发现护壁存在施工质量问题时及时采取措施补救，以免造成事故。
3.人工挖孔土。人工采用镐、锹由上到下进行挖孔，先中间后周边的挖土次序，孔径的尺寸误差控制在30mm以内。扩底桩先进行桩身柱体的土方挖掘，再根据扩底尺寸，从上到下削土成形。手插绞盘支架设置在孔口上方，孔中土方通过吊桶或箩筐方式垂直运至孔外，通过人工将土方堆放在指定地点。在第一节混凝土护壁上架设十字点作为桩中心的控制点，通过吊大线坠作为空中心线，采用水平尺确定孔径，每次完成护壁混凝土浇灌时重新校核孔垂直度以及孔中心位置，确保桩径的垂直度。
4.钢筋笼制作及安装。挖孔桩的钢筋笼纵筋均为贯通钢筋，纵筋搭接处采用焊接方式，单面焊长度不小于10d，箍筋与纵筋通过点焊固定，平整度误差控制在50mm以内。在钢筋笼四侧纵筋上增设耳环，每隔4m一道。浇筑混凝土时，钢筋笼外侧增设混凝土垫块，确保桩身保护层厚度控制在50mm以内。钢筋进场时需进行相关抽检，不可采用质检部门检验不合格的钢筋。纵筋间距制作允许偏差应控制在±10mm以内，箍筋间距为±20mm以内，钢筋笼安放高度允许偏差为±100mm。
5.桩芯混凝土浇灌。该工程桩身混凝土强度为C30，坍落度控制在70～160mm，采用人工浇筑，桩身混凝土养护时间应在7天以上。桩孔验收后及时浇筑封底混凝土500mm，保持振动器振动10秒后继续进行桩身混凝土的浇筑。若出现突发情况不能连续浇筑，应在下次浇筑前清孔抽水后才能进行混凝土的灌注。当孔底积水深度超过100mm，孔内渗水量较大时应采用水下混凝土灌注施工技术，减小孔内积水对混凝土强度的影响。使用串筒浇筑封底及桩芯混凝土，出料口离底高度控制在2000mm以内，混凝土应连续浇筑，按1000～1500mm分层振捣。混凝土材料需进行相关抽检，不可采用质检部门检验不合格的混凝土。
四、注意事项
由于圆形挖孔桩的空间效应较为明显，通过采用护壁和垫层等措施，可以不必另外加强维护结构设计使挖孔桩的卸载效应减弱。为了保证项目施工的安全性，避免由于施工原因的不均匀超载及地质变异引起的空间效应，挖孔桩施工时应注意以下几点：（1）挖孔桩跳孔施工。当相邻桩孔同时施工时，由于土受到挤压，有可能造成孔壁的稳定性降低造成事故，该项目采取跳孔施工，待先成孔桩浇筑混凝土后再开挖相邻桩孔，并且控制每天挖孔深度。 （2）采取厚度和刚度较大的垫层。大量的基坑工程实践表明，采取厚度和刚度较大的垫层，如厚300 mm的加筋垫层，可以有效控制坑底的变形。垫层还可以作为基坑围护的支撑，为基坑工程的安全性提供了更高的保障。（3）垫层与抗拉锚杆连接。由于本工程坑外的地下水位较高，基础设置了一定数量的抗拉锚杆。将垫层与抗拉锚杆连接，一方面对于垫层以下的土体具有一定的加固作用，另一方面可以增强垫层在平面外的稳定性。（4）严禁在孔内一边施工而一边抽水。通过高压旋喷桩再人工挖孔桩周围封闭止水，加上对每根人工挖孔桩进行超前钻探，详细的掌握该每根桩的地质情况，可以有效的提高施工质量及安全性。（5）注意流砂层的处理。对流砂层处理不当，有可能造成孔内涌泥甚至塌孔，造成安全事故。
五、结论
本文阐述了人工挖孔桩的优点，结合某建筑工程实践，对人工挖孔桩施工过程的分析探讨，总结出人工挖孔桩施工工艺的流程图和施工技术要求的要点。对圆形挖孔桩的空间效应提出了相关控制措施，避免施工中出现不均匀超载和保证施工的安全性。
参考文獻
[1]杨永康，张季超.人工挖孔桩、水泥土搅拌桩复合支护的应用[J].地下空间与工程学报，2010， 6（S1）：1484-1488
[2] 蔡来炳，李永盛，施峰.花岗岩残积土持力层人工挖孔桩承载力研究[J].同济大学学报：自然科学版，2006， 34（1）：33-38