人工挖孔桩在建筑施工技术中的探讨
摘要：目前，人工挖孔灌注桩无论在交通基础施工，还是土建基础施工中的应用已经相当普遍。人工挖孔灌注桩具有施工时无噪音,无震动,对周围环境影响小,施工机具简单,现场整洁,且桩身承载力高等优点,因此广泛应用在工业与民用建筑中.
关键词：人工挖孔桩，混凝土浇注，施工技术，问题处理
1前言
人工挖孔灌注桩已成为桩基础施工中首先考虑的基础形式。人工挖孔桩不仅能作为基础工程桩，还可以作为基坑支护的挡土桩。人工挖孔桩不仅可以做成圆形，也可以根据场地的实际需要，成孔为椭圆形，甚至长方形和正方形，以及人工挖孔连续墙等。
在地质复杂，地下水位较高地区,人工挖孔桩尽管具有护壁结构，仍时常出现一些工程事故。本文结合在施工中出现的一些情况和成功的施工方法,对人工挖孔桩施工中常遇到的一些技术问题进行探讨。
2在地质复杂地区，人工挖孔桩施工中几个技术问题的处理方法：
2.1地下水
地下水是深基础施工中最常见的问题。它给人工挖孔桩的施工带来许多困难。在开挖时，人为破坏了含水层中水的平衡状态，致使周围的水充入桩孔内，从而影响了挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到了细砂，粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。
当地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖,成孔后及时浇注相应段混凝土护壁，然后继续下一段的施工；当地下水量较大时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内涌水量，并采取交替循环施工的方法，若组织安排得当，能达到很好的效果。
对不太深的挖孔桩，可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，对于基础平面占地较大时，也可增加管井的排数，一般可以解决。
施工周围环境特殊：（1）抽出的地下水对周围环境，基础设施等影响较大，不允许无限制抽水；（2）周围有江河，湖泊，沼泽等不可能达到无限制抽水的目的。处理这类问题最有效的方法就是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，可用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，可以正常开挖。
2.2流砂
人工挖孔桩开挖时，如遇到细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效的措施。
当流砂情况较轻时，有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m一段，缩短为0.5m一段，以减少开挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用编织袋装土逐段堆堵，形成桩孔外壁，并保证内壁满足设计要求。
当流砂较严重时，常用的方法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的组合钢模板相似，以孔外径为直径，可分成4到6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，开挖至0.5m左右,即可分片将套筒装入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m,安装完毕后即可支模浇注护壁混凝土。若放入套筒后流砂仍上涌，可采取挖出流砂后立即用混凝土封闭孔底的方法，待孔底混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此方法处理混凝土护壁完成后仍有流砂的情况，具体做法是将护壁的最下段钻大，打入浆管，压力浇注水泥浆%提高周围及底部土壤的不透水性，以解决流砂问题。
2.3淤泥质土层
在遇到淤泥质土等软弱土层时，一般可用方木，木模板支挡，缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁。用于支挡的木模板要沿周边打入底部不小于0.2m深，上部嵌入已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，这样就能达到很好的支挡效果。
对于软塑，流塑状的淤泥层可采用全钢模作为护壁，其施工方法是：采用厚2到4mm的钢板卷成桩径大小的圆筒下入桩孔，先压入淤泥土层300-500mm,再按“沉井施工法”边掘进边将钢筒压入，直至穿过淤泥层约300-500mm为止。钢筒的长度视淤泥的厚度而定，一般不超过2.5m。钢筒可制成0.9-1.2m一节，每节之间以间隔电焊连接。为加快钢筒下沉速度，可在钢筒上方挂铁块压重，或在钢筒上加一横杆压重物，以加速钢筒下沉。需要指出的是，采用钢筒成本较高，仅在混凝土护壁无效时采用。
3人工挖孔桩挖孔施工中几种常见的施工质量问题及处理方法
3.1孔壁泥砂塌落
在人工挖孔桩施工过程中，当遇到松散土质，泥砂、淤泥时，容易发生护壁外围泥砂塌落。如果地下涌水量小，塌落轻微，可用挡土板支撑，同时用圆钢（d=25mm）加固或用钢板筒突击成孔浇注混凝土护壁。
3.2护壁断裂，脱落
挖孔中遇到厚的流砂层，淤泥层，尤其是遇到大量地下水时，则护壁外围泥砂会大量塌落，混凝土护壁成为悬空状态，失去支撑，进而产生裂纹，直至断裂，脱落，遇到这种情况，在施工时应采用如下措施：
（1）顶层护壁用圆钢加设2-4个吊耳，用钢丝绳固定在地面上。
（2）加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的钢筋连成整体，再浇注成形。如果需要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该
部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁和护壁外围的土锚在一起，用混凝土桩，竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂和脱落。
（3）在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，用充填，渗透和挤密形式把灌浆材料充填到土体的空隙中以固结护壁外围的土体，以保证护壁周围泥砂不塌落，从而增加桩周的摩擦力。压力灌浆材料可以选用粉煤灰，早强水泥混凝土，石灰粘土混合料等。
3.3封底混凝土
（1）浇注混凝土前应检查孔底地质和孔径是否满足设计要求，并把孔底沉渣清理干净，同时尽可能把积水排干。
（2）为了减少地下水的积聚，任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔的积水同时抽出，以减少邻孔的积水对工作孔的影响。
（3）孔深超过6m时，还要防止混凝土离析，一般把搅拌好的混凝土装在容量为1-2m3左右的帆布袋里,并用绳子打成活扣,当混凝土送到孔底时,打开活扣即可,连续作业能迅速封好孔底,同时堵住孔底大部分甚至全部地下水。
（4）如果地下水很多，而且挖孔桩较深，刚提起抽水泵，底部溢水就接近或超过20cm，这时用以上几种办法封底都会造成混凝土含水量太大，遇到这种情况则清理完孔底渣土后让水继续上升，等到孔中溢水基本达到平衡时，用导管伸入孔底，往导管里输送搅拌好的早强型混凝土，待混凝土量超过底节护壁30cm以上时，再慢慢撤除导管。由于水压力作用，封底混凝土基本上密实，等混凝土终凝后再抽水，由于封底混凝土已超过底节护壁，已经没有地下涌水，待水抽干，再对剩余的孔底进行处理，采用表面混凝土松散部分清除运出孔外，然后进行下一道工序的施工。
3.4挖孔桩移位，歪斜
施工时，为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜，移位，尤其是在浇注护壁前要检查模板，脱模后再检查护壁。若护壁外围泥砂塌落，在浇注混凝土后护壁容易产生位移和歪斜，应注意及时检查和纠正。
4人工挖孔桩桩身混凝土浇注时几个问题的处理
4.1孔底积水
为了保证桩身混凝土符合设计强度要求，并能保证均匀，密实，防止孔内积水影响混凝土的配合比显得十分重要。因此浇注前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，以保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内水抽不干，提出水泵后，可用部分干混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。
如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下混凝土浇注的施工工艺了。
4.2孔壁渗水
对孔壁渗水不容忽视，因桩身混凝土的浇注时间较长，如果渗水过多，势必影响混凝土的质量，降低桩身混凝土的强度。遇到这种情况，可在桩身混凝土浇注前采用防水材料封闭渗漏部位。对于渗入水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭。或在集中漏水部位嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇注桩身混凝土时，再关闭阀门，这样即可解决其对桩身混凝土质量的影响。
4.3桩身混凝土密实性的保证
桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇注的密实性，一般采用串流筒下料和分层振捣浇注的方法，其中浇注速度是关键，力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土的浇注，特别是在有地下压力水的情况下，要求在足够短的时间内浇注完混凝土，以便使混凝土自身重量压住水流渗入。
对于深度大于10m的桩身下部，可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实，这部分混凝土可不必振捣，施工经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性的要求，而速度优于采用串流筒施工；对于桩身上部混凝土浇注要采用正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水的影响，浇注速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。
5结语：
总之，人工挖孔灌注桩以施工简便，工期易控制、质量易于保证、持力层易把握、承载力高。占用施工场地小，对周围建筑物影响小，可全面展开施工，在我国土建行业基础工程施工中得到了广泛应用。
