【摘要】 人工挖孔桩，其大承载力的特有优势得到了许多设计、施工单位的认可，确实是一种在软弱地基上经济适用的基础形式。在人工挖孔施工中，遇到淤泥、流沙层较厚，地下水极为丰富时，很容易涌砂塌孔，施工进度缓慢或根本无法成孔。 在工程实践中，积累了一些经验，处理了一些特殊的问题，取得了良好的效果。
【关键词】 人工挖孔桩 流砂层 成孔方法 质量控制
1、 工程概况
某综合楼，占地3000m2，东、西、北向均为规划路，南为临待。建筑面积为11228 m2，7层、局部8层，结构形式为钢筋混凝土框架结构。钻探资料显示，场地的地层分布自上而下为；（1）耕植0.5-1.5m，（2）粉质粘土1.5-3.4m,(3)细纱3.0-5.7 m,(4)碎卵石层，地下水丰富且水位较高，但水质对混凝土不具侵蚀性。设计中采用了人工挖孔桩基础，但该场地内细砂层较厚，这种砂层在一定的水压作用下，一被扰动就会产生液化成为流砂。该工程设计为单桩，桩端持力层为中密碎卵石层。 人工挖孔桩遇到厚层流砂难于成孔，本工程挖孔桩施工对此作了有益的探讨，并取得了成功的经验。
2、 人工挖孔桩施工工艺流程
场地整平→放线、定桩位挖→第一节桩孔土方→浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩十字轴线→设置垂直运输架、安装电动葫芦（或卷扬机）、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩垂直度和直径→浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、浇筑护壁工序、循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→对桩孔直径、深度、扩大底尺寸、持力层进行全面检查验收→清理虚土排除孔底积水→吊放钢筋笼就位→浇灌桩身混凝土→桩基测试。
3、成孔方法的选择
3．1粘土、漳淤的开挖方法
对于孔内粘土、淤泥，可用铁铲、锄头便可开挖。孔内挖土采用分段开挖方式，对于粘土层，一般0.8 m-1.0 m为一个施工段,做完混凝土护壁,待混凝土护壁有一定强度后,才能进入下一施工段；对于淤泥层，一般0.4 m-0.5 m为一个施工段。
3．2含水流砂层中的成孔施工。采用常规护壁方法来施工，流砂塌孔严重，施工进度相当缓慢，或根本无法形孔。本工程含水流砂层厚约3.0 m-5.7 m，根据各桩也需穿过的流砂层厚度，施工时主要采用两种护壁方法成孔。
3.2.1钢护筒护壁法：钢护筒采用5mm厚钢板切割拼装而成。钢护筒的整体刚度较差，拼装大孔径的桩孔护壁尤其如此，因此只适宜用于流砂层厚度较小的桩孔。具体做法是根本桩孔中需要护壁的上口和下口尺寸，在地面上将钢板切割成一定形状和大小的梯形小块，加工成适宜弧度，在两侧拼装连接边预留长方形连接孔，以便孔内螺栓连接并保证桩孔直径。钢护筒在下孔前要试拼装，当桩孔将挖至流砂层上表面时，将钢护筒分块吊下，在孔内拼装成型后继续下挖，下挖过程中配以泵抽水，边挖边使钢护筒下沉。上下两相邻钢护筒就位后，在搭建缝隙处可填灌素混凝土，以增加接头处密封性和纵向稳定性。
3.2.2孔内预制钢筋混凝土沉筒护壁法：流砂层厚度大的桩孔钢筒所受压力大，易变形，难以阻挡，桩孔尺寸很难满足设计要求，钢筋笼下放困难，通过将混凝土沉井（沉管）改进成预制钢筋混凝土沉筒作为护壁。本工程中无法在孔口外或加工厂预制钢筋混凝土沉筒，因为要使桩孔尺寸不变小，预制沉管便无法从孔口放入到桩孔内，为此在处理流砂层时，提前做扩大护壁，在孔内做预制钢筋混凝土沉筒，待其混凝土达到一定强度后，边挖边沉。关键有以下三点：其一，确定提前做大护壁的准确位置和合理高度，既要满足顺利通过流砂层的需要，又要避免因提前扩大高度过大，增加桩身混凝土的浇筑量。经分析和实施比较，提前扩大护壁高度在2m左右较为适宜，有利于孔内制作钢筋混凝土沉筒的支模和浇筑混凝土及保证形状的规则性：其二，预制钢筋混凝土护筒的外模支设即既要保证混凝土护筒外壁尺寸和表面基本平滑，还必须在挖取砂层时保证其容易脱落，使之易于分离，并顺利下沉；其三，因所穿越砂层流动性很大，保证上下护筒的连接牢固和密封性十分重要，将上下两节套筒的钢筋用弯钩连接，并在圈口做成企口连接，效果较好。
孔内预制钢筋混凝土沉筒的主要施工步骤如下：（1）在流砂层顶面以上约2m位置开始做扩大护壁并施工至流砂层顶面以上10-20cm处；（2）支预制沉筒外侧模板，绑钢筋网片；（3）支预制沉筒内侧模板，浇筑混凝土；（4）满足强度要求后开挖砂层，边挖边使沉筒下沉；（5）第一节沉筒上口沉至流砂层顶面上10-20cm时，按上述方法预制第二节钢筋混凝土沉筒；（6）重复以上操作直至桩孔顺利通过流砂层。
4、桩孔质量验收
4．1桩孔检查验收：项目主要有桩孔直径、扩大头直径、护孔高度、桩孔垂直度偏差等。桩孔全深范围内分两次查验进行控制，在通过流砂层时进行第一次检查，以便护筒纠偏和保证下部孔壁的位置准确，在扩大头已支护成型，准备突击开挖清底时进行第二次检查，对整个，对整个桩孔质量进行认可。
4．2桩端持力层验收：施工前由勘察和设计单位提供中密碎卵石层的直观标准，桩孔挖至设计要求的持力层时，应组织地质勘察、设计、施工、建设、质监等部门共同进行实地勘察检验。
5、桩身混凝土浇筑
浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，因此防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。本工程将桩身混凝土分两次浇筑，即先按水下浇筑混凝土方法浇筑一定量的混凝土进行封底，然后浇筑上部桩身（干孔）混凝土。
5．1水下浇筑封底混凝土严格按照规范要求进行，即桩孔验收合格放入浇筑导管，导管下端应尽量靠近孔底（30-50cm为宜），要求集中足够的混凝土短时间连续浇筑混凝土，使混凝土自身重压住水流的渗入，并随浇筑随提升导管，但要保证导管下口始终埋于混凝土中（约1.0m），直至混凝土浇筑至封底高度。封底高度要满足两方面要求：第一是能有效地封压地下水；第二是尽量将施工缝留设在扩大头直径较大部位，以增加钢筋笼下的下放深度，也对施工缝处连接有利；根据本工程的具体情况，分析确定混凝土封底高底以下1.5-2.0m为宜。
5．2待封底混凝土终凝后，抽去孔内积水，清除不凝结的沉淀（约20m）水泥浆，并将凝固的厚度约15cm的浮浆层全部剔除，至表面露出石子均布的密实混凝土层为止按施工缝的要求处理封底混凝土表面，然后放入导管进行上部桩身混凝土浇筑。混凝土浇灌应连续并分层振捣确保浇筑质量，一气呵成。导管应埋入混凝土中约1.0m，随浇筑随提升。混凝土浇灌时应特别注意导管的提升速度，提升过快会造成混凝土脱空，过晚又易使导管拔不出，影响混凝土质量。
6、结束语
通过本工程的实践表明，如果能够积极做好施工中的各项准备工作，正确处理好施工过程中的各种特殊问题，人工挖扎桩作为一种经济、实用的桩基形式，完成能发挥其特有的施工方便、速度快、承载力大的优点，值得在本地推广和应用。
