以房建工程实例分析挖孔桩施工技术
王敬红
【摘 要】本文介绍了采用现浇混凝土分段护壁的人工挖孔桩的施工程序，结合工程实例探讨了房建工程中挖孔桩施工技术的应用。
【关键词】房建工程；人工挖孔桩；施工技术
Case Analysis in Construction Engineering digging pile construction technology
Wang Jin-hong
(Construction and Installation Co., Handan City, the second Handan Hebei 056000)
【Abstract】This paper describes the use of cast concrete segments of hand-dug pile retaining wall construction program, with engineering examples discussed in the housing construction digging pile construction technology applications.
【Key words】Housing construction;Hand-dug piles;Construction technology
1. 前言
人工挖孔施工方便、速度较快，不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲抓锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省，从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。一、采用现浇混凝土分段护壁的人工挖孔桩的施工程序：
（1）放线定位：按设计图纸放线、定桩位。
（2）设置操作平台、提土支架和防雨棚。
（3）开挖土方：采取分段开挖，每段高度决定于土壁保持直立状态的能力，一般以0.8~1m为一施工段。
（4）测量控制：桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。
（5）支设护壁模板：模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由4块或8块活动钢模板组合而成。
（6）灌注护壁混凝土。
2. 工程实例
2.1 工程概况。某房建工程由2栋5层~7层的多层商业用房。
2.2 施工方案的选择。
2.2.1 选择因素。根据地质报告和试桩情况等综合研究分析，本地址情况比较好，地势平坦比较适合挖孔桩作。且由于工期原因，确定该桥桩基施工方案采取人工挖孔灌注桩。原因如下：
（1）方法的操作较为简单，不需要使用大型的施工机械即可完成全部作业。
（2）成桩后的承载力较高，抗震性强，各种检测可以直接进行。
（3）资金需求量较少，并且施工可以同时进行，能够有效缩短工期。
（4）保证桩身质量。采用人工挖孔，便于对地质情况进行判定，确定终孔人岩深度，同时桩底岩渣能够用人工进行彻底清理，保证桩底与岩石结合的有效性。
（5）利于处理意外事故。由于挖孔桩成孔后，孔内水质较好而无泥浆存在，不易出现断桩现象。倘若出现堵管、不翻浆等现象而无法继续灌注时，可将导管全部拔出处理后重新插人。
（6）在井下这样作业条件差，环境恶劣的情况下，只有人工挖孔才能保证施工的安全性，质量的可靠性。
2.2.2 方案确定。
施工程序：对施工现场进行平整→进行施工放样→准备施工所需的机械设备→进行桩孔的挖掘→对桩孔进行清理→对桩孔的垂直度和直径是否符合设计标准进行检测→进行混凝土的护壁施工→继续进行挖掘→对孔底进行清理→设置钢筋笼→对隐蔽工程进行验收→进行桩芯部位混凝土的灌注。
2.3 工程实施。
2.3.1 施工准备。
（1）开工前，要结合地质勘探情况，认真分析水文地质条件，确定每个不同地质层的厚度、性质，既而制定相应的成孔措施及护壁方案。同时，要对施工现场周围的不安全因素进行清除，并在施工现场周围悬挂警示标志。另外，就是要对有关机械设备进行检查，安全系数应大于3同时准备充足的人力、材料和设备。
（2）平整场地，然后根据设计桩径及护壁厚度测量放样，定出桩孔的准确位置，在地面上放出开挖线，向下挖深lm。
（3）在进行第一节护壁的浇筑时，首先应确保井圈比地面高出0.3m，然后将桩位纵横中心线测放到井圈上，对角拉线检查，以确保桩位不偏移。第一节井圈的施工结束后，中心线与设计图纸中的误差应控制在2cm以内。
（4）要对井圈进行加高处理，这样做的目的是为了避免地表径流进入井内。同时在孔口四周挖排水沟，孔口上方搭好雨棚，做好排水系统。安装提升废渣的提升设备和照明设备，修整排渣道路，布置好废渣堆渣的场地。
2.3.2 桩孔开挖。
（1）桩孔的开挖顺序应该根据施工现场的地质情况以及桩孔的分布进行选择，如果桩孔间距不足2.5m，那么就应采用间隔开挖的方式。开挖的施工间距应该大于4.5m，留好土方的运输通道，并尽量将土方运到远离施工现场的地方倾倒。在挖掘过程中，技术人员应该密切关注施工现场地质情况的变化，并随时与地质勘测图进行对照，如果发现有异常情况，应立即暂停施工，并通知勘测单位对有关参数进行重新测量，确保施工精度。另外，每向下掘进1m，就应对垂直度和直径等情况进行检查，将倾斜度控制在0.5%孔深的范围内。如果孔底的岩层需要进行爆破处理，则应事先制定爆破方案，同时控制药量，在爆破地点加强支护，避免对其它孔造成损害。
（2）当掘进到设计要求的深度时，就可以开始进行孔底的清理工作，工作要求就是孔底无污染物、无杂物、平整。灌注时间应尽量缩短，导管的拆除工作也应尽快完成，一般以不超过15分钟为宜，如无及特殊情况禁止中途停工。在灌注过程中，技术人员应随时灌注混凝土的高度，达到要求后即应立即停止灌注，同时注意保持一定的埋深。
2.3.3 进行桩身钢筋笼的安装。在成孔并通过检测后，就可以进行桩身钢筋笼的安装。钢筋笼应该在加工棚内按照设计图纸的要求预先加工完毕后再运到施工现场。首先，将单独箍筋与小台阶放置在一起，在将纵向钢筋按根绑扎牢固后，完成平箍焊接和构变化和结构缺陷，加工工艺的不合理及不规范操作，这些缺陷将被放大引起应力不合理集中，在低温环境下，应力不合理集中到一定程度造成钢结构破坏的概率要高于常温条件。
2.4 应对措施：
2.4.1 严格把握材料质量关。钢材及铆钉、螺栓等连接件的质量直接影响到钢结构的质量稳定，要严格把好钢材质量关和铆钉、螺栓等连接件的质量关。钢材质量应符合相关质量规范要求；螺栓、铆钉应符合质量标准。因为铆钉比较耗钢，施工工艺复杂，目前已较多地被普通螺栓和高强度螺栓连接代替。
2.4.2 设计选材要求合理。选定合适的连接方案和节点构造是钢结构设计中重要的环节，设计时尽量保证结构的几何连续性和刚度的连贯性，连接部位应有足够的强度、刚度及延性，各连接构件间应保持正确的相互位置，以满足传力和使用要求，应力求使缺陷引起的应力集中减少到最低限度。比如，把结构设计为超静定结构并采用多路径传力可减少脆性断裂的威胁；接头或节点的承载力设计应比其连接的杆件强度高20%～50%；构件断面在满足强度和稳定的前提下应尽量宽而薄。增加构件厚度将增加脆断的危险，尤其是设计焊接结构应避免重叠交叉和焊缝集中。
2.4.3 加强施工现场管理。加强施工现场管理，选择合理的施工工艺，明晰材料的使用和方法，正确匹配焊材和钢材，特别是注意施工质量节点，要规范施工，尽量减少焊缝中可能存在的裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷。对焊缝裂缝原则上是重焊。
2.4.4 出现裂缝后，及时采取加固或更换构件等措施。在出现裂缝后，如果是材料本身的原因，应及时采取加固或更换构件的措施。如果结构不重要，构件的裂纹细小时，可采取以下措施：
（1）用电钻在裂缝两端各钻一直径约为12～16mm的圆孔（直径大致与钢板厚度相等），裂缝末端必须落入孔中，减少裂缝处的应力集中。
（2）沿裂缝边缘用气割或风铲加工成K形坡口。
（3）裂缝端部及焊缝侧金属预热到150～200℃，用焊条堵焊裂缝，堵焊后用砂轮打磨平整。
（4）对于铆钉连接附近构件裂缝，可采用在其端部钻孔后，用高强度螺栓封住。
2.4.5 钢板夹层缺陷处理。钢板夹层是钢材最常见的缺陷之一，往往在构件加工前不易发现，当发现时已经成为半成品或成品，或已经用于结构使用，因此要重视钢板夹层缺陷处理。
2.4.6 建立日常维护制度。钢结构在日常使用时，应力求满足设计规定的用途、荷载及环境，不得随意变更。应建立日常的维修维护制度，制定日常维修对策和措施，监视缺陷或损坏情况，以防患于未然。
参考文献
［1］ 周成龙，孙亚军.略论施工过程中的项目管理与质量控制［J］.中国高新技术企业，2010（1）.
［2］ 赵雄飞.人工挖孔桩的应用［J］.
【摘 要】本文介绍了采用现浇混凝土分段护壁的人工挖孔桩的施工程序，结合工程实例探讨了房建工程中挖孔桩施工技术的应用。
【关键词】房建工程；人工挖孔桩；施工技术
Case Analysis in Construction Engineering digging pile construction technology
Wang Jin-hong
(Construction and Installation Co., Handan City, the second Handan Hebei 056000)
【Abstract】This paper describes the use of cast concrete segments of hand-dug pile retaining wall construction program, with engineering examples discussed in the housing construction digging pile construction technology applications.
【Key words】Housing construction;Hand-dug piles;Construction technology
1. 前言
人工挖孔施工方便、速度较快，不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲抓锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省，从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。一、采用现浇混凝土分段护壁的人工挖孔桩的施工程序：
（1）放线定位：按设计图纸放线、定桩位。
（2）设置操作平台、提土支架和防雨棚。
（3）开挖土方：采取分段开挖，每段高度决定于土壁保持直立状态的能力，一般以0.8~1m为一施工段。
（4）测量控制：桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。
（5）支设护壁模板：模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由4块或8块活动钢模板组合而成。
（6）灌注护壁混凝土。
2. 工程实例
2.1 工程概况。某房建工程由2栋5层~7层的多层商业用房。
2.2 施工方案的选择。
2.2.1 选择因素。根据地质报告和试桩情况等综合研究分析，本地址情况比较好，地势平坦比较适合挖孔桩作。且由于工期原因，确定该桥桩基施工方案采取人工挖孔灌注桩。原因如下：
（1）方法的操作较为简单，不需要使用大型的施工机械即可完成全部作业。
（2）成桩后的承载力较高，抗震性强，各种检测可以直接进行。
（3）资金需求量较少，并且施工可以同时进行，能够有效缩短工期。
（4）保证桩身质量。采用人工挖孔，便于对地质情况进行判定，确定终孔人岩深度，同时桩底岩渣能够用人工进行彻底清理，保证桩底与岩石结合的有效性。
（5）利于处理意外事故。由于挖孔桩成孔后，孔内水质较好而无泥浆存在，不易出现断桩现象。倘若出现堵管、不翻浆等现象而无法继续灌注时，可将导管全部拔出处理后重新插人。
（6）在井下这样作业条件差，环境恶劣的情况下，只有人工挖孔才能保证施工的安全性，质量的可靠性。
2.2.2 方案确定。
施工程序：对施工现场进行平整→进行施工放样→准备施工所需的机械设备→进行桩孔的挖掘→对桩孔进行清理→对桩孔的垂直度和直径是否符合设计标准进行检测→进行混凝土的护壁施工→继续进行挖掘→对孔底进行清理→设置钢筋笼→对隐蔽工程进行验收→进行桩芯部位混凝土的灌注。
2.3 工程实施。
2.3.1 施工准备。
（1）开工前，要结合地质勘探情况，认真分析水文地质条件，确定每个不同地质层的厚度、性质，既而制定相应的成孔措施及护壁方案。同时，要对施工现场周围的不安全因素进行清除，并在施工现场周围悬挂警示标志。另外，就是要对有关机械设备进行检查，安全系数应大于3同时准备充足的人力、材料和设备。
（2）平整场地，然后根据设计桩径及护壁厚度测量放样，定出桩孔的准确位置，在地面上放出开挖线，向下挖深lm。
（3）在进行第一节护壁的浇筑时，首先应确保井圈比地面高出0.3m，然后将桩位纵横中心线测放到井圈上，对角拉线检查，以确保桩位不偏移。第一节井圈的施工结束后，中心线与设计图纸中的误差应控制在2cm以内。
（4）要对井圈进行加高处理，这样做的目的是为了避免地表径流进入井内。同时在孔口四周挖排水沟，孔口上方搭好雨棚，做好排水系统。安装提升废渣的提升设备和照明设备，修整排渣道路，布置好废渣堆渣的场地。
2.3.2 桩孔开挖。
（1）桩孔的开挖顺序应该根据施工现场的地质情况以及桩孔的分布进行选择，如果桩孔间距不足2.5m，那么就应采用间隔开挖的方式。开挖的施工间距应该大于4.5m，留好土方的运输通道，并尽量将土方运到远离施工现场的地方倾倒。在挖掘过程中，技术人员应该密切关注施工现场地质情况的变化，并随时与地质勘测图进行对照，如果发现有异常情况，应立即暂停施工，并通知勘测单位对有关参数进行重新测量，确保施工精度。另外，每向下掘进1m，就应对垂直度和直径等情况进行检查，将倾斜度控制在0.5%孔深的范围内。如果孔底的岩层需要进行爆破处理，则应事先制定爆破方案，同时控制药量，在爆破地点加强支护，避免对其它孔造成损害。
（2）当掘进到设计要求的深度时，就可以开始进行孔底的清理工作，工作要求就是孔底无污染物、无杂物、平整。灌注时间应尽量缩短，导管的拆除工作也应尽快完成，一般以不超过15分钟为宜，如无及特殊情况禁止中途停工。在灌注过程中，技术人员应随时灌注混凝土的高度，达到要求后即应立即停止灌注，同时注意保持一定的埋深。
2.3.3 进行桩身钢筋笼的安装。在成孔并通过检测后，就可以进行桩身钢筋笼的安装。钢筋笼应该在加工棚内按照设计图纸的要求预先加工完毕后再运到施工现场。首先，将单独箍筋与小台阶放置在一起，在将纵向钢筋按根绑扎牢固后，完成平箍焊接和构变化和结构缺陷，加工工艺的不合理及不规范操作，这些缺陷将被放大引起应力不合理集中，在低温环境下，应力不合理集中到一定程度造成钢结构破坏的概率要高于常温条件。
2.4 应对措施：
2.4.1 严格把握材料质量关。钢材及铆钉、螺栓等连接件的质量直接影响到钢结构的质量稳定，要严格把好钢材质量关和铆钉、螺栓等连接件的质量关。钢材质量应符合相关质量规范要求；螺栓、铆钉应符合质量标准。因为铆钉比较耗钢，施工工艺复杂，目前已较多地被普通螺栓和高强度螺栓连接代替。
2.4.2 设计选材要求合理。选定合适的连接方案和节点构造是钢结构设计中重要的环节，设计时尽量保证结构的几何连续性和刚度的连贯性，连接部位应有足够的强度、刚度及延性，各连接构件间应保持正确的相互位置，以满足传力和使用要求，应力求使缺陷引起的应力集中减少到最低限度。比如，把结构设计为超静定结构并采用多路径传力可减少脆性断裂的威胁；接头或节点的承载力设计应比其连接的杆件强度高20%～50%；构件断面在满足强度和稳定的前提下应尽量宽而薄。增加构件厚度将增加脆断的危险，尤其是设计焊接结构应避免重叠交叉和焊缝集中。
2.4.3 加强施工现场管理。加强施工现场管理，选择合理的施工工艺，明晰材料的使用和方法，正确匹配焊材和钢材，特别是注意施工质量节点，要规范施工，尽量减少焊缝中可能存在的裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷。对焊缝裂缝原则上是重焊。
2.4.4 出现裂缝后，及时采取加固或更换构件等措施。在出现裂缝后，如果是材料本身的原因，应及时采取加固或更换构件的措施。如果结构不重要，构件的裂纹细小时，可采取以下措施：
（1）用电钻在裂缝两端各钻一直径约为12～16mm的圆孔（直径大致与钢板厚度相等），裂缝末端必须落入孔中，减少裂缝处的应力集中。
（2）沿裂缝边缘用气割或风铲加工成K形坡口。
（3）裂缝端部及焊缝侧金属预热到150～200℃，用焊条堵焊裂缝，堵焊后用砂轮打磨平整。
（4）对于铆钉连接附近构件裂缝，可采用在其端部钻孔后，用高强度螺栓封住。
2.4.5 钢板夹层缺陷处理。钢板夹层是钢材最常见的缺陷之一，往往在构件加工前不易发现，当发现时已经成为半成品或成品，或已经用于结构使用，因此要重视钢板夹层缺陷处理。
2.4.6 建立日常维护制度。钢结构在日常使用时，应力求满足设计规定的用途、荷载及环境，不得随意变更。应建立日常的维修维护制度，制定日常维修对策和措施，监视缺陷或损坏情况，以防患于未然。
参考文献
［1］ 周成龙，孙亚军.略论施工过程中的项目管理与质量控制［J］.中国高新技术企业，2010（1）.
［2］ 赵雄飞.人工挖孔桩的应用［J］.
