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【摘要】 近几年，随着国民经济的发展，各类民用与工业建筑日益走向高层化，人工挖孔桩以其特有的大承载力优势得到许多设计单位、施工单位的认可。确实是一种经济适用的基础形式，在全国许多地区都得到推广，但与此同时施工中还存在着一些问题，我们在通过对采用人工挖孔桩基础的工程实践中，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】 混凝土；浇筑；抽水；开挖；人工挖孔桩；桩身；护壁
【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）02-045-03
１工程概况
连云港市环球嘉年华商业配套工程，位于连云港市连云区，总建筑面积２５１６１ｍ２。本工程共有三个综合楼，即Ａ、Ｂ、Ｃ号楼，结构形式部分为钢筋混凝土框架结构，本工程桩基工程全部采用人工挖孔桩基础。
２地下水
地下水属于孔隙水～潜水型，水位标高随基岩面走势而变化，地下水的补给条件主要是下石拉沟沟水和雨水、雪水渗入地下水补给，水量不大，地层为透水性较好的砂层。地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，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。
２．１地下水量不大时。可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。 ２．２水量较大时。当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。
２．３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，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数，一般即可解决。 本工程采取潜水泵抽水基本满足施工要求，所以并未采用轻型管井降水分流。
３流砂
人工挖孔在开挖时，如遇细砂，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，因此要采取有效可靠的措施。
连云港市环球嘉年华商业配套工程设计为人工挖孔桩，桩长约１２ｍ，地面下６ｍ处起有２ｍ厚的流砂层，流砂层按照原现浇砼护壁方案无法施工。通过试成孔发现地下水特别丰富，补给充裕。如大面积降水会严重影响周边建筑物的安全，只有施工止水帷幕后方可达到安全降水的目的，由于基坑西侧地面下５ｍ为回填片石无法施工止水帷幕。通过采取沉放预制钢筋砼井圈的方案，成功通过流砂层，更大限度保证了在孔内操作工人的安全。建议本工程人工挖孔桩钢筋砼护壁方案变更为沉放预制砼井圈护壁方案。
为了保证施工质量和挖孔操作工人安全，预制井圈需通长配制，在桩芯混凝土浇筑前，根据水位情况拔出上部沉管，且孔口需按设计施工１ｍ的现浇钢筋砼护壁，以保证孔口不被沉放的预制砼井圈破坏。预制砼井圈壁厚均为１５cm对此我公司当机立断采用了预制混凝土井圈护壁沉井的方法虽然这样工程造价提高了很多但是孔内施工人员的安全排除了隐患，成功穿越了流砂层，为工程争完工缩短了工期提高了工程进度，能保证下步工程的有序进行。
由于桩类型分为１０００ｍｍ、１２００ｍｍ两种这就要求预制井圈也得对应两种类型，每种桩型的预制井圈比桩径都大２００mm高２０００ｍｍ保证护壁的质量。刚开始采用了高度为５００ｍｍ和１０００ｍｍ在成孔过程中很难保证预制井圈的垂直度这样施工会导致钢筋笼无法正常下孔也无法保证桩的钢筋笼保护层厚度以致影响桩的承载力。所以我公司及时决定采用采用高度为２０００ｍｍ的预制混凝土井圈护壁这样即便于控制桩的垂直度又保证的桩的质量。
４淤泥质土层
在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于０．２ｍ深，上部嵌入上段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，能达到很好的支挡效果。
５桩身混凝土的浇筑
５．１消除水的影响。
５．１．１孔底积水 。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。
浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌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浇筑施工工艺了。
５．１．２孔壁渗水。对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。
５．２保证桩身混凝土的密实性。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筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中的浇筑速度是关键，即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重量压住水流的渗入。
对于深度大于１０ｍ的桩身下线，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，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。而速度优于采用串流筒施工，对于桩身上部混凝土浇筑要采取正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水影响，浇筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。
６合理安排施工顺序
６．１放线、定桩位及高程：依据建筑物测量控制网资料和桩位平面布置图，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后，经监理复查合格后方可开挖。
６．２开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层开挖，先挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，有效控制桩孔的截面尺寸，每节的开挖高度应根据土质和设计而定，一般以０．９~１．２米为宜。
６．３支护壁模板、放附加钢筋：为防止桩孔壁坍塌，确保安全施工成孔应设置护壁，种类有素砼和钢筋砼两种，以现浇钢筋砼护壁为优，与土壁能紧密结合，整体性和稳定性均佳，护壁厚度和砼强度必须满足设计要求，护壁模板采用拆上节支下节重复周转使用，模板之间用卡具、扣件连接，也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的，用槽钢或者角钢制作的钢圈作为内支撑，顶紧模板，防止模板应受张力而变形，不设水平支撑，以方便操作，第一节护壁应高出地面１５０~２００mm，护壁厚度比下面护壁厚度增加１００~１５０mm便于挡土、挡水，桩位轴线和高程均应标定第一节护壁上口。
【关键词】 混凝土；浇筑；抽水；开挖；人工挖孔桩；桩身；护壁
【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）02-045-03
１工程概况
连云港市环球嘉年华商业配套工程，位于连云港市连云区，总建筑面积２５１６１ｍ２。本工程共有三个综合楼，即Ａ、Ｂ、Ｃ号楼，结构形式部分为钢筋混凝土框架结构，本工程桩基工程全部采用人工挖孔桩基础。
２地下水
地下水属于孔隙水～潜水型，水位标高随基岩面走势而变化，地下水的补给条件主要是下石拉沟沟水和雨水、雪水渗入地下水补给，水量不大，地层为透水性较好的砂层。地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，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。
２．１地下水量不大时。可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。 ２．２水量较大时。当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。
２．３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，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数，一般即可解决。 本工程采取潜水泵抽水基本满足施工要求，所以并未采用轻型管井降水分流。
３流砂
人工挖孔在开挖时，如遇细砂，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，因此要采取有效可靠的措施。
连云港市环球嘉年华商业配套工程设计为人工挖孔桩，桩长约１２ｍ，地面下６ｍ处起有２ｍ厚的流砂层，流砂层按照原现浇砼护壁方案无法施工。通过试成孔发现地下水特别丰富，补给充裕。如大面积降水会严重影响周边建筑物的安全，只有施工止水帷幕后方可达到安全降水的目的，由于基坑西侧地面下５ｍ为回填片石无法施工止水帷幕。通过采取沉放预制钢筋砼井圈的方案，成功通过流砂层，更大限度保证了在孔内操作工人的安全。建议本工程人工挖孔桩钢筋砼护壁方案变更为沉放预制砼井圈护壁方案。
为了保证施工质量和挖孔操作工人安全，预制井圈需通长配制，在桩芯混凝土浇筑前，根据水位情况拔出上部沉管，且孔口需按设计施工１ｍ的现浇钢筋砼护壁，以保证孔口不被沉放的预制砼井圈破坏。预制砼井圈壁厚均为１５cm对此我公司当机立断采用了预制混凝土井圈护壁沉井的方法虽然这样工程造价提高了很多但是孔内施工人员的安全排除了隐患，成功穿越了流砂层，为工程争完工缩短了工期提高了工程进度，能保证下步工程的有序进行。
由于桩类型分为１０００ｍｍ、１２００ｍｍ两种这就要求预制井圈也得对应两种类型，每种桩型的预制井圈比桩径都大２００mm高２０００ｍｍ保证护壁的质量。刚开始采用了高度为５００ｍｍ和１０００ｍｍ在成孔过程中很难保证预制井圈的垂直度这样施工会导致钢筋笼无法正常下孔也无法保证桩的钢筋笼保护层厚度以致影响桩的承载力。所以我公司及时决定采用采用高度为２０００ｍｍ的预制混凝土井圈护壁这样即便于控制桩的垂直度又保证的桩的质量。
４淤泥质土层
在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于０．２ｍ深，上部嵌入上段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，能达到很好的支挡效果。
５桩身混凝土的浇筑
５．１消除水的影响。
５．１．１孔底积水 。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。
浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌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浇筑施工工艺了。
５．１．２孔壁渗水。对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。
５．２保证桩身混凝土的密实性。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筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中的浇筑速度是关键，即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重量压住水流的渗入。
对于深度大于１０ｍ的桩身下线，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，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。而速度优于采用串流筒施工，对于桩身上部混凝土浇筑要采取正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水影响，浇筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。
６合理安排施工顺序
６．１放线、定桩位及高程：依据建筑物测量控制网资料和桩位平面布置图，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后，经监理复查合格后方可开挖。
６．２开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层开挖，先挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，有效控制桩孔的截面尺寸，每节的开挖高度应根据土质和设计而定，一般以０．９~１．２米为宜。
６．３支护壁模板、放附加钢筋：为防止桩孔壁坍塌，确保安全施工成孔应设置护壁，种类有素砼和钢筋砼两种，以现浇钢筋砼护壁为优，与土壁能紧密结合，整体性和稳定性均佳，护壁厚度和砼强度必须满足设计要求，护壁模板采用拆上节支下节重复周转使用，模板之间用卡具、扣件连接，也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的，用槽钢或者角钢制作的钢圈作为内支撑，顶紧模板，防止模板应受张力而变形，不设水平支撑，以方便操作，第一节护壁应高出地面１５０~２００mm，护壁厚度比下面护壁厚度增加１００~１５０mm便于挡土、挡水，桩位轴线和高程均应标定第一节护壁上口。