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摘 要：结合工程具体特点，在研究旋挖钻挖孔法，洛阳铲挖孔法和人工护壁挖孔法等现有桩基础成孔的主要施工方法的基础上，选取机械洛阳铲成孔人工挖孔桩工艺。在具体成孔施工过程中，土质含水率低，粘性较好，采用洛阳铲施工技术挖孔，可取得较好的效果。
关键词：桩基础、工人挖孔、洛阳铲、施工技术
1. 工程概况
兰州铁路局保障性住房雅轩小区位于兰州市城关区红山根山脚下，为一栋33层框架剪力墙结构建筑，总建筑面积为26000平方米，楼基础设计为人工挖孔桩，桩径0.8m-1.15m不等，桩孔壁采用钢筋砼护壁。根据地质勘探资料反映，楼基础底以下15m为红粘土，再往下为卵石层，设计选定卵石层为桩基持力层，设计桩长为17m。
工程桩基础挖孔有三种施工方法选择：其一，旋挖钻挖孔，成孔快，安全性高，但每延米造价较高，设备自重大，进出场有局限性。其二洛阳铲挖孔，成孔快，施工安全每延米造价低设备自重小，进出场方便，但对土质有一定要求。其三，人工做护壁挖孔，成孔慢，安全性差，每延米造价很高，市场价是旋挖钻成孔的二倍，洛阳铲成孔的三倍。经过调研、方案论证及对工程地勘报告的研究和施工方法的比较，采用了机械洛阳铲成孔人工扩底钢筋混凝土灌注桩施工技术进行施工，通过静载荷试验和小应变检测，结果均符合设计要求，实践效果良好。
2. 机械洛阳铲成孔技术原理及特点
2.1 成孔技术原理
洛阳铲构造：主要11kw电动机、卷扬机、抓土铲头、支架和走行部分组成，设备自重轻，结构简单，便于拆装运输，适应于各种施工场地，机械洛阳铲成孔原理示意图见图1。
桩位检验合格后，利用卷扬机提升洛阳铲（洛阳铲外径可根据设计桩径制作出不同型号，有0.6～1.5m桩径可供选择），靠洛阳铲自重及自由下落加速度闭合抓土，卷扬机通过钢丝绳提升至地面卸土，依次循环成孔。达到扩底部分时采用人工操作，扩底时先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修坡成形。扩底直径一般为1.5～3.0d。该方案在施工中能够真实反应地质层的变化，为桩端头是否达到持力层提供直观可靠的依据，确保了桩身完整。
2.2 主要特点
采用机械洛阳铲成孔主要技术特点为：
1）采用机械洛阳铲成孔较人工直接挖孔取土及垂直运土作业避免了塌方、流沙等安全隐患风险，保证了施工作业人员的安全；
2）采用机械洛阳铲成孔较钻机成孔节约了施工成本，且不受地形条件限制，方便了施工。
3）采用机械洛阳铲成孔，提高了工作效率，能够加快施工进度；
4）采用洛阳铲成孔，减少了护壁施工工序，同时也避免了环境污染。
5）通过人工扩底施工桩端扩大头提高了钢筋混凝土灌注桩的承载力，使建筑基础地基处理设计优化，降低工程成本，经济效益显著。
3. 施工工艺
3.1工艺流程
准备工作→放线定位→设备就位→测量控制→洛阳铲挖土到设计标高→人工扩底→桩底验收→安放钢筋笼→浇筑桩芯混凝土→养护→凿桩头→试验。
3.2 具体工艺
1）平整场地，测放桩点，并用约30cm长的钢筋将桩点埋入土中，以免设备及运土车在行进中破坏桩点。
2）运输设备到工地组装洛阳铲，接通电源试铲，将铲头直径整调整至设计孔径的要求。
3）将洛阳铲铲头中心调整到桩头，稳定铲机支架，提起铲头对准桩点，开孔挖土。
4）当铲头抓满土后，将铲头提起，把运土车倒至抓满土的铲头下方，松铲排土至运土车内，开走运土车，放松卷扬机，利用铲头自重继续下沉抓土。如此反复作业，挖孔至桩孔设计底标高。
5）在用洛阳铲挖孔的过程中，遇到土质较湿而无法提抓时，可将生石灰块倒入孔内少许，用铲头将石块砸入泥土中使其吸水、膨胀，挤密湿土层，再将孔内泥土抓出。遇到较坚硬土层时，可用空压机带风 镐将局部硬层穿透后再用洛阳铲将桩孔内土渣抓出运走。
6）人工挖孔桩在底部有扩大头时，用洛阳铲完成土层挖孔施工后，人工下到孔底开扩大头，扩底部分采用人工手工工具操作，先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修成擴底形。扩底直径一般为1.5～3.0d；锅底中心比四周低150～500mm。 详见图2。为防止孔壁渗水塌落，可预先制作钢护筒，下放到井孔内对局部软弱层进行防护，来确保人工开挖扩大头时的安全。
7）在人工挖孔达到设计要求后，应将桩孔井口周围用土拢起20cm高，并用木板将井口盖住，防止下雨雨水流入和人、物掉入井孔内。
3.3 技术要点
施工主要从以下几个方面来保证成孔质量：
1）桩定位放线：根据甲方提供的控制引测轴线，埋设定位桩及若干个控制点，所有桩位均用直径30 mm左右的钢钎引孔200 mm～300 mm深，灌入白灰作为标志。
2）要根据设计桩径，选用适宜规格的机动洛阳铲成孔，利用洛阳铲特有的铲土提土功能以及铲片与机轴之间的间隙，通过上下提降压拔动力作用，将土带出，成孔到设计的深度。
3）孔深的控制：为保证成孔深度满足设计和规范要求，距离孔底标高1 m左右时，在卷扬机的钢丝绳索上用红线绳做好桩孔设计深度的标志线来控制孔深。
4）成孔检验：成孔后由质量员和监理工程师进行孔径、孔深、垂直度检测，验收合格后，移走成孔机具，盖好孔口盖板，进行下道工序施工。
3.4安全措施
1）施工人员须经过安全培训，合格后上岗。严格执行工地安全规定。采用机械洛阳铲成孔至设计深度后进行人工扩底施工，在作业人员进入桩孔时需要对桩孔井壁进行检查，看是否有土体裂缝等不安全隐患，并设置通风设备和管道向桩孔内送风，保证作业人员的安全。桩孔内作业人员必须戴安全帽，系挂安全绳。
2）孔内设应急软爬梯，供人员上下使用的吊笼安全可靠，不得使用麻绳和尼龙绳掉挂。当桩孔深大于10m时，应向井下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切观察桩孔下人员的情况，互相呼应，切实预防安全事故的发生。
3）孔口四周必须设置安全防护设施，防止孔口杂物掉入砸伤人员。在10米深以下作业时，应在井下设100W防水带罩灯泡照明。
4）根据土质情况，人员在孔底扩孔时，孔壁隔一定距离加设钢护筒，以防孔壁塌方。
4. 结论
利用以上设备和施工技术施工，保证了施工安全，缩短了施工工期，降低了工程造价，施工中成孔质量效果较好，无斜孔、塌孔等情况发生，取得了较好的经济及社会效益。采用此技术进行地基处理施工，可降低工程成本，节约工期，确保成桩的质量，对于特殊地质条件下的挖孔施工具有积极的推广意义。
参考文献
[1]王珊，陈志强，等.地基处理新技术及其工程实例实用手册[M].黑龙江人民出版社，2002.
[2]曹立辉，张岩俊，齐永顺.夯实水泥土桩法的工程应用[J].山西建筑，2006，32（16）：86-87.
[3]罗 舟.复合扩底改进机动洛阳铲单桩承载力分析[J].山西建筑，2007，33（5）：105-106.
[4] 吴裕年，陈武民. 机械洛阳铲在CFG桩成孔施工中的应用[J].西部探矿工程，2012（12）：7-11.
关键词：桩基础、工人挖孔、洛阳铲、施工技术
1. 工程概况
兰州铁路局保障性住房雅轩小区位于兰州市城关区红山根山脚下，为一栋33层框架剪力墙结构建筑，总建筑面积为26000平方米，楼基础设计为人工挖孔桩，桩径0.8m-1.15m不等，桩孔壁采用钢筋砼护壁。根据地质勘探资料反映，楼基础底以下15m为红粘土，再往下为卵石层，设计选定卵石层为桩基持力层，设计桩长为17m。
工程桩基础挖孔有三种施工方法选择：其一，旋挖钻挖孔，成孔快，安全性高，但每延米造价较高，设备自重大，进出场有局限性。其二洛阳铲挖孔，成孔快，施工安全每延米造价低设备自重小，进出场方便，但对土质有一定要求。其三，人工做护壁挖孔，成孔慢，安全性差，每延米造价很高，市场价是旋挖钻成孔的二倍，洛阳铲成孔的三倍。经过调研、方案论证及对工程地勘报告的研究和施工方法的比较，采用了机械洛阳铲成孔人工扩底钢筋混凝土灌注桩施工技术进行施工，通过静载荷试验和小应变检测，结果均符合设计要求，实践效果良好。
2. 机械洛阳铲成孔技术原理及特点
2.1 成孔技术原理
洛阳铲构造：主要11kw电动机、卷扬机、抓土铲头、支架和走行部分组成，设备自重轻，结构简单，便于拆装运输，适应于各种施工场地，机械洛阳铲成孔原理示意图见图1。
桩位检验合格后，利用卷扬机提升洛阳铲（洛阳铲外径可根据设计桩径制作出不同型号，有0.6～1.5m桩径可供选择），靠洛阳铲自重及自由下落加速度闭合抓土，卷扬机通过钢丝绳提升至地面卸土，依次循环成孔。达到扩底部分时采用人工操作，扩底时先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修坡成形。扩底直径一般为1.5～3.0d。该方案在施工中能够真实反应地质层的变化，为桩端头是否达到持力层提供直观可靠的依据，确保了桩身完整。
2.2 主要特点
采用机械洛阳铲成孔主要技术特点为：
1）采用机械洛阳铲成孔较人工直接挖孔取土及垂直运土作业避免了塌方、流沙等安全隐患风险，保证了施工作业人员的安全；
2）采用机械洛阳铲成孔较钻机成孔节约了施工成本，且不受地形条件限制，方便了施工。
3）采用机械洛阳铲成孔，提高了工作效率，能够加快施工进度；
4）采用洛阳铲成孔，减少了护壁施工工序，同时也避免了环境污染。
5）通过人工扩底施工桩端扩大头提高了钢筋混凝土灌注桩的承载力，使建筑基础地基处理设计优化，降低工程成本，经济效益显著。
3. 施工工艺
3.1工艺流程
准备工作→放线定位→设备就位→测量控制→洛阳铲挖土到设计标高→人工扩底→桩底验收→安放钢筋笼→浇筑桩芯混凝土→养护→凿桩头→试验。
3.2 具体工艺
1）平整场地，测放桩点，并用约30cm长的钢筋将桩点埋入土中，以免设备及运土车在行进中破坏桩点。
2）运输设备到工地组装洛阳铲，接通电源试铲，将铲头直径整调整至设计孔径的要求。
3）将洛阳铲铲头中心调整到桩头，稳定铲机支架，提起铲头对准桩点，开孔挖土。
4）当铲头抓满土后，将铲头提起，把运土车倒至抓满土的铲头下方，松铲排土至运土车内，开走运土车，放松卷扬机，利用铲头自重继续下沉抓土。如此反复作业，挖孔至桩孔设计底标高。
5）在用洛阳铲挖孔的过程中，遇到土质较湿而无法提抓时，可将生石灰块倒入孔内少许，用铲头将石块砸入泥土中使其吸水、膨胀，挤密湿土层，再将孔内泥土抓出。遇到较坚硬土层时，可用空压机带风 镐将局部硬层穿透后再用洛阳铲将桩孔内土渣抓出运走。
6）人工挖孔桩在底部有扩大头时，用洛阳铲完成土层挖孔施工后，人工下到孔底开扩大头，扩底部分采用人工手工工具操作，先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修成擴底形。扩底直径一般为1.5～3.0d；锅底中心比四周低150～500mm。 详见图2。为防止孔壁渗水塌落，可预先制作钢护筒，下放到井孔内对局部软弱层进行防护，来确保人工开挖扩大头时的安全。
7）在人工挖孔达到设计要求后，应将桩孔井口周围用土拢起20cm高，并用木板将井口盖住，防止下雨雨水流入和人、物掉入井孔内。
3.3 技术要点
施工主要从以下几个方面来保证成孔质量：
1）桩定位放线：根据甲方提供的控制引测轴线，埋设定位桩及若干个控制点，所有桩位均用直径30 mm左右的钢钎引孔200 mm～300 mm深，灌入白灰作为标志。
2）要根据设计桩径，选用适宜规格的机动洛阳铲成孔，利用洛阳铲特有的铲土提土功能以及铲片与机轴之间的间隙，通过上下提降压拔动力作用，将土带出，成孔到设计的深度。
3）孔深的控制：为保证成孔深度满足设计和规范要求，距离孔底标高1 m左右时，在卷扬机的钢丝绳索上用红线绳做好桩孔设计深度的标志线来控制孔深。
4）成孔检验：成孔后由质量员和监理工程师进行孔径、孔深、垂直度检测，验收合格后，移走成孔机具，盖好孔口盖板，进行下道工序施工。
3.4安全措施
1）施工人员须经过安全培训，合格后上岗。严格执行工地安全规定。采用机械洛阳铲成孔至设计深度后进行人工扩底施工，在作业人员进入桩孔时需要对桩孔井壁进行检查，看是否有土体裂缝等不安全隐患，并设置通风设备和管道向桩孔内送风，保证作业人员的安全。桩孔内作业人员必须戴安全帽，系挂安全绳。
2）孔内设应急软爬梯，供人员上下使用的吊笼安全可靠，不得使用麻绳和尼龙绳掉挂。当桩孔深大于10m时，应向井下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切观察桩孔下人员的情况，互相呼应，切实预防安全事故的发生。
3）孔口四周必须设置安全防护设施，防止孔口杂物掉入砸伤人员。在10米深以下作业时，应在井下设100W防水带罩灯泡照明。
4）根据土质情况，人员在孔底扩孔时，孔壁隔一定距离加设钢护筒，以防孔壁塌方。
4. 结论
利用以上设备和施工技术施工，保证了施工安全，缩短了施工工期，降低了工程造价，施工中成孔质量效果较好，无斜孔、塌孔等情况发生，取得了较好的经济及社会效益。采用此技术进行地基处理施工，可降低工程成本，节约工期，确保成桩的质量，对于特殊地质条件下的挖孔施工具有积极的推广意义。
参考文献
[1]王珊，陈志强，等.地基处理新技术及其工程实例实用手册[M].黑龙江人民出版社，2002.
[2]曹立辉，张岩俊，齐永顺.夯实水泥土桩法的工程应用[J].山西建筑，2006，32（16）：86-87.
[3]罗 舟.复合扩底改进机动洛阳铲单桩承载力分析[J].山西建筑，2007，33（5）：105-106.
[4] 吴裕年，陈武民. 机械洛阳铲在CFG桩成孔施工中的应用[J].西部探矿工程，2012（12）：7-11.