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摘 要：人工挖孔桩对周围环境及建筑物影响小，同时施工操作方便，机具设备简单，占用场地小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因此，近几年特别是人工挖孔桩扩大头桩基得到广泛运用。
关键词：人工挖孔桩；设计；施工；质量控制
引 言
与机械挖孔桩相比，人工挖孔桩较具有许多优点，正因为挖孔桩的优越性，由于人们不断的寻找拓宽孔桩的适用范围，不断的探索、总结、提高设计、施工技术，使得挖孔桩技术得到了很大的发展。
1 工程概况
1.1 工程设计简况
某出勤楼工程，平面尺寸12.9m×55m，建筑面积约6000m2，八层楼，结构型式采用框架结构；根据地质勘探意见，采用一柱一孔的大直径人工挖孔桩基础，桩底扩大头设计，共计32根桩，桩与桩之间的桩底高差必须满足设计刚性角的要求。桩端岩石承载力特征值为qpa=3000kPa；要求桩端全截面进入中风化基岩做地基持力层。该建筑标准层见图1：
1.2 场地工程地质条件
拟建场地为山坡坡脚地带，场地及其附近无大的断层、断裂等不良地质构造通过，下伏地层为三迭系中统关岭组二段T2g2中的白云岩，距离场地约20m的山头有基岩出露；第四系土在场地分别为杂填土、红粘土，土层之下为三迭系中统关岭组二段T2g2中的白云岩层。杂填土由碎石及粘土、砖块、垃圾等组成，分布于场地全部地段，厚度为0.5～0～6.0m；红粘土分布于场地大部分地段，褐黄色，可塑状，厚度为1.2～8m；白云岩强风化层，风化强烈、破碎，手捏即碎，钻探进入中等风化基岩5m以上，岩芯较为完整，呈短柱状、块状，少量为长柱状，岩层为中厚层，岩性较硬，且水平方向差异不大，根据规范改中风化基岩属较硬岩，岩石完整程度定性划分为较完整岩体，基本质量等级定为Ⅲ类。
场地周围无污染源，场地环境类型的分类为Ⅱ类，场地地下水对混凝土及混凝土内钢筋不具腐蚀性。场地内无滑坡等不良地质情况，场地东北面切坡后将形成高约7m左右的岩土边坡，合理治理后也可以确保稳定。
地基基础方案论证：拟建场地的红粘土分布极不均匀，厚度变化较大，中部有三分之一区域地段红粘土缺失，若采用红粘土层做持力层，需做沉降验算并采取地基处理措施，以确保建筑物由于不均匀沉降导致的不安全因素。中风化基岩埋藏为0.0～12m深度区段，采用中风化基岩做持力层，解决了地基不均匀沉降的问题，缺点是基础造价偏高。综合分析，建议采用中风化基岩作为持力层，地基承载力特征值按fak=3000kPa；基础型式为大直径人工挖孔扩底桩。
2 人工挖孔桩设计
2.1 基桩选型
根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008，结合建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物复杂性等因素，确定建筑物桩基设计等级为乙级。
基桩的选型和分类根据规定，按承载性状分为摩擦型桩和端承型桩，按成桩方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩；按桩的直径大小分为小直径桩、中等直径桩、大直径桩。根据《贵州建筑地基基础设计规范》DB22/45-2004，结合本场地环境，该建筑物的桩基础选型采用低承台混凝土大直径人工挖孔桩。
桩护壁的混凝土强度等级同桩身混凝土强度等级C30，护壁混凝土采用现场人工机械自拌，护壁厚度为150mm；桩芯混凝土采用商品混凝土；桩长暂定为12～13m，桩布置图见图2，其中桩径及扩大头尺寸见施工图纸。
2.2 桩基计算
2.2.1 根据荷载桩身直径及扩大头尺寸
本工程设计为置于硬质岩石上的端承桩，Ra=qpaAp，其中的qpa为桩端岩石承载力特征值。根据建筑物基础荷载数据，考虑桩身自重，确定桩身直径及扩底直径。
2.2.2 复核桩身混凝土强度是否满足装的承载力设计要求
根据桩的受力情况，分别考虑桩轴心受压和水平力作用（或弯矩）为主进行复核，该工程以竖向力为主，按桩轴心受压复核承载力要求。
2.2.3 桩基沉降
本工程为乙级建筑桩基，对沉降要求一般，且为体型简单、桩端下无软弱下卧层的，故不必验算沉降。
2.3 桩身配筋
根据规范，该端承桩通长配筋，满足桩身配筋的最小配筋率桩0.2%，最小桩径800mm，扩底桩的扩底尺寸小于两倍桩径，满足规范的构造要求。
3 人工挖孔桩施工工艺
3.1 定位及锁口
开挖前，应按工程桩轴线（中心线）向四周引出桩心控制点，用牢固的木桩标定，工程桩定位后，开始挖第一节桩孔土方，安装第一节桩孔护壁模板时，必须用桩心点效正模板位置（由专人负责），支护牢固，并检查护壁厚度、位置正确、质量符合要求后方能浇捣护壁。
3.2 开 挖
人工挖孔桩分节开挖，分节支护。围护桩穿越地层由上至下依次为：人工填土层、粉质粘土层、强风化、中风化泥岩。对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；风化层、中风化层岩质硬，采用空压机破碎开挖。
3.3 降水、排水施工措施
根据工程地质情况，成孔整个过程都必须排水降水，应组织完整有效的排水系统，桩孔内水的排放采用两级排水系统，将孔桩内水先抽排至地面排水系统，经处理后排入市政管网。施工区域地面排水系统为沿场地四周布置的排水沟和集水井。
3.4 护壁施工
护壁采用C30现浇混凝土，厚度0.15m，护壁的结构形式设为内八字搭接，搭接长度不小于0.25m。护壁模板采用工具式木模板，模板由四块组成，模板间用插销连接。为保证桩孔及人员的安全，防止护壁整体塌陷，要求在每节护壁底部预埋4根？准22铁环吊钩。
3.5 土石方提升
桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶，用电动辊辘提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场，采用自卸卡车集中统一运送走（建设单位组织土方施工单位安排）。 3.6 孔桩封底
孔桩开挖至设计标高后，经监理工程师会同设计及有关质检人员共同检验，检验合格后，迅速采用C30混凝土封底。
3.7 钢筋笼制安
钢筋笼加工：钢筋笼现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。主筋与箍筋点焊连接，钢筋接头错开。
钢筋笼吊放：采用汽车吊放钢筋笼，人工辅助对准。吊放钢筋笼过程中保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。钢筋笼最上端设定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后焊接定位。灌注完的混凝土开始初凝时，割断定位骨架竖向筋，使钢筋笼不影响混凝土的收缩。避免钢筋混凝土的粘结力受损失。
3.8 桩身混凝土浇筑
根据场地条件，桩身混凝土采用商品混凝土，并确保第一次连续浇筑成桩的要求。混凝土浇筑前，要再次将孔底沉渣和积水清理干净，清后若超过4h，则应重新清理检查。
混凝土有孔口设置的串筒下料至孔底，串筒底端出料口距混凝土筑面不超过1m，防止产生混凝土离析现象。混凝土浇筑点固定在桩孔一侧，斜向分层浇筑，浇筑点的混凝土必须保持高出浮浆表面，然后四周赶推，防止浇筑时混凝土从过稀的浮浆中通过而离析。
在有少量渗水的桩孔中浇筑混凝土时，混凝土开始浇筑点必须在安全无水及无渗水位置进行。浇筑点的混凝土面要高出渗水出混凝土面，用振棒推赶至渗水处，并用抽水机将低处的水抽出孔外，确保混凝土浇筑点的混凝土不被水淹。如属上部渗水，要设接水装置将渗水引入一个大桶内用抽水机排除，防止水流入混凝土而造成离析。
4 人工挖孔桩质量保证措施
4.1 挖孔桩护壁保证措施
护壁顶面标记桩号、标高，放钢筋笼之前应复核护壁面标高，保证钢筋笼和浇混凝土的标高控制准确，按规定进行护壁厚度、内孔径，垂直度的检测工作，至少每进尺三级护壁进行一次检测工作。浇注每段护壁混凝土前要校对每段桩的轴线，浇注混凝土时振动四周要均匀，以免摸板受压偏移。施工检验随进度抽查，发现不合时及时纠正处理。桩孔开挖后应尽快灌注护壁混凝土，且必须当天一次性灌注完毕。不得在桩孔水淹模板的情况下灌注护壁混凝土。护壁模板的拆除，应根据气温情况而定。
每桩终孔前，应先检查，将孔底松散石块、泥砂清理干净，并把孔底整理水平，然后会同业主、质检、设计方、地质勘察方代表共同验收，进行桩、桩扩大头检测，基岩鉴别等验收并办理好鉴证手续，然后才能停止掘进，浇混凝土前应重新清理孔底，做到孔底无虚土，混凝土浇注保证连续性。
4.2 模板工程保证措施
护壁木模板安装必须要有足够的强度、刚度和稳定性，拼缝要严密，模板最大接缝控制在1.5mm以内。为了提高工效，保证质量，模板重复使用时应编号定位，清理干净模板上的砂浆，刷隔离剂，使混凝土达到不掉角，不脱皮，使混凝土表面，光洁。精心处理钢模板交接处、拼接处，做到稳定、牢固、不漏浆。
5 结束语
人工成孔灌注桩工程，其造价低、噪音小，尤其适用于场地狭小的场所。在黏土、粉质黏土、含少量砂石黏土层，且地下水位低的工业、民用建筑及市政工程中，人工挖孔桩基础选型是非常适合贵州地质情况的。
参考文献
[1]王坚.人工挖孔桩的设计与施工[J].山西建筑，2006（07）.
[2]朱小恩，陈爱东.人工挖孔桩质量事故的处理[J].浙江建筑，2006（07）.
[3]张粤玲.人工挖孔桩的设计与施工[J].科技经济市场，2007（01）.
[4]建筑桩基技术规范JGJ94-2008.
[5]贵州建筑地基基础设计规范DB22/45-2004.
作者简介：谭妮娟（1973-），女，本科，高级工程师，从事工业与民用建筑设计工作多年。
关键词：人工挖孔桩；设计；施工；质量控制
引 言
与机械挖孔桩相比，人工挖孔桩较具有许多优点，正因为挖孔桩的优越性，由于人们不断的寻找拓宽孔桩的适用范围，不断的探索、总结、提高设计、施工技术，使得挖孔桩技术得到了很大的发展。
1 工程概况
1.1 工程设计简况
某出勤楼工程，平面尺寸12.9m×55m，建筑面积约6000m2，八层楼，结构型式采用框架结构；根据地质勘探意见，采用一柱一孔的大直径人工挖孔桩基础，桩底扩大头设计，共计32根桩，桩与桩之间的桩底高差必须满足设计刚性角的要求。桩端岩石承载力特征值为qpa=3000kPa；要求桩端全截面进入中风化基岩做地基持力层。该建筑标准层见图1：
1.2 场地工程地质条件
拟建场地为山坡坡脚地带，场地及其附近无大的断层、断裂等不良地质构造通过，下伏地层为三迭系中统关岭组二段T2g2中的白云岩，距离场地约20m的山头有基岩出露；第四系土在场地分别为杂填土、红粘土，土层之下为三迭系中统关岭组二段T2g2中的白云岩层。杂填土由碎石及粘土、砖块、垃圾等组成，分布于场地全部地段，厚度为0.5～0～6.0m；红粘土分布于场地大部分地段，褐黄色，可塑状，厚度为1.2～8m；白云岩强风化层，风化强烈、破碎，手捏即碎，钻探进入中等风化基岩5m以上，岩芯较为完整，呈短柱状、块状，少量为长柱状，岩层为中厚层，岩性较硬，且水平方向差异不大，根据规范改中风化基岩属较硬岩，岩石完整程度定性划分为较完整岩体，基本质量等级定为Ⅲ类。
场地周围无污染源，场地环境类型的分类为Ⅱ类，场地地下水对混凝土及混凝土内钢筋不具腐蚀性。场地内无滑坡等不良地质情况，场地东北面切坡后将形成高约7m左右的岩土边坡，合理治理后也可以确保稳定。
地基基础方案论证：拟建场地的红粘土分布极不均匀，厚度变化较大，中部有三分之一区域地段红粘土缺失，若采用红粘土层做持力层，需做沉降验算并采取地基处理措施，以确保建筑物由于不均匀沉降导致的不安全因素。中风化基岩埋藏为0.0～12m深度区段，采用中风化基岩做持力层，解决了地基不均匀沉降的问题，缺点是基础造价偏高。综合分析，建议采用中风化基岩作为持力层，地基承载力特征值按fak=3000kPa；基础型式为大直径人工挖孔扩底桩。
2 人工挖孔桩设计
2.1 基桩选型
根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008，结合建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物复杂性等因素，确定建筑物桩基设计等级为乙级。
基桩的选型和分类根据规定，按承载性状分为摩擦型桩和端承型桩，按成桩方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩；按桩的直径大小分为小直径桩、中等直径桩、大直径桩。根据《贵州建筑地基基础设计规范》DB22/45-2004，结合本场地环境，该建筑物的桩基础选型采用低承台混凝土大直径人工挖孔桩。
桩护壁的混凝土强度等级同桩身混凝土强度等级C30，护壁混凝土采用现场人工机械自拌，护壁厚度为150mm；桩芯混凝土采用商品混凝土；桩长暂定为12～13m，桩布置图见图2，其中桩径及扩大头尺寸见施工图纸。
2.2 桩基计算
2.2.1 根据荷载桩身直径及扩大头尺寸
本工程设计为置于硬质岩石上的端承桩，Ra=qpaAp，其中的qpa为桩端岩石承载力特征值。根据建筑物基础荷载数据，考虑桩身自重，确定桩身直径及扩底直径。
2.2.2 复核桩身混凝土强度是否满足装的承载力设计要求
根据桩的受力情况，分别考虑桩轴心受压和水平力作用（或弯矩）为主进行复核，该工程以竖向力为主，按桩轴心受压复核承载力要求。
2.2.3 桩基沉降
本工程为乙级建筑桩基，对沉降要求一般，且为体型简单、桩端下无软弱下卧层的，故不必验算沉降。
2.3 桩身配筋
根据规范，该端承桩通长配筋，满足桩身配筋的最小配筋率桩0.2%，最小桩径800mm，扩底桩的扩底尺寸小于两倍桩径，满足规范的构造要求。
3 人工挖孔桩施工工艺
3.1 定位及锁口
开挖前，应按工程桩轴线（中心线）向四周引出桩心控制点，用牢固的木桩标定，工程桩定位后，开始挖第一节桩孔土方，安装第一节桩孔护壁模板时，必须用桩心点效正模板位置（由专人负责），支护牢固，并检查护壁厚度、位置正确、质量符合要求后方能浇捣护壁。
3.2 开 挖
人工挖孔桩分节开挖，分节支护。围护桩穿越地层由上至下依次为：人工填土层、粉质粘土层、强风化、中风化泥岩。对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；风化层、中风化层岩质硬，采用空压机破碎开挖。
3.3 降水、排水施工措施
根据工程地质情况，成孔整个过程都必须排水降水，应组织完整有效的排水系统，桩孔内水的排放采用两级排水系统，将孔桩内水先抽排至地面排水系统，经处理后排入市政管网。施工区域地面排水系统为沿场地四周布置的排水沟和集水井。
3.4 护壁施工
护壁采用C30现浇混凝土，厚度0.15m，护壁的结构形式设为内八字搭接，搭接长度不小于0.25m。护壁模板采用工具式木模板，模板由四块组成，模板间用插销连接。为保证桩孔及人员的安全，防止护壁整体塌陷，要求在每节护壁底部预埋4根？准22铁环吊钩。
3.5 土石方提升
桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶，用电动辊辘提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场，采用自卸卡车集中统一运送走（建设单位组织土方施工单位安排）。 3.6 孔桩封底
孔桩开挖至设计标高后，经监理工程师会同设计及有关质检人员共同检验，检验合格后，迅速采用C30混凝土封底。
3.7 钢筋笼制安
钢筋笼加工：钢筋笼现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。主筋与箍筋点焊连接，钢筋接头错开。
钢筋笼吊放：采用汽车吊放钢筋笼，人工辅助对准。吊放钢筋笼过程中保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。钢筋笼最上端设定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后焊接定位。灌注完的混凝土开始初凝时，割断定位骨架竖向筋，使钢筋笼不影响混凝土的收缩。避免钢筋混凝土的粘结力受损失。
3.8 桩身混凝土浇筑
根据场地条件，桩身混凝土采用商品混凝土，并确保第一次连续浇筑成桩的要求。混凝土浇筑前，要再次将孔底沉渣和积水清理干净，清后若超过4h，则应重新清理检查。
混凝土有孔口设置的串筒下料至孔底，串筒底端出料口距混凝土筑面不超过1m，防止产生混凝土离析现象。混凝土浇筑点固定在桩孔一侧，斜向分层浇筑，浇筑点的混凝土必须保持高出浮浆表面，然后四周赶推，防止浇筑时混凝土从过稀的浮浆中通过而离析。
在有少量渗水的桩孔中浇筑混凝土时，混凝土开始浇筑点必须在安全无水及无渗水位置进行。浇筑点的混凝土面要高出渗水出混凝土面，用振棒推赶至渗水处，并用抽水机将低处的水抽出孔外，确保混凝土浇筑点的混凝土不被水淹。如属上部渗水，要设接水装置将渗水引入一个大桶内用抽水机排除，防止水流入混凝土而造成离析。
4 人工挖孔桩质量保证措施
4.1 挖孔桩护壁保证措施
护壁顶面标记桩号、标高，放钢筋笼之前应复核护壁面标高，保证钢筋笼和浇混凝土的标高控制准确，按规定进行护壁厚度、内孔径，垂直度的检测工作，至少每进尺三级护壁进行一次检测工作。浇注每段护壁混凝土前要校对每段桩的轴线，浇注混凝土时振动四周要均匀，以免摸板受压偏移。施工检验随进度抽查，发现不合时及时纠正处理。桩孔开挖后应尽快灌注护壁混凝土，且必须当天一次性灌注完毕。不得在桩孔水淹模板的情况下灌注护壁混凝土。护壁模板的拆除，应根据气温情况而定。
每桩终孔前，应先检查，将孔底松散石块、泥砂清理干净，并把孔底整理水平，然后会同业主、质检、设计方、地质勘察方代表共同验收，进行桩、桩扩大头检测，基岩鉴别等验收并办理好鉴证手续，然后才能停止掘进，浇混凝土前应重新清理孔底，做到孔底无虚土，混凝土浇注保证连续性。
4.2 模板工程保证措施
护壁木模板安装必须要有足够的强度、刚度和稳定性，拼缝要严密，模板最大接缝控制在1.5mm以内。为了提高工效，保证质量，模板重复使用时应编号定位，清理干净模板上的砂浆，刷隔离剂，使混凝土达到不掉角，不脱皮，使混凝土表面，光洁。精心处理钢模板交接处、拼接处，做到稳定、牢固、不漏浆。
5 结束语
人工成孔灌注桩工程，其造价低、噪音小，尤其适用于场地狭小的场所。在黏土、粉质黏土、含少量砂石黏土层，且地下水位低的工业、民用建筑及市政工程中，人工挖孔桩基础选型是非常适合贵州地质情况的。
参考文献
[1]王坚.人工挖孔桩的设计与施工[J].山西建筑，2006（07）.
[2]朱小恩，陈爱东.人工挖孔桩质量事故的处理[J].浙江建筑，2006（07）.
[3]张粤玲.人工挖孔桩的设计与施工[J].科技经济市场，2007（01）.
[4]建筑桩基技术规范JGJ94-2008.
[5]贵州建筑地基基础设计规范DB22/45-2004.
作者简介：谭妮娟（1973-），女，本科，高级工程师，从事工业与民用建筑设计工作多年。