人工挖孔桩在施工中的质量控制

1、放线定桩位及高程

根据平面布置图放线定桩、确定高程基准点，以桩中心点为圆心，桩身+壁厚为半径画出圆周，撒石灰线作为桩孔开挖线。桩位线定好后，要经过有关部门复查，办理好预验手续后开挖。

2、开挖第一节桩孔土方

在施工时，要先中间处的土方，再扩到周边，控制好桩孔截面尺寸，注意每节高度最好在0.9-1.2m为宜。

3、支护壁钢筋绑扎、模版安装

在成孔时要设置护壁，建议最好使用现浇钢筋混凝土护壁，然后与土壁进行结合，这样稳定性和整体性比较好，受力比较均匀。

在安装护壁模板时要用卡具、扣件固定，或者可以在每节模板上下处各设一道圆弧形，用槽钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内模变形。

4、浇筑护壁混凝土

在施工时每完成一节就好马上浇筑混凝土，其坍落度要控制在100厘米以内，并且要振捣密实，有渗水情况的可以速凝剂。

5、检查桩位(中心)轴线及标高

护壁施工完成之后，要查看桩位轴线及标高是否正常，随后进行修整，孔深要以基准点为依据，逐根进行引测。

6、架设垂直运输架

桩孔成孔后，要架设垂直运输支架，在搭设要稳定、牢固。

7、安装电动葫芦或卷扬机

在运输架上安装滑轮、电动葫芦或者卷扬机。在孔内设置软爬梯方便工人上下，再安装上电葫芦、吊笼等设备。

8、安装吊桶、水泵或通风机

按要求安装吊桶、孔底照明等工具。若地下水量不大的，可以用吊桶运出，若地下渗水量比较大的，可以使用水泵抽水，使水位保持稳定。

9、开挖第二节桩孔土方

从第二节开始，利用提升设备运土，当挖到设计深度后，用支杆检查井壁弧度，垂直度，然后修整孔壁。

10、第二节护壁钢筋绑扎、模板安装

按要求将第二节护壁钢筋扎紧，然后安装模板，注意护壁模板可以周转使用。

11、浇筑第二节护壁混凝土

在浇筑混凝土，插捣密实，若土层有渗水的，可以使用速凝剂，让混凝土快速硬化。此外在浇灌时，每节护壁高度要控制在30-50厘米以内，并且随挖随验，随浇注混凝土。

12、检查桩心线及标高

以孔口定位线为依据，检查桩心线及标高，并逐节调整。

13、逐层往下作业，

当孔深达到设计深度时，要将虚土去除，然后查看土质情况，注意桩底必须要在持力层上。

14、开挖扩底部份

桩底有两种，一种是扩底的，另一种是不扩底的。在进行扩底作用时需要先将扩底处桩身圆柱体挖好，再按扩底尺寸、形状自上到下削土扩充。为防止扩底时土方坍塌，需要间隔开挖，最好保留4-6个土肋条作为支撑，等浇筑混凝土前再挖除。

15、检查验收

以上步骤完成之后，要做好施工记录，并办理验收手续，等待相关单位进行验收鉴定。

16、吊放钢筋笼

在吊放钢筋笼时，要对准孔位，然后慢慢往下放，避免碰撞孔壁，当放到设计位置时，要立即固定。若需要两段钢筋笼连接的，应采用双面焊接的方式连接。

17、浇筑桩身混凝土

在浇灌时，需要使用粒径小于5厘米的石子，坍落度要控制在8-10厘米。此外在进行混凝土时，要连续进行，分层振捣密实，一般先浇筑扩底顶面，再浇筑上部，直到浇灌完成为止。

施工过程中应注意哪些问题：

1、在施工前要进行技术安全交底，按施工方案执行，并做好安全措施。

2、在作业前要查看机械设备是否正常。

3、从孔内挖出的土要运输到指定点，不可堆放在孔口处。

4、在浇灌混凝土时，要边浇灌边捣振。

人工挖孔桩如下图：

人工挖孔桩施工工艺流程：

1、施工程序：

施工程序包括场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重电动葫芦或卷扬机、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→折上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→

重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。当桩孔不设支护和不扩底时，则无此两道工序。

2、挖孔方法：

2.1、开孔前，桩位应定位放样准确，在桩位外设置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩心点校正模板位置，并由专人负责；

2.2、人工挖孔桩的孔径(不含护壁)不得小于0.8m，当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m，孔深不宜大于40m；

2.3、挖至设计标高时，孔底不应积水，终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、积水，吊装钢筋笼，然后进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和浇筑桩身混凝土。

3、护壁施工：

为确保人工挖孔灌注桩的施工过程中的安全，必须采取防止土体坍滑的支护措施。支护的方法有：现浇混凝土护壁、钢套管护壁、钢筋网护壁和滑模护垫等。

3.1、现浇混凝土护壁：

现浇混凝土护壁人工挖孔灌注桩施工，是边开挖土方边修筑混凝土护壁。护壁的结构形式为斜阶型。对于土质较好的土层，护壁可用素混凝土，土质较差地段应增加少量钢筋。修筑护壁的模板宜用工具式钢模板，它多由三块模板以螺栓连接拼成，使用方便。

有时也可用喷射混凝土护壁代替现浇混凝土护壁，以节省模板。当深度不大，地下水少，土质比较好时，甚至可利用砖石砌筑护壁。

3.2、钢套管护壁：

对于流砂地层、地下水丰富的强透水地带或承压水地层，采用强行抽水挖掘并构筑混凝土护壁会有一定困难，且影响施工速度，甚至会威胁挖土工人的安全。因此，必须应用钢套管护壁

3.3、钢筋网护壁：

对于土质较好的地层，无地下水，可采用钢筋网护壁，可加快施工进度。护壁钢筋用环筋可根据地层情况―般为Ф12～Ф16mm，竖筋为Ф12～Ф16mm，环筋间距400mm；竖筋间距100mm。支护钢筋网均采用焊接成型后切断；连接采用8号铁丝。

4、钢筋笼制作与安放：

直径1.2m内的桩，钢筋笼的制作与一般灌注桩的方法相同，对直径和长度大的钢筋笼，一般在主筋内侧每隔2.5m加设一道直径25～30mm的加强箍，每隔一箍在箍内设一井字加强支撑，与主筋焊接牢固组成骨架，为便于吊运，一般分二节制作，钢筋笼的主筋为通长钢筋，其接头采用对焊，主筋与箍筋间隔点焊固定，控制平整度误差不大于5cm。

钢筋笼四侧主筋上每隔5m设置耳环，控制保护层为5～7cm，钢筋笼外形尺寸比孔小11～12cm。

5、浇注混凝土：

混凝土用粒径小于50m石子，用42.5MPa号普通水泥或矿渣水泥，坍落度4～8cm，用机械拌制。混凝土用翻斗汽车、机动车或手推车向桩孔内浇筑。混凝土下料采用串桶，深桩孔用混凝土溜管；如地下水大(孔中水位上升速度大于6mm／min)，应采用混凝土导管水中浇筑混凝土工艺。混凝土要垂直灌人桩孔内，并应连续分层浇筑，每层厚不超过1.5m。

小直径桩孔，6m以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使密实；6m以内分层捣实。大直径桩应分层捣实，或用卷扬机吊导管上下插捣。对直径小、深度大的桩，人工下井振捣有困难时，可在混凝土中掺水泥用量0.25％木钙减水剂，使混凝土坍落度增至13～18cm，利用混凝土大坍落度下沉力使之密实，但桩上部钢筋部位仍应用振捣器振捣密实。

6、桩混凝土养护：

桩混凝土的养护：当桩顶标高比自然场地标高低时，在混凝土浇筑12h后进行湿水养护，当桩顶标高比场地标高高时，混凝土浇筑12h后应覆盖草袋，并湿水养护，养护时间不应少于7d。

7、地下水及流砂处理：

桩挖孔时，如地下水丰富、渗水或涌水量较大时，可根据情况分别采取以下措施：

7.1、少量渗水可在桩孔内挖小集水坑，随挖土随用吊桶，将泥水一起吊出；

7.2、大量渗水，可在桩孔内先挖较深集水井，设小型潜水泵将地下水排出桩孔外，随挖土随加深集水井；

7.3、涌水量很大时，如桩较密集，可将一桩超前开挖，使附近地下水汇集于此桩孔内，用1～2台潜水泵将地下水抽出.起到深井降水的作用，将附近桩孔地下水位降低；

7.4、渗水量较大，井底地下水难以排干时，底部泥渣可用压缩空气清孔方法清孔。

当挖孔时遇流砂层，一般可在井孔内设高1～2m，厚4m钢套护筒，直径略小于混凝土护壁内径，利用混凝土支护作支点，用小型油压千斤顶将钢护简逐渐压入土中，阻挡流砂，钢套筒可一个接―个下沉，压入一段，开挖―段桩孔，直至穿过流沙层0.5～1.0m，再转入正常挖土和设混凝土支护。浇筑混凝土时，至该段，随浇混凝土随将钢护筒(上设吊环)吊出，也可不吊出。

扩展资料：

人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，应用比较普遍。桩的上面设置承台，再用承台梁拉结、连系起来，使各个桩的受力均匀分布，用以支承整个建筑物。人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩。

人工挖孔桩施工方便、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，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、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。场地内打降水井抽水，当确因施工需要采取小范围抽水时，应注意对周围地层及建筑物进行观察，发现异常情况应及时通知有关单位进行处理。

参考资料来源：百度百科-人工挖孔桩

施工工艺流程

锤击管桩施工工艺流程为：测量放线→桩位复核→桩机就位、调整→桩就位、三心同线→双向调整垂直度→沉桩→接桩→沉桩→送桩→收锤→拔送桩器、挡桩孔口→完成一根工程桩。

施工流程

测量放线：按照红线要求对建筑物进行测量定位，在甲监理等有关人员复核测量基线、水准点、控制点、桩位点并签字认可后方可使用。

根据单位提供的测量控制点及设计图纸，测量标定各个桩位中心点，打入短钢筋并辅以醒目标志，并测放出场地标高，将测量定位成果图报监理或建设单位复核验收签字确认后方可开始施工。

测放桩位误差不得大于20mm，并且施工过程中测量人员在沉桩前应对短钢筋头进行复核，以避免沉桩和桩机行驶造成的土体隆起影响桩位的准确性。对所施工后的桩也要跟踪观测两到三天，判定土体是否发生位移，震动挤土效应是否强烈。

扩展资料：

锤击管桩的施工过程为：

（1）、桩机移到指定桩位，打桩前必须将桩台调平，就位后将桩吊放入压帽内，确保锤、帽、桩三心对正在一条垂线，帽与桩顶间确保有良好的接触，检查桩的垂直度和桩位偏差，待垂直度在0.5%以内以及桩位偏差不得大于20mm方可进行沉桩，必要时将桩拔出重插；

（2）、启动柴油锤开始打桩；桩垫选择100mm厚的纸垫或者塑料制品，避免应力集中引起桩头损坏，并及时更换，并且遵循重锤低落距打桩；完成一节桩的沉桩过程后，电焊接桩，再重复第二节、第三节等的沉桩过程，从而完成一根桩的施工过程。

对中后桩的垂直度的调节以及施工过程中桩的垂直度的控制，由桩机指挥及主机操作员一起完成；桩机指挥通过垂球观测桩的横向垂直度，其纵向由主机操作员通过垂球来观测桩的纵向垂直度。

沉桩过程中时刻检查桩身垂直度，当垂直度大于0.8%，应找出原因设法纠正；当桩尖达到硬土层时严禁用移动桩架的方式纠偏。

当管桩一插入地表土后就遇到厚度较大的淤泥层或松软的回填土时，柴油锤应采用不点火（空锤）的方式施打，液压锤应采用落距为20～30cm的方式施打，使管桩缓慢下沉。

沉桩较难时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别要检查桩垫、桩帽是否合适，如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续沉桩。

接桩：本工程桩基接头形式采用电焊接头，待上节桩垂直度调整完毕后方可进行焊接操作。焊接前适用钢刷子将端板表面油污、铁锈、泥土等杂物清理干净，坡口处应刷至露出金属光泽。

上下节桩焊接时，下节桩头露出地面50-100mm，以便焊接操作。接桩时应先点焊4～6个点固定，然后两名电焊工进行对称焊接，并确保焊缝质量和尺寸。焊接停歇时间以及上、下节桩平面偏差和桩顶平整度应满足如下条件：

（1）、电焊结束后待其自然冷却后方可继续沉桩，严禁适用水冷却以及焊完即开始沉桩；

（2）、电焊接桩焊缝：焊缝咬边深度≤0.5m，上下端部错口≤3mm，焊缝电焊质量外观为：无气孔、无焊瘤、无裂缝，具体见(GB50202-2002)规范要求。

送桩：按预先测量的现场标高送到设计要的桩顶标高，其误差为±5cm，应测量校正送桩器垂直度，避免偏心受压给桩段不必要的弯矩。送桩或者复打时，应事先检查管桩内是否充满水，若管内充满水，应先抽去部分水以后才能施打。

参考资料：百度百科——桩基施工

人工挖桩定义：

也称"人工孔桩"，指的是房建、桥梁等工程在基础施工中，因成桩的需要，用人力方式按设计开挖出桩基在地面以下需要浇筑钢筋混泥土的空间位置的过程。人工挖桩适合于直径在1m以上的桩基。直径在1m以下的桩宜采用钻桩或者冲桩。

人工挖桩流程：

定位 → 安置卷扬机机架 → 按桩基的设计尺寸加大30~50cm开挖80~100cm深 → 放置井口和护壁钢筋 → 置模 → 浇筑护壁和井口 → 正式开挖

人工挖桩时注意：

一人在地面开卷扬机，一人在下面挖掘，每挖一米深，浇筑护壁一次。

遇到有流沙时，及时用稻草堵住流沙口，只能一次挖30~50cm就浇筑护壁。

遇到有溶洞时，根据溶洞大小采取相应措施处理好之后再进行。

需要强调的是在遇到有流沙、溶洞的时候都不能用素混凝土来浇筑护壁，必须加足够的护壁钢筋，以增加护壁的抗压能力，否则不能确保安全、顺利的向下开挖。

护壁施工：

1、 护壁的混凝土强度等级为C30，钢筋采用HPB235.护壁料的搅拌 ；

2、 第一节挖深约1.0米，安装护壁钢模板，浇灌混凝土护壁。配送搅拌料石子和沙 ；

3、 往下施工时，每一节作为一个施工循环(即挖好每节土后接着浇灌一节混凝土护壁)。一般土层中每节高度为1米，在流砂、流泥区段每节高度宜小于0.5米，特殊地质下挖速度应视护壁的安全情况而定。

4、护壁加固和应急预案

①采钢筋混凝土护壁

② 为便于井内组织排水，在透水层区段的护壁预留泄水孔(孔径与水管外径相同，以利于接管引水)，并在浇灌混凝土前予以堵塞。

③在松散的土层，可用具有足够刚度的钢筒护壁代替钢筋混凝土护壁，且因随挖随沉。

人工挖桩安全措施：

1、工作人员上下井必须使用检验合格、安全可靠的电动葫芦之类的机械设备和钢丝绳，要有自动卡紧保险装置，使用前必须检验其安全起吊能力，井口支架必须牢固稳定；

2、井口出土如用绞盘是，必须采用直径不小于16的坚韧麻绳或尼龙绳，结扣牢固，又安全的制动和吊钩装置。

3、桩孔开挖过程中，应经常检测井内有无毒害气体和缺氧现象；

4、坚持井下作业排水送风先行，施工中应不断项孔内输送足够的新鲜空气，必要时抽、送同时进行；

5、井口应设置围栏，井下设半边井的安全钢筋网，井内设特别可靠的就生软梯，下井人员必须带好安全帽并系好安全带，挖孔暂停施工时井口应盖好盖板；

6、井下施工照明必须采用安全型灯，带你呀不的高于36伏，供电给井下用电设备的线路必须装漏电保护装置；

7、桩孔下部岩层需进行爆破时，必须经安全检查部门的批准方可施工，应控制炸药用量及爆破深，引爆前要派专人警戒，保证人员安全；

8、井下通讯联络要畅通，施工时保证井口有人，井下的工作人员必须经常注意观察，检查井下是够存在塌方，漏水和流砂现象以及空气和水的污染情况应停止作业并通知甲方或报告上级，即时处理；

9、根据地质条件考虑安全作业区，一般在相邻5米方位内有桩孔正在浇灌混凝土或有桩孔积蓄了很深的水时，不得下井作业。当桩中心距小于2.5D或净距小于2.5M是，桩采用间隔开挖，相邻排桩跳挖的最小净距不得小于4.5米。

人工挖桩质检：

质检分两次:一次是成孔质检，主要是分析入岩深度时候能达到承载设计，有没有需要调整开挖深度或者扩大桩底第二次是对成桩进行全方位的质检。

1、施工单位必须对每一根桩每天、每米开挖情况做好施工记录，留好每米地质材料的取样，并按规定留混凝土试件，做出施压结果，将上列资料整理好，提交有关部门检查和验收

2、人工挖孔桩终孔时，应用超前钻逐桩对孔底下3D或5M深度范围内持力层进行检测，查明有无空洞、破碎带、软夹层等不良地质条件，并提供桩心抗压强度试验报告，如发现实际地质情况与设计不符合是，请即使通知设计院，以便处理

3、桩孔成型后，应对桩底持力层进行岩基载荷试验，试验点不少于1%且不少于三点

4、应采用可靠方法对桩身质量进行检测，检测方法及数量应遵循《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003

5、回填土压实系数不小于0.94，要求见证取样送检。

钻孔灌注桩工艺流程如下：

（1 ）桩基定位测量：根据现场移交的测量定位点，引测桩基坐标及高程，经复核确认后并做好标记及编号。

（2 ）挖埋护筒：钻孔前，为保证设施稳定、孔不偏斜，将圆形钢护筒埋于地下，埋置深度不小于1.00 米，且护筒中心与桩位中心的偏差≤5cm 。钢护筒用厚8mm 以上的钢板做成，上部开设一个溢浆孔。

（3 ）冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.4 ～0.8m 范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3 ～4m 以后，冲程可以提高到1.5 ～2.0m ，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。

（4 ）泥浆循环系统相关要求

泥浆循环系统由泥浆池、沉定池、循环槽、非浆池、泥浆输送管道与钻渣分离装置组成，并应有排水、排废姜和外运通道。

（5）冲击钻钻孔注意事项

钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2mm ，升降锥头时要平稳，不得碰壁和孔壁。

（6 ）成孔检测

成孔检测：成孔检测包括孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等。孔的中心位置应在 ±100m 范围内，孔径必须大于设计桩径，倾斜度小于1% ，孔深不小于设计规定。

人工挖孔灌注桩的施工程序是：

场地整平→放线、定桩位→挖第→节桩孔土方→支模浇筑第→节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁。

校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行扩底(当需扩底时)→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

1、施工工艺流程：

泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程是：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→浇筑水下混凝土→成桩。

2、泥浆护壁钻孔灌注桩施工，在冲孔时应随时测定和控制泥浆密度，如遇较好土层可采取自成泥浆护壁。

3、灌注桩的质量检验应较其他桩种严格，因此，现场施工对监测手段要事先落实。

4、灌注桩的沉渣厚度应在钢筋笼放入后，混凝土浇注前测定，成孔结束后，放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落，增加沉渣厚度。

因此，沉渣厚度应是二次清孔后的结果。沉渣厚度的检查目前均用重锤，但因人为因素影响很大，应专人负责，用专一的重锤，有些地方用较先进的沉渣仪，这种仪器应预先做标定。

扩展资料：

人工挖孔灌注桩的施工程序是：

场地整平→放线、定桩位→挖第→节桩孔土方→支模浇筑第→节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁。

校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行扩底(当需扩底时)→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

参考资料：百度百科——混凝土灌注桩

2．工程概况

2.1．设计概况

新余.翡翠城二期3A#楼 。共设计人工挖孔桩97根，桩径900、1000、1200、1300，要求桩端置于中风化泥质砂岩层上且入岩层不小于1D。桩身材料采用混凝土C30，钢筋采用HPB235、HRB335；桩纵筋接头采用焊接接头钢筋；保护层厚度50mm。桩基安全等级为二级。

2.2．工程地质情况

根据勘察报告书，本工程地质情况分布为：场地地形平坦，第1层杂填土土层强度较低，含水量较高，此层不宜作为地基持力层；第2层为粉质粘土层，土质均匀，团粒状结构，穿插大量铁锰质，干强度较高，韧性较好，底部含少量强风化砂泥岩碎屑；第3层为砂质泥岩层，灰色，层理发育，岩芯片块状，具少量裂隙，含大量铁锰质，夹数层状泥岩，为软岩，较破碎。

3．施工准备

1、熟悉施工图纸及地下土质、水文地质资料。

2、根据提供的地勘地质资料及取水泵房基坑开挖土层情况本工程桩基采用人工成孔桩孔，井壁支护根据该地区的土质特点、地下水分布情况，进行井壁支护的计算和设计。

3、开挖前场地三通一平，地上青苗、林木等障碍物需处理完毕。

4、全面开挖之前，有选择地先挖两个试验桩孔，分析土质、水文等有关情况，以此修改原编施工方案

5、在地下水位比较高的区域，先降低地下水位至桩底以下0.5m左右。

6、人工挖孔操作的安全至关重要，开挖前对施工人员进行全面的安全技术交底；操作前对吊具进行安全可靠性检查和试验，确保施工安全。

7、材料及主要机具：

7.1.1 水泥：宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

7.1.2 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。

7.1.3 石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石；桩身混凝土也可用粒径不大

于5cm的石子，且含泥量不大于2%。

7.1.4 水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。

7.1.5 外加早强剂应通过试验选用，粉煤灰掺合料按试验室的规定确定。

7.1.6 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。

7.1.7 一般应备有三木搭、卷扬机组或电动葫芦、手推车或翻斗车、镐、锹、

手铲、钎、线坠、定滑轮组、导向滑轮组、混凝土搅拌机、吊桶、溜槽、导管、振捣棒、插钎、粗麻绳、钢丝绳、安全活动盖板、防水照明灯（低压36V、100W），

电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵、木辘轳、活动爬梯、安全帽、安全带等。

7.1.8 模板：组合式钢模，弧形工具式钢模四块（或八块）拼装。卡具、挂

钩和零配件。木板、木方，8号或12号槽钢等。

3.2．施工进度

2010年11月09日开工， 2010年 12月08日完工，基桩检测随要求进行。

3.3．劳动力组织

根据工程量及总体施工进度要求，计划安排人工挖孔劳动力30人，两人一组，设施工队长一名，技术员一名；钢筋加工绑扎人员5名，混凝土浇筑3名。项目安排专业技术负责人1名，质量员1名。

4．主要施工方法

施工流程图

4.1．人工挖孔桩的技术措施

在人工挖孔桩过程中施工要点为：护壁砼配合比、孔口放样、每节中心位置以及孔深测量。要求施工中及时记录每节施工土质、渗水量、中心偏位、起始深度等。

1、开挖前清除现场杂物，整平夯实，精确放样，四周距孔中心桩1米处设4个保护桩，十字对称布置。在井口护壁施工结束后，将桩中心标注在井口护壁上。

2、同排桩基开挖时，采用间隔挖孔，群桩开挖时，应采用梅花形开挖，以避免开挖过程中对相邻桩基护壁影响。遇上轻微流砂时，将护壁长度缩短为0.5m，减少开挖孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。

3、挖孔时，采用每进尺进行一次砼护壁，砼护壁标号应不小于C25。护壁模板宜采用定型二半圆合一的喇叭形钢模，护壁厚度在12-20cm，采用集中拌和，钢棒捣实，护壁后每节上孔径按设计桩径下口孔径大于设计桩径16cm。当护壁混凝土振捣不密实，出现护壁渗水时，要及时处理。渗水较小时，可用防水材料直接堵塞。对水量稍大的孔，可以打入木楔，周围再用防水材料封闭。对水压大、渗水量大的孔，根据孔径大小，可选择相应的塑料管嵌入导流，周围用防水材料封闭，在开挖桩孔时，用泄水管将水引出孔外，在浇注桩身混凝土前，用铁丝将管扎牢并切断。

4、每一节开挖前，在孔口恢复中心桩后，用吊锤放样该节孔中心位置，以防出现桩心偏位。粘土层采用镐挖锹铲，硬土层及强风化岩层采用风镐破碎。

5、挖孔至10m以下时，采用鼓风机通风，使孔内保持新鲜空气。在空气中灌注混凝

土，通常采用串筒下料、分层振捣或短护筒直接投料的方法施工。实践证明，用两种方法结合施工，更能保证桩身混凝土的密实性。因为要将地下水的影响降到最低，就要尽可能加快灌注速度，要求集中足够数量的混凝土在短时间内完成浇注，以便利用混凝土自身的重量压住地下水的渗入。

6、地下水对混凝土的均匀性、密实性影响很大。采用何种混凝土施工方法，应根据地下水的水流速度来确定。当自孔底及孔壁渗入的地下水上升速度较大（参考值≧6mm/min）时，则应采用水下灌注桩的方法，对此，施工技术规范中有详细的条款。需注意的是，灌注混凝土前，孔内水位至少要与孔外地下水位同高或高出1～1.5m。

7、垂直起重设备要架立牢固，应能承受一定的冲力不致翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后方可投入使用。挖至设计桩底标高后，采用探孔器测验孔垂直度和孔深。该工程拟投入的仪器主要有经纬仪和自动安平水准仪等。

8、当桩孔深大于20m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，桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况，互相响应，切实预防安全事故的发生。当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，边降水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。应日夜三班抽水，使水位保持稳定。

9、地下水位较高时，应先采用统一降水的措施，再进行开挖。

10、 桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内有人挖土时，应掩好安全盖板，防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边。吊运土时，再打开安全盖板。开挖吊运第二节桩孔土方（修边），从第二节开始，利用提升设备运土，桩孔内人员应戴好安全帽，地面人员应拴好安全带。吊桶离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土。桩孔挖至规定的深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平顺，修整孔壁。

2.9.1　桂林岩溶区常用的桩基础

由于地基中存在溶洞土洞以及塌陷，石灰岩地基表面以上普遍存在一层软流塑状态的软土，当经过地基持力层强度验算，软弱下卧层强度验算，地基变形验算，或者地基稳定性评价，至少有一项不满足要求时，且地基处理或许成本较高时，此时，桩基础便是最佳的选择。在桂林岩溶地区，主要采用灌注桩基础，灌注桩是在现场的设计桩位上直接采用机械或人工成孔，根据采用的成孔方法和手段不同，又分别称为钻（冲）孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩等，其他桩型在桂林岩溶区较少使用。

2.9.2　桂林岩溶区沉管灌注桩施工工艺

沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩靴或预制钢筋砼桩尖的钢管沉入土中，然后边浇筑砼，边锤击或振动拔管。

桂林岩溶地区的沉管灌注桩，绝大多数是漓江一级阶地的卵石层以及二级阶地的含卵石粘土（混合土）作为桩端持力层，也有部分选用石灰岩作为桩端持力层。该基础类型的优点是桩径、桩长可以随地质条件的变化，作适当调整，而且这类桩基施工进度较快，工期相对较短，单位造价较低。当选用石灰岩作为桩端持力层时，有如下缺点：①在基岩面起伏变化大的地段，易产生斜桩甚至滑桩；②当桩尖置于鹰嘴岩、石芽等不完整岩体时，无法保证其承载力；③若基岩上部有卵石分布时，基桩的施工较为困难。

2.9.2.1　施工准备

2.9.2.1.1　材料

主要包括水泥、砂、石、钢筋等。

（1）水泥：采用硅酸盐水泥，水泥进场时应有出厂合格证明书。施工单位应根据进场水泥品种、批号进行抽样检验，合格后才能使用；

（2）中粗砂：采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂，其含泥量不大于3％

（3）石子：采用坚硬的碎石或卵石，最大粒径不宜大于40 mm，且不宜大于钢筋最小净间距的1/3，含泥量不大于2％

（4）钢筋：钢筋进场时应有出厂质量合格证明书，应检查其品种规格是否符合要求及有无损伤、锈蚀、油污，并应按规定抽样，进行抗压、抗弯、焊接试验，经试验合格后方能使用（进口钢筋要进行化学成分检验和焊接试验，符合有关规定后方可用于工程）。钢筋笼的直径除应符合设计要求外，还应比套管内径小60～80 mm

（5）桩尖：一般采用钢筋砼桩尖，其配筋构造和数量必须符合设计或施工规范的要求。

2.9.2.1.2　作业条件

（1）施工前应作场地查勘工作，如有架空电线、地下电线、给排水管道等设施，妨碍施工或对安全操作有影响的，应先作清除、移位或妥善处理后方能开工；

（2）施工前应做好场地平整工作。雨季施工时，要采取有效的排水措施；

（3）应具备施工区域内的工程地质资料、经会审确定的施工图纸、施工组织设计（或方案）、各种原材料及预制桩尖等的出厂合格证及其抽检试验报告、砼配合比设计报告及其有关资料；

（4）桩机性能必须满足成桩的设计的要求；

（5）最好能够会同设计单位选定1～2根桩进行打桩工艺试验（即试桩）以核对场地地质情况及桩基设备、施工工艺等是否符合设计图纸要求。

2.9.2.2　操作工艺

（1）锤击沉管灌注桩的施工方法一般为“单打法”，但根据设计要求或土质情况等也可采用“复打法”；

（2）锤击沉管灌注桩宜按流水顺序，依次向后退打。对群桩基础及中心距小于3.5倍桩径的桩，应采用不影响邻桩质量的技术措施；

（3）桩机就位时，桩管在垂直状态下应对准并垂直套入已定位预埋的桩尖，桩架底座应呈水平状态及稳固定位，桩架垂直度允许偏差不大于0.5％

（4）桩尖埋设后应重新复核桩位轴线。桩尖顶面应清扫干净，桩管与桩尖肩部的接触处应加垫草绳或麻袋；

（5）注意检查并保证桩管垂直度无偏斜后才正式施打。施打开始时一般先低锤慢击，施打过程若发现桩管有偏斜时，应采取措施纠正。如偏斜过大无法纠正时，应及时会同施工负责人及技术、设计部门研究解决；

（6）沉管深度应以设计要求及经试桩确定的桩端持力层和最后三阵，每阵十锤的贯入度来控制，并以桩管入土深度作参考。在桂林岩溶地区，以卵石作为桩端持力层时，一般最后三阵每阵十锤的贯入度不大于20 mm，且每阵十锤贯入度值不应递增；

（7）拔管时采用倒打拔管的方法，用自由落锤小落距轻击不少于40次/m in，拔管速度应均匀，对一般土层以不大于1 m/min为宜；

（8）按设计要求进行局部复打或全复打施工，必须在第一次灌注的桩身砼初凝之前进行。

2.9.2.3　施工注意事项

2.9.2.3.1　避免工程质量通病

（1）为防止出现缩颈、断桩、砼拒落、钢筋下沉、桩身夹泥等现象，应详细研究工程地质报告，制订切实有效的技术措施；

（2）灌注砼时，要准确测定一根桩的砼总灌入量是否能满足设计计算的灌入量，在拔管过程中，应严格控制拔管速度，发现缩颈及时采取措施处理；

（3）如采用跳打法施工，跳打时必须等相邻成形的桩达到设计强度的60％以上方可进行；

（4）拔管时尽量避免翻插，以防止孔壁周围的泥挤进桩身，造成桩身夹泥。

2.9.2.3.2　主要安全技术措施

（1）在施工方案中，认真制订切实可行的安全技术措施；

（2）清除妨碍施工的高空和地下障碍物，平整打桩范围内的场地和压实打桩机行走的道路；

（3）对临近原有建（构）筑物，以及地下管线要认真查清情况，并研究采取有效的安全措施，以免震坏原有建筑物而发生伤亡事故；

（4）打桩过程中，遇有施工地面隆起或下沉时，应随时将桩机垫平，桩架要调直；

（5）打桩时，严禁用手去拨正桩头垫料，同时严禁桩锤未打到桩顶即起锤或刹车，以免损坏打桩设备；

（6）严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ 46—2005）的有关规定。

2.9.3　桂林岩溶区钻（冲）孔嵌岩灌注桩施工

桂林岩溶区钻（冲）孔嵌岩灌注桩，选用石灰岩作为桩端持力层。钻（冲）孔嵌岩灌注桩不但能穿越局部密实卵石层，而且能穿越石灰岩石芽、厚度较小的溶洞顶板而到达有足够持力层厚度的完整段的石灰岩；也解决了其他桩型因基岩面起伏而出现的滑桩、斜桩问题，能够保证较高的承载力。该类桩基的单桩承载力高，可以一柱一桩，安全可靠，桩长桩径设计灵活性大。施工噪音相对较小，但缺点是单位造价高，单桩施工时间较长，施工时泥浆、污水易对周围环境造成不良影响。

2.9.3.1　施工前准备工作

（1）场地平整，清除杂物，回填土夯打密实；

（2）挖泥浆池、沉淀池、储水池，准备合格粘土；

（3）水、电源接通；

（4）平直机架，保证钻孔过程中不能移位和不均匀沉陷；

（5）符合指标要求的泥浆，一般采用粘性土。

2.9.3.2　钻孔

（1）钻具联结要铅直，初期钻进速度不要太快，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌，钻进速度和泥浆排量相适应。

（2）钻进过程中，经常检查泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆高度。一般选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标参考如下：

泥浆相对密度：1.1～1.15；

黏度：一般地层16～22 s，松散易坍地层19～28 s；

含砂率：新制泥浆不大于4％；

胶体率：不小于95％

pH值：7～9。

（3）钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地层的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。

（4）经常检查机具动转是否正常，发现异常应立即报告，需加润滑油部分每班必须检查一次。

（5）终孔后按规范规定进行清孔，桩底沉渣一般不超过10 cm。

2.9.3.3　钢筋笼制作与安放

（1）钢筋进场必须具有合格证，每批材料、每种规格均需抽样检查合格后方可使用；（2）钢筋绑扎过程中应严格遵守规范；

（3）钢筋吊装中要防止变形，钢筋笼入孔后应牢固定位，提升导管时必须防止钢筋笼拔起；

（4）适当焊接加固钢箍和吊挂筋，保证钢筋笼安装过程不变形。

2.9.3.4　砼灌注

（1）灌注混凝土前，在孔口安放护孔漏斗，然后放置钢筋笼，并再次测量孔内虚土厚度。扩底桩灌注混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实；浇注桩顶以下5 m 范围内混凝土时，应随浇注随振动，每次浇注高度不得大于1.5 m

（2）施工中应保持场地清洁卫生，泥浆不得到处外溢，沉渣应及时清除；

（3）当施工完成后，应凿除桩头预加高度的砼。

2.9.3.5　钻（冲）孔嵌岩灌注桩基础施工注意事项：

（1）施工中必须保证桩端全断面嵌入完整基岩中，最小嵌岩深度必须≥0.5 m，且须保证桩端下有足够厚度的完整石灰岩；

（2）施工过程中在局部软弱土段、松散卵石段、易产生缩径、塌孔现象，在岩面陡峭、石芽等岩溶发育地段会产生斜孔、卡孔等现象，采用泥浆护壁时，会出现漏浆问题，这时必须采取有效措施加以防治；

（3）浇注混凝土前必须做好沉渣清理工作，沉渣厚度必须≤50 mm。当有地下水时，浇注时须采用水下浇注混凝土工艺施工；

（4）单桩承载力需经过静载或高应变动测法确定。

2.9.4　桂林岩溶区人工挖孔灌注桩施工

人工挖孔桩，是利用人工挖孔、在孔内放置钢筋笼、灌注混凝土的一种桩型。常见的施工方法就是由人工向下挖掘土（岩）成圆孔，且每挖1 m 左右支模浇注一圈混凝土护壁，如此不断下挖，一直到设计要求的深度，然后在孔内安放钢筋笼，灌注桩身混凝土。人工挖孔桩主要适用于岩溶发育不强烈、上覆土层不厚及基岩可作为稳定桩端持力层的地质情况；对于持力层深度大、地下水丰富（如漓江一级阶地的砂、卵石地层）、有软土存在或岩溶强烈发育的地方，如果强行开挖，往往因护壁困难或涌水量骤增造成施工困难甚至无法施工，且强排地下水将对周围环境造成不良影响，此时应慎重使用或不使用。桂林岩溶区的人工挖孔桩的孔径（不含护壁）一般大于1.0 m，小于2.5 m；孔深一般不超过20 m。

2.9.4.1　施工准备

（1）熟悉施工图纸及场地的水文地质资料，编制切实可行的施工方案；

（2）全面开挖之前，有选择地先挖两个试验桩孔，分析土质、水文等有关情况，以此修改原编施工方案；

（3）开挖前场地应完成三通一平各项临时设施，如照明、动力、安全设施准备就绪；

（4）按基础平面图，设置桩位轴线、定位点；

（5）人工挖孔灌注桩施工用的机具准备：如混凝土搅拌机、卷扬机、吊桶、护壁模板、扬程水泵、通风及供氧设备、镐、锹、土筐、防水照明灯（低压36V、100W）、安全帽、安全带等。

2.9.4.2　施工工艺

工艺流程：测量控制→锁孔口→检查桩位（中心）轴线→安装施工机具→逐层往下循环作业→检查验收→吊放钢筋笼→浇注桩身混凝土。

2.9.4.2.1　测量控制

桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。

2.9.4.2.2　锁孔口

（1）开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸；

（2）浇筑第一节护壁混凝土：桩孔挖完一节后立即浇筑护壁混凝土，人工浇筑捣实。

2.9.4.2.3　检查桩位（中心）轴线

每节桩孔护壁做好后，必须将桩位十字轴线和标高设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度，随之进行修整。井深必须以基准点为依据，逐根引测，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。

2.9.4.2.4　安装施工机具

（1）架设垂直运输架：要求搭设稳定、牢固；

（2）在垂直运输架上安装电动葫芦或卷扬机；

（3）安装吊桶、活动盖板、照明、水泵和通风机等。

2.9.4.2.5　逐层往下循环作业

将桩孔挖至设计深度，清除虚土或虚渣，桩底应支承在设计所规定的持力层上。

2.9.4.2.6　检查验收

成孔以后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定，做好施工记录。

2.9.4.2.7　吊放钢筋笼

吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。

2.9.4.2.8　浇注桩身混凝土

按规范规定向桩孔内浇注混凝土。

2.9.4.3　桩孔质量要求保证

（1）对桩的垂直度和孔径，每段检查，发现偏差，随时纠正，保证位置正确；

（2）桩底持力层应满足设计承载力要求；

（3）浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。

2.9.4.4　挖孔安全保证经验措施

（1）挖孔时井外作业人员作为该孔安全员，时刻监控井周与井下人员安全；

（2）认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现流砂、管涌、涌水以及有害气体等情况制定针对性的安全措施；

（3）挖出的土方必须及时运走，井孔口周边1 m 范围内，禁止堆放土石方，且堆土高度不应大于0.8 m，未浇注的桩3 m 范围内严禁过重车；

（4）挖孔作业人员、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业；

（5）井内人员必须乘专用吊笼上下，不乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯；

（6）当孔深较大时，应向孔下通风，加强空气对流，必要时输送氧气，防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况，预防安全事故发生；

（7）当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出，地下渗水量较大时，吊桶满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高扬程水泵抽水。作业人员必须离开井孔，严禁人机同坑作业。要随时观察井壁变化；

（8）严格按照有关规定安装现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用；施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须遵守现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ 46—2005）的规定。

（9）当相邻孔桩在浇灌桩心砼时，原则上要停止掘进，以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌；

（10）桩孔必须每挖一定深度进行护壁，严禁只挖不护壁；大雨天气，不得进入孔下作业。

2.9.5　人工挖孔灌注桩的孔壁稳定性[35]

人工挖孔灌注桩是在设计桩位采用人工挖掘方法成孔，然后安放钢筋笼，灌注混凝土而成桩的一种桩基础。它具有许多优点：可直接观察地层情况，孔底易清除干净，设备简单，噪声小，场区各桩可同时施工，桩径大，另外还较经济。因此，在场地条件许可的情况下（如地下水量不大），很受欢迎。但它在没有混凝土护壁的情况下，很容易塌孔，而对施工安全造成隐患。目前，有些生产单位及设计者出于工程经济考虑，在不采用混凝土护壁筒的情况下，挖孔施工能顺利进行，但有时也会出现挖孔孔壁垮塌而无法施工，甚至出现不安全的情况，因此，不采用护壁挖孔施工应当慎重。当前许多设计及施工人员还只是凭经验确定挖孔桩的孔壁稳定，并无确切的理论依据。本文试图利用弹性理论，研究和探讨人工挖孔灌注桩孔壁稳定性（无护壁情况下）的定量计算分析方法。

2.9.5.1　挖孔桩孔壁周围土体的应力状态

地基在人工开挖前，在地面以下h处所受的应力状态为：竖直压力为γh，水平压力为K0 ·γh（K0 为土的静止侧压力系数，γ为土的重度）。设地基土层是均质各向同性的弹性体，在地面以下深度为h处同一水平面上各点的应力状态相同。地基在人工开挖以后，根据弹性理论，挖孔桩周围土体的应力状态发生改变，将会产生应力集中现象。

图2.8 人工挖孔桩周围土体的应力Fig.2.8 Stress in the periphery soil of hand—excavated hole piles

现取地基下深度为h的地基水平面，来分析挖孔桩孔壁周围土体的应力状态，设人工挖孔灌注桩的半径为a，在挖孔的很远处地基所受的水平应力为K 0 ·γh。为此，可把挖孔桩周围土体应力分布问题，视作一个双向受压无限板孔的应力分布问题（图2.8），采用极坐标来求解土洞周围土体应力。此问题在弹性理论中得到的平面问题解答，其求解应力的公式为：

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

式中：σr——挖孔周围土体中的径向应力；

σθ——挖孔周围土体中的切向应力；

τrθ——挖孔周围土体中的剪切应力；

p——作用在土体上的水平应力；p=K0 ·γh

θ——与水平轴的夹角。

在挖孔桩孔壁周围土体产生的应力，即在r=a处，根据式（2.27），可得：

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

由式（2.28）可知，在孔壁周边处，切向应力σθ最大，径向应力σr=0，剪应力τrθ＝0。σθ、σr为大、小主应力。

2.9.5.2　挖孔桩孔壁周围土体稳定性判别

地基土层中的一点是否破坏，可利用莫尔—库伦极限平衡准则进行判别。根据极限应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系（图2.9），可建立以σ1、σ3 表示的土中一点的剪切破坏条件，即土的极限平衡条件。

图2.9 土的极限平衡条件Fig.2.9 The limit equilibrium condition of soil

由图2.9中的几何关系得：

R O = c × cotφ

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

化简式（2.29），可得极限平衡条件为：

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

或

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

在土洞周边处，由于τrθ＝0，所以σθ、σr为大、小主应力，σ1＝σθ，σ3＝σr=0，得到土的极限平衡条件式如下：

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

由式（2.28）可知，σθ、σr分别为孔壁周边土体中的大、小主应力，将σθ＝2K0 · γh，σr=0代入式（2.32）进行稳定性判别。

若要判别孔壁以外（r>a）处任一点是否破坏，可按式（2.27）求出该点处的应力σr，σθ，τrθ（此时σr，τrθ不为0），然后将求得的σr，σθ，τrθ代入式（2.30）或式（2.31），可得到该点处的大、小主应力σ1、σ3:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

最后，将所求得的大、小主应力σ1、σ3 用莫尔—库伦准则即式（2.32），进行判别是否破坏。

2.9.5.3　应用举例

某桩基拟采用Φ1200 mm的人工挖孔灌注桩基础，场地内无地下水，以微风化石灰岩为桩端持力层。石灰岩面埋深10.6 m。拟不采用混凝土护壁，地层情况见图2.10。

图2.10 地基土层示意图Fig.2.10 Diagram for foundation soil

为了判别在不采用混凝土护壁的情况下，施工是否可行，首先，可根据式（2.28）计算出挖孔在不同深度处孔壁土体的应力σr、σθ、τrθ（其中σr=0，τrθ＝0），然后用式（2.30）计算其达到极限平衡时所需的大主应力σ1值，最后用式（2.32）进行安全稳定性判别：计算及判别结果见表2.21。

由表2.21的计算结果可知，该人工挖孔桩在6.3～7.8 m 及8.8～10.6 m范围段内的孔壁土体将产生破坏坍塌，需采取有关措施（如混凝土护壁）。

2.9.5.4　结论

人工挖孔灌注桩以其优点多而深受欢迎，但在无护壁情况下，其孔壁稳定性是施工成败的关键。对其稳定性的评价，可利用弹性理论在文中推导的有关公式，先计算任一深度孔壁土体的应力状态，再根据莫尔—库伦极限平衡条件进行孔壁土体稳定性计算判别，如孔壁土体有不稳定的情形，可采取有关措施（混凝土护壁），以确保人工挖孔桩施工的顺利进行。

表2.21 人工挖孔桩孔壁土体应力及稳定性判别Table 2.21 Soil stress of hole-wall and stability judgementfor hand-excavated hole piles

2.9.6　桂林岩溶区桩基础施工常见事故与处理

桂林岩溶地区桩基础施工常见事故，主要是钻（冲）孔灌注桩基础发生较多，因为其施工工艺较沉管灌注桩和人工挖孔灌注桩相对复杂，下面主要分析总结钻（冲）孔灌注桩基础常见事故原因以及其处理方法。

打桩成孔过程中在溶洞区段常出现桩孔倾斜、卡锤、锤头掉落桩孔中，浇注混凝土时出现混凝土流失等现象。

2.9.6.1　桩孔倾斜、弯孔

桩孔倾斜、弯孔的主要原因可能是基岩中石芽、溶沟、溶槽、溶洞等岩溶形态发育或岩面坡度较大。在施工冲击成孔时，施工冲击速度过快，致使冲击锤向岩土中软弱方向滑移，形成斜孔。若在遇竖向型不规则洞隙的位置冲击时，易沿洞隙发育位置形成弯孔，有时还产生卡锤事故。

在桂林岩溶地区若采用钻（冲）孔灌注桩基础，一般都是大直径灌注桩，即其直径一般大于800 mm，桂林岩溶区岩土工程勘察，均是按照《岩土工程勘察规范》（ GB 50021—2001）第5.1.6条的要求，即要求勘探点逐桩布置，勘探深度应不小于底面以下桩径的3倍并不小于5 m，当相邻桩底的基岩面起伏较大时应适当加深。这样可以充分查明地下的溶洞分布情况，并采取合理的措施，当冲击钻进至溶洞顶部位置附近时即采用低锤轻击；对单个石芽或孤石，用高低冲程交替冲击，将石芽或孤石击碎或挤入孔壁；对溶沟、溶槽、溶洞，向桩孔内抛填块石、片石，填入的块石、片石应高于倾斜面数十厘米以上，边回填边低锤轻敲，冲击锤全断面进入岩体后，再进行正常冲击。

如果在桩基础施工的成孔过程中出现桩孔倾斜，说明溶洞区段可能有斜坡岩或冲孔过程中由于填充物不实，造成桩底岩石已经出现倾斜而无法冲进的情况；当遇到这种情况时，可暂停打桩冲进，把锤头提出桩孔，然后向桩孔内浇筑混凝土（混凝土中可掺入速凝剂），当混凝土凝固后，再继续施工，如此反复几次便可以将桩孔倾斜的问题通过修补解决。

上述处理办法同样适合钻孔桩基础的施工。

2.9.6.2　冲孔桩的卡锤、掉锤

冲击锤进入岩溶洞隙中，特别是竖向型岩溶洞隙中，洞隙较大，冲击锤倾倒，上部岩溶发育地段受冲击振动掉块或掉入异物卡住冲击锤；或由于泥浆浓度高，冲击过程中产生梅花孔造成卡锤事故等，致使冲击锤不能上提。掉锤是指冲击锤的钢丝绳陈旧、连接处松弛，转向环、转向套等焊接处断裂，造成冲击锤掉入桩孔内。

为预防施工过程中发生卡锤和掉锤事故的发生，施工时应采取以下预防措施：

（1）在进入岩溶洞隙后，投入块石、碎石、粘土，然后密集冲击，使洞隙填满，可以采用低标号混凝土灌填，待混凝土达到一定强度后，再进行冲击成孔。

（2）在溶洞内冲击钻进时，一是保持钢丝绳稳定、摆动量小，二是注意溶洞高度与冲程关系，一般溶洞较高时，可采用比溶洞高度小的冲程冲击。

（3）溶沟、溶槽岩面不规则，倾斜角度较大，且已下护筒时，易发生护筒底部卡钻现象，在回填小块石后，采用“重锤轻打”法钻进，并适当减缓钻进速度。

（4）为防止出现卡锤和锤头掉落在桩孔内现象，首先应该有预防措施，在锤头尾部拴系一根附加的预防掉落的钢丝绳，并在溶洞顶部和溶洞中打桩冲进过程中，采用轻锤低击和重锤低击的方法，不可提锤太高。

2.9.6.3　塌孔、漏浆

塌孔是指成孔过程中或成孔后，孔壁不同程度塌落，严重者还引起地表塌陷。成孔中排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为塌孔的兆头。漏浆是指成孔过程中护壁泥浆突然沿着地下空隙通道流失的导致孔内泥浆面突然下降的现象。在岩溶地区的冲孔桩施工过程中，漏浆和塌孔事故常常是共生的，一般漏浆严重的孔桩极易出现塌孔事故。

岩溶地区的塌孔的防治措施主要有：

（1）埋设好孔口护筒，始终保持孔内有较高密度和黏度的泥浆以及合理的水头高度，以增加液柱压力。

（2）对于串联相通的溶洞，先施工溶洞较小或孤立不连的桩孔，待成桩后堵塞地下水活动通道，再施工溶洞、溶槽走向下端的桩孔，避免泥浆严重流失，引起孔壁不稳。

（3）冲击时应随时测定和控制泥浆性能参数。在冲击钻进过程中，泥浆的作用是稳定孔壁和携带钻渣。

（4）冲穿溶洞顶板不能太快，采用“重锤轻打”方法，一是保证漏浆不至于太快，能够及时补充泥浆，二是保证桩孔圆顺，冲击钻头能自如地通过溶洞顶板，避免卡钻。

（5）塌孔时及时补充泥浆保持孔内水头高度，同时投入漏浆体积1.2～1.5倍的粘土、片石，小冲程冲孔固壁，防止塌孔扩大。

（6）在岩溶地区成桩，为确保桩身的完整性和混凝土流失等现象的发生，还可以采取增加钢护筒的施工方法。将预先加工好的钢护筒（分节焊接）吊进孔内，吊进过程中必须保证桩中心的垂直度。例如，在2005年，横跨漓江的桂林南洲大桥的桩基础施工，即是采用钢管护筒防治水泥混凝土流失，桩基施工顺利。