摘 要:隨著建設(shè)施工水平的不斷提高，機(jī)械化施工的日益興旺，在灌注樁施工領(lǐng)域越來(lái)越多的大型設(shè)備得以使用，但出于地質(zhì)條件的限制和經(jīng)濟(jì)型的考慮，人工挖孔樁施工方便、速度較快、不需要大型機(jī)械設(shè)備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強(qiáng)，造價(jià)比沖錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機(jī)沖孔、回旋鉆機(jī)鉆孔節(jié)省。本文結(jié)合河南省鄭州至石人山高速公路NO.19合同段大橋灌注樁采用人工挖孔成孔，借以探討、總結(jié)。

1人工挖孔樁施工特點(diǎn)簡(jiǎn)介

在橋梁基礎(chǔ)灌注樁施工中，對(duì)于相對(duì)較穩(wěn)定一般為高塑限土層、堅(jiān)巖，同時(shí)地形較復(fù)雜，采用大型設(shè)備無(wú)作業(yè)面，同時(shí)對(duì)于周邊環(huán)境缺水、無(wú)法造漿以及減少泥漿污染等情況而采用小型機(jī)具人工挖孔進(jìn)行護(hù)壁而成孔的施工工藝。

(1)特點(diǎn):①施工操作工藝簡(jiǎn)單，施工方便。②單樁承載力高，可直接檢查樁外形尺寸和持力層情況，受力性能可靠，抗震能力強(qiáng)。③可多樁同時(shí)進(jìn)行，施工速度相對(duì)快，節(jié)省設(shè)備投資，降低工程造價(jià)。④井下作業(yè)條件差，環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全和質(zhì)量特別重要。

(2)適用范圍:人工挖孔樁適用于樁直徑800mm以上，無(wú)地下水或地下水較少的黏土、粉質(zhì)黏土，含少量砂、砂卵石、姜結(jié)石的黏土采用，特別適于黃土層采用，深度一般20m左右，對(duì)有流沙，地下水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層不宜使用，結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)處于平原微丘區(qū)，并考慮巖石層嵌巖，無(wú)水，較適宜挖孔成孔。

2施工工藝

(1)放線、定樁位及高程:依據(jù)施工坐標(biāo)控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)定樁位高程基準(zhǔn)點(diǎn)，確定好樁位中心，以樁位中心為圓心，以樁身半徑加護(hù)壁厚度為半徑畫出上部圓周，撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線，樁位線定好后，經(jīng)監(jiān)理復(fù)查合格后方可開挖。

(2)采用孔口護(hù)筒法:松散覆蓋層比較厚的(粘土、砂土、砂礫)每個(gè)孔開挖前均要埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒用3mm～5mm厚鋼板制作，直徑比孔徑大10cm，埋深根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況確定，有滲水的都要嵌入巖面10cm并在底部外圍用水泥砂漿抹三角帶止水，滲水量大的，挖坑時(shí)考慮集水坑位置，用水泵排水，排干了水才能抹砂漿帶，無(wú)水處護(hù)筒只落到巖面即可;護(hù)筒頂部高出地面10cm，周圍用原土回填夯實(shí)，傾斜度＜0.5%，中心偏位小于5cm，水中樁基要提前筑島，用草袋或編織袋圍堰，中部填土，圍堰要考慮水流沖刷引起的下沉和傾覆。

(3)開挖:松散覆蓋層用鐵鍬，鎬頭即可開挖;進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層可用風(fēng)鎬剝離;進(jìn)入弱風(fēng)化層需打眼爆破，采用淺孔，小藥量松動(dòng)爆破，打眼須配備空壓機(jī)、風(fēng)管、鉆桿;爆破后有大塊，用風(fēng)鎬解小，便于清運(yùn)出孔。爆破挖孔，孔壁參差不齊，要做適當(dāng)休整，使孔徑符合設(shè)計(jì)要求。開挖樁孔應(yīng)從上到下逐層開挖，先挖中間部分的土方，然后向周邊擴(kuò)挖，有效控制樁孔的截面尺寸，每節(jié)的開挖高度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和設(shè)計(jì)而定，一般以0.9m～1.2m為宜。

(4)澆筑第一節(jié)護(hù)壁砼:護(hù)壁模板支好后應(yīng)立即澆注護(hù)壁砼，并振搗密實(shí)，砼強(qiáng)度到達(dá)1.2Mpa即可拆模，一般情況下澆灌完畢須經(jīng)24H后可拆模。

(5)檢查樁位、標(biāo)高:在地面上設(shè)十字控制網(wǎng)、基準(zhǔn)點(diǎn)，將樁控制軸線、高程測(cè)到第一節(jié)護(hù)壁上，每節(jié)以十字線對(duì)中，吊線錘作中心控制，用尺桿找圓周，以基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量孔深。

(6)架設(shè)垂直運(yùn)輸架:第一節(jié)樁孔成孔后，著手在樁孔口上架設(shè)垂直運(yùn)輸架，要求搭設(shè)穩(wěn)定、牢固。安裝提升設(shè)備、吊桶、活動(dòng)蓋板、水泵、通風(fēng)機(jī)等。安裝提升設(shè)備時(shí)，盡量使吊桶鋼絲繩中心與樁孔中心重合，以便挖土?xí)r能直觀控制樁位中心和支模中心，樁口上設(shè)圍護(hù)欄，當(dāng)樁孔深大于5m時(shí)，應(yīng)向井下通風(fēng)，加強(qiáng)空氣對(duì)流，必要時(shí)輸送氧氣?？咨先藛T密切觀察孔下人員情況互相呼應(yīng)，樁口安裝水平推移的活動(dòng)蓋板。當(dāng)樁孔內(nèi)有人挖土?xí)r，應(yīng)掩蓋好安全蓋板，防止雜物掉下，吊運(yùn)土?xí)r，再打開安全蓋板。

(7)開挖第二節(jié)樁孔土方:從第二節(jié)開始利用提升設(shè)備運(yùn)土，樁孔內(nèi)人員應(yīng)戴好安全帽，吊桶離開孔上方1.5m時(shí)，推動(dòng)活動(dòng)安全蓋板，掩蔽孔口，防止卸的土塊、石塊等雜物墜落孔內(nèi)傷人，吊桶卸土后，再打開活動(dòng)蓋板，下放吊桶裝土，樁孔挖至規(guī)定深度后，檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，修整孔壁，使上下垂直平順。

(8)先拆第一節(jié)、支第二節(jié)護(hù)壁模板、防附加鋼筋:護(hù)壁模板采用拆上節(jié)支下節(jié)依次周轉(zhuǎn)使用，模板上口留出高度為100mm的砼澆筑口。

(9)澆筑第二節(jié)護(hù)壁砼:砼用吊桶運(yùn)送，人工澆筑，人工插搗密實(shí)。

(10)檢查樁位軸線、標(biāo)高:每節(jié)樁孔護(hù)壁做好以后，必須將樁位十字軸線和標(biāo)高測(cè)設(shè)在護(hù)壁的上口，然后用十字線對(duì)中，吊線錘向井底投設(shè)，檢查孔壁的垂直平整度，隨之進(jìn)行修整，井深必須以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，保證樁孔軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。

(11)逐層往下循環(huán)作業(yè):將樁孔挖至設(shè)計(jì)深度，檢查土質(zhì)情況，樁底應(yīng)支承在設(shè)計(jì)規(guī)定的持力層上。

(12)排水:挖孔過(guò)程中孔內(nèi)集水要及時(shí)排水。

(13)防水:孔口要做好防水設(shè)施 ，防止地面水進(jìn)入，雨天孔口搭設(shè)防雨棚不影響作業(yè)。

(14)成孔質(zhì)量:孔徑、孔深不小于設(shè)計(jì)，孔位偏差不大于5cm，孔的斜度不大于0.5%樁長(zhǎng)，且不大于20cm，孔底無(wú)松渣淤泥等擾動(dòng)軟土層，孔挖好后做好自檢資料、拍好照片，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。

(15)安裝鋼筋籠:鋼筋籠提前按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求加工好，用吊車垂直吊入孔內(nèi)就位固定，就位偏差不大于2cm。

(16)澆筑混凝土:無(wú)水孔采用普通混凝土設(shè)計(jì)配合比，分層澆筑，插入式振搗器振搗，控制樁頂標(biāo)高，這種樁不存在鑿樁頭問(wèn)題。有水情況下須清除孔底積水，當(dāng)高度超過(guò)3m時(shí)，應(yīng)用串筒，串筒末端離孔底高度不大于2m，樁孔深度超過(guò)12m時(shí)，宜采用砼導(dǎo)管澆筑，澆筑砼時(shí)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層澆搗密實(shí)，砼澆筑12H后進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)。砼澆筑到樁頂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過(guò)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證在剔除浮漿后，樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。有的孔滲水量較大，在下鋼筋籠過(guò)程中集水較多，又無(wú)法排除的情況下，應(yīng)按水下混凝土施工，按水下混凝土設(shè)計(jì)配合比，用導(dǎo)管法灌注。

(17)每根樁都要作好澆筑或灌注記錄，做好混凝土試塊妥善保管，標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)。

(18)組成混凝土的各種原材料及鋼筋要提前做好原材料試驗(yàn)，連同配合比報(bào)監(jiān)理審批簽認(rèn)。

3 人工挖孔樁經(jīng)濟(jì)型

單從造價(jià)分析，挖孔樁單位延米造價(jià)約400元，鉆孔樁約200元，單位延米造價(jià)節(jié)省200元，全線灌注樁2560m，鉆孔節(jié)省460800元，但從工期角度分析挖孔樁具備全面施工不浪費(fèi)工作面的優(yōu)勢(shì)，從本項(xiàng)目上來(lái)講2560m的樁基，挖孔設(shè)備共用30臺(tái)套，30根灌注樁同時(shí)施工，鉆孔設(shè)備上10臺(tái)套，10根灌注樁同時(shí)施工，這樣分析2560m灌注樁，挖孔樁耗時(shí)為2560h，鉆孔樁耗時(shí)為6827h，工期節(jié)省4267h，合計(jì)178天，但就施工現(xiàn)場(chǎng)沖擊鉆機(jī)不可能上30臺(tái)，一是工作面不允許，施工干擾厲害，不能保證質(zhì)量，二是沖擊鉆機(jī)鉆頭磨損耗費(fèi)大，施工難度高。單就時(shí)間性這一點(diǎn)人工挖孔相對(duì)沖擊鉆孔就具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)性。