趙小忠

(福建省第一公路工程公司第四分公司)

人工挖孔樁基礎施工技術研究
——以草埔園樞紐互通主線1#橋施工為例

趙小忠

(福建省第一公路工程公司第四分公司)

以草埔園樞紐互通主線1#橋人工挖孔樁基礎施工為例，分別在施工準備階段、人工挖孔施工、鋼筋籠的制作安裝以及混凝土灌注等幾方面，詳細論述了人工挖孔樁基礎施工技術。

人工挖孔樁;地質(zhì)條件;安全;施工

0 引言

人工挖孔樁由于在施工過程中不需要大型的機械設備，相比于鉆孔灌注樁基礎能夠有效的降低工程造價，而且施工技術方便簡單，因此在橋梁工程施工中得到了廣泛的應用。人工挖孔樁主要適用于施工作業(yè)區(qū)域地下水位較低、地質(zhì)條件相對良好、區(qū)域地層土體較為密實以及樁長較短而樁徑相對較大的樁基礎施工作業(yè)。但是由于人工挖孔樁施工作業(yè)的條件較差、人工勞動強度較高，因此，確保人工挖孔樁施工作業(yè)安全，提高工程施工質(zhì)量以及工程施工效率，已經(jīng)成為人工挖孔樁施工管理的關鍵內(nèi)容，這對于樁基礎施工作業(yè)的順利開展也具有重要的意義。本文將以草埔園樞紐互通主線1#橋樁基礎施工作業(yè)管理為例，具體論述人工挖孔樁施工作業(yè)技術。

1 工程項目概況

草埔園樞紐互通主線1#橋橋梁全長520.5 m。橋梁下部0橋臺設計為群樁、肋式臺，20#臺為柱式臺;柱式墩、樁基礎。本橋設計樁基嵌巖樁135根，長度10～29 m不等，樁基直徑 1.5 m、1.6 m、1.2 m 三種，樁基主要采取人工挖孔的方式進行樁基礎的開挖。

2 人工挖孔樁基礎施工準備

(1)施工場地的布置。在人工挖孔樁施工作業(yè)之前，必須要完成施工作業(yè)場地的平整以及壓實處理工作，并在人工挖孔樁的外側(cè)挖設排水溝，以確保排水順暢。同時做好施工作業(yè)場地施工便道的規(guī)劃建設，為施工機械、工具的進場與停放安置提供場地，同時完成施工現(xiàn)場的測量放樣工作。

(2)施工材料以及機具的準備。用于混凝土拌制的水泥一般選用普通硅酸鹽水泥，為了提高混凝土的強度可以采用標號為425的水泥。砂可以選擇中粗砂，同時嚴格控制含泥量不超過5%。骨料一般使用粒徑為0.5～3.2 cm的卵石或者碎石，控制用于樁身混凝土的粒徑不超過5 cm，含泥量不超過2%。施工的機具設備主要包括卷揚機組或電動葫蘆、手推車或翻斗車、混凝土攪拌機、電焊機、通風及供氧設備、揚程水泵等設備。

(3)施工作業(yè)條件的準備。井壁支護方式應該按照施工區(qū)域的土質(zhì)特點、地下水分布情況，進行井壁支護的計算和設計。一般采取混凝土護壁施工，局部特殊地質(zhì)如流沙層可采用沉管法。在全面開展人工挖孔樁施工作業(yè)之前，應該有針對性的選擇部分區(qū)域開挖試驗樁孔，分析土質(zhì)、水文等為原施工方案的調(diào)整提供依據(jù)。

3 人工挖孔樁的土方開挖施工

(1)測量放樣。在完成人工挖孔樁施工作業(yè)場地的三通一平之后，應該按照測量控制網(wǎng)的資料以及樁基礎平面布置圖，測定好樁位中心，以中點為圓心，按照樁身半徑加護壁厚度為半徑，采用撒石灰線標示處人工挖孔樁孔開挖尺寸線。在完成人工挖孔樁的樁基定位之后，應該及時的進行檢查，確保測量放樣準確無誤之后方可進行開挖。

(2)第一節(jié)土方的開挖施工。對于第一節(jié)樁孔土方的開挖，應該按照從上到下的順序逐層進行開挖，每一節(jié)的開挖高度應該按照施工作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)條件確定，一般控制在0.9～1.2 m左右。為了避免人工挖孔作業(yè)過程中出現(xiàn)孔壁坍塌的事故發(fā)生，對于成孔應該及時的設置井圈，井圈類型可以結(jié)合地質(zhì)條件選擇使用素混凝土和鋼筋混凝土，現(xiàn)澆鋼筋混凝土井圈的穩(wěn)定性與整體性能較好，應該作為優(yōu)先選用措施。一般情況下第一節(jié)護壁應該高出地面600 mm，以便于發(fā)揮擋土、擋水的作用，護壁厚度一般控制在100～150 mm左右。在第一節(jié)土方開挖施工之后，應該及時的檢查樁位(中心)軸線及標高，確保開挖質(zhì)量滿足技術要求。

(3)施工機具設備的安裝。在第一節(jié)樁孔成孔以后，應當及時在樁孔上口架設垂直運輸支架、電動葫蘆或卷揚機、水泵、通風機等機械設備。對于垂直運輸支架必須確保安裝的穩(wěn)定以及牢固，水泵和通風機主要是為了及時的排出人工挖孔樁開挖作業(yè)過程中的地下滲水以及輸送氧氣，這些也是確保人工挖孔樁施工作業(yè)安全順利開展的關鍵。

(4)人工挖孔樁后續(xù)節(jié)段土方的開挖。從人工挖孔樁的第二節(jié)開始，就應該利用垂直運輸支架以及提升設備運土，為了確保施工作業(yè)的安全，在這一階段，應該要求施工作業(yè)人員佩戴各種勞動安全防護用品。在樁孔挖至規(guī)定的深度后，用支桿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，上下應垂直平順，修整孔壁。在挖土工作結(jié)束之后，應該及時的澆筑護壁混凝土，這一階段的混凝土一般采取人工澆筑的方式。之后逐節(jié)校測樁位平面軸線位置、樁徑尺寸、傾斜度情況及標高。在土方開挖過程中，如果遇堅硬狀障礙物或巖層時，可以采取風鎬掘進的作業(yè)方式。同時為了保證卵石層順利掘進，避免流砂現(xiàn)象的發(fā)生，應該在施工場地內(nèi)布置幾個降水井，降低地下水位，保證含水層開挖時無水或水量較小。如果開挖過程中遇到堅硬的巖層，應采用淺眼松動爆破的方式進行掘進，最后300 mm深度范圍應采用風鎬開挖至孔底。

(5)成孔的清理以及成孔質(zhì)量檢查。人工開挖到樁底設計標高之后，在經(jīng)過監(jiān)理工程師確認標高及地質(zhì)條件與勘察設計資料一致后，方可終孔。當確認終孔后應對孔底進行清理，并對樁身直徑、擴頭尺寸、孔底標高、樁位中線、井壁垂直、虛土厚度進行全面測定，確保各項指標滿足技術指標要求。

4 人工挖孔樁基礎鋼筋籠吊裝以及混凝土澆筑

(1)鋼筋籠的制作。在本工程項目之中，鋼筋籠在鋼筋加工場進行加工制作，在鋼筋籠的加工過程中，嚴格控制鋼筋的質(zhì)量、搭接方法等，確保鋼筋加工接長符合設計和有關標準的規(guī)定。對于鋼筋的焊接，嚴格按照按設計要求焊接方式進行焊接時，均采用雙面焊，應確保骨架無漏焊、開焊。鋼筋籠制作完成后，應及時報經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗收，方可進行下一道安裝工序，鋼筋制作質(zhì)量標準及驗收如下表所示:

鋼筋籠加工的允許偏差

(2)鋼筋籠的吊裝。在完成鋼筋籠加工制作后，應該采用吊車分節(jié)吊裝和焊接，鋼筋籠的吊裝采用十字吊架進行多點吊裝，以防止鋼筋籠變形。首先將第一節(jié)鋼筋籠吊放入孔中，并橫穿鋼管將鋼筋籠固定于孔口，再將下節(jié)鋼筋籠吊起與第一節(jié)對準后應對主鋼筋進行機械連接或焊接連接，依此順序進行。鋼筋籠就位后利用彎鉤的短鋼筋將鋼筋籠掛在孔口的鋼管上，并焊接固定在孔口，防止鋼筋籠下沉、移動或灌注混凝土時上浮。

(3)樁身混凝土的澆筑。樁身混凝土可使用粒徑不大于40 mm的石子，坍落度控制在80～100 mm，機械攪拌方式生產(chǎn)。使用溜槽加串桶向樁孔內(nèi)澆筑混凝土。混凝土的澆筑應連續(xù)進行，分層振搗密實。采用插入式振動器振搗，振搗應以“快插慢拔”，直到表面平坦不在泛漿為止，一般情況下分層高度控制在50 cm左右?；炷翝仓綐俄敃r，應適當超過樁頂設計標高，以保證在剔除浮漿后，確保樁頂標高符合設計要求。在施工過程中，應該確保灌注樁的原材料和混凝土強度必須符合設計要求和施工規(guī)范的規(guī)定。

5 結(jié)語

隨著施工技術的不斷改進完善，人工挖孔樁基礎的使用范圍也不斷拓展，在造價以及技術方面的技術優(yōu)越性更加明顯。為了確保人工挖孔樁基礎施工作業(yè)高質(zhì)量的完成，必須提前做好施工作業(yè)前的地質(zhì)勘探，并嚴格按照相關施工組織規(guī)劃進行現(xiàn)場作業(yè)管理，確保施工過程中各項工序滿足工程施工質(zhì)量要求，為橋梁工程施工提供安全堅實的基礎。

［1］楊永康，張季超.人工挖孔樁、水泥土攪拌樁復合支護的應用［J］.地下空間與工程學報，2010，(S1).

［2］蔡來炳，李永盛，施峰.花崗巖殘積土持力層人工挖孔樁承載力研究［J］.同濟大學學報(自然科學版)，2006，(1)

［3］福建省高速公路建設總指揮部.福建省高速公路施工標準化管理指南(橋梁)［J］.人民交通出版社，2010，(4).

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