宋鋼鎖，王景廣，黃 帥

(山東省華魯工程總公司，山東濟(jì)寧272100)

人工挖孔樁施工體會(huì)

宋鋼鎖*，王景廣，黃 帥

(山東省華魯工程總公司，山東濟(jì)寧272100)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工挖孔樁以其特有的大承載力優(yōu)勢受到許多設(shè)計(jì)單位、施工單位的認(rèn)可，在各類民用與工業(yè)建筑得到廣泛應(yīng)用。結(jié)合某工程的具體情況,介紹了對人工挖孔樁的施工體會(huì)。

人工挖孔樁；施工；體會(huì)

1 概述

某工程位于貴州省黔東南州鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣青溪鎮(zhèn)五里牌,西距鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣城約46km,東距岑鞏新縣城約8km。廠區(qū)西側(cè)靠近320國道和正在建設(shè)中的玉三（上瑞）高速公路與320國道在廠址北面約0.8km處有互通出入口；廠址北面約0.4km處為青溪220kV變電站，東面和南面為山地。湘黔鐵路從廠址西面約3.0km處經(jīng)過，附近設(shè)有羊坪站和青溪站。

本期工程廠區(qū)主要建設(shè)項(xiàng)目有主廠房、戶外配電裝置、輸煤設(shè)施、燃油設(shè)施、煙塵渣設(shè)施、供水及處理設(shè)施以及相應(yīng)的輔助、附屬建構(gòu)物等。根據(jù)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)的要求，黔東火電廠基樁工程人工挖孔樁主要分布在冷卻塔區(qū)域，根據(jù)已到位的《自然通風(fēng)冷卻塔樁基施工圖》，工程情況如下：

1#冷卻塔201根，2#冷卻塔125根，共計(jì)326根，樁徑1m。樁長待施工勘測確定。鋼筋籠通長配置，D= 1000mm，主筋為12?16mm，加勁箍筋為?18mm＠2000mm，螺旋筋上部4000mm為?8mm＠100mm，其余為?8mm＠200mm。

本工程由湖南省電力勘測設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，湖南省電力建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)監(jiān)理。

1.1 施工場區(qū)地層條件

場區(qū)內(nèi)的地層，按其成因類型分為：人工填土、沖洪積物堆積、第四系殘坡積，基底為中寒武世高臺(tái)組薄層—中厚層狀白云巖。

人工填土主要是場地整平開山堆積形成，多為碎石素填土。填土在沖溝地段厚度最大。沖洪積物堆積，為近源物質(zhì)由沖溝內(nèi)暫時(shí)性水流和山坡面流短距離搬運(yùn)堆積而成的次生紅粘土，混多量礫石，不具膨脹性。據(jù)現(xiàn)場鉆探情況來看，冷水塔區(qū)域分布有塊石，粒徑大于300mm。施工時(shí)以施工詳勘地質(zhì)資料進(jìn)行施工控制。

1.2 巖溶工程地質(zhì)條件

廠區(qū)內(nèi)中寒武世高臺(tái)組巖性為薄層—中厚層狀細(xì)粒白云巖，夾薄層狀砂質(zhì)白云巖，巖溶層組類型為均勻狀白云巖，巖溶水文結(jié)構(gòu)類型為均勻狀白云巖平緩褶皺型。

白云巖是以含白云石為主的純碳酸鹽巖，孔隙度以及溶解度均高于灰?guī)r，其溶蝕作用是通過擴(kuò)散溶濾作用于整個(gè)巖體，與灰?guī)r相比分異作用減弱，多形成小型溶孔或孔洞，很少發(fā)育大型溶洞，屬于較均一的裂隙水含水層。

冷卻塔地段可見巖溶發(fā)育，巖性為白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r，巖溶形態(tài)為縫隙狀溶洞或溶槽。廠區(qū)內(nèi)白云巖溶蝕較發(fā)育，巖溶形態(tài)以小型溶孔為主，很少發(fā)育大型溶洞，對工程建設(shè)影響不大，巖溶發(fā)育深度受當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面即舞陽河控制，往下逐漸減弱。

2 施工前的準(zhǔn)備

2.1 工作現(xiàn)場準(zhǔn)備

（1）設(shè)備進(jìn)場前了解場地情況及周圍環(huán)境。對施工場地進(jìn)行平整，要求整個(gè)場地高差不大于20cm，在場地四周挖砌排水溝，以便及時(shí)排除雨水及地下水。

（2）了解水源、電源位置及最大可供數(shù)量，開工前，把施工現(xiàn)場臨時(shí)用電規(guī)范及安全要求，布設(shè)好線路走向、配電箱、機(jī)械擺放位置等；

（3）請業(yè)主進(jìn)行地下障礙及管線交底；

（4）根據(jù)現(xiàn)場總平面圖布置，選擇合適的位置搭建臨設(shè)，并鋪設(shè)臨時(shí)施工道路，以方便材料進(jìn)場；

（5）場地平面布置要求合理，便于施工。本次施工平面布置圖中僅示出現(xiàn)場施工場地的布置，對于攪拌站、生活營地不在圖中標(biāo)示，作業(yè)隊(duì)人員考慮就近租用民房。

2.2 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）組建以項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人為核心的技術(shù)管理體系，下設(shè)施工技術(shù)、質(zhì)量、材料、資料、計(jì)劃等分支部門。

（2）編制鋼筋、水泥、木材等材料的總計(jì)劃和分段供應(yīng)計(jì)劃，相應(yīng)編制材料試驗(yàn)計(jì)劃、直到材料定貨、供應(yīng)和技術(shù)把關(guān)。

（3）按資源計(jì)劃安排機(jī)械設(shè)備、工具進(jìn)場，并完備相應(yīng)手續(xù)。

（4）建立完善的質(zhì)量保證體系，制定確保優(yōu)良的技術(shù)措施，在施工平面圖上應(yīng)標(biāo)明樁位、編號、施工順序、水電線路和臨時(shí)設(shè)施位置；制定施工工序檢查程序；制定不良天氣（冬、雨季）施工的技術(shù)措施。

（5）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出每棵樁的樁位坐標(biāo)，用全站儀施測出樁基坐標(biāo)點(diǎn)，報(bào)監(jiān)理工程師核查無誤后方可進(jìn)入下道工序的施工。

（6）做好對班組人員的技術(shù)、安全交底工作。開工前，必須強(qiáng)調(diào)勞動(dòng)紀(jì)律，向工人班組進(jìn)行技術(shù)交底，學(xué)習(xí)圖紙及有關(guān)施工規(guī)范，掌握施工順序，保證工作質(zhì)量和安全生產(chǎn)的技術(shù)措施落實(shí)到人。人工挖孔樁施工中安全措施非常重要，施工單位必須高度重視，應(yīng)做到以下措施保障：孔內(nèi)設(shè)應(yīng)急爬梯供人員上下井；施工人員進(jìn)入孔內(nèi)必須戴安全帽；使用吊籠、電葫蘆等應(yīng)有安全可靠的自動(dòng)卡緊保險(xiǎn)裝置；開挖深度超過10m時(shí)應(yīng)配有通風(fēng)設(shè)備；挖出的土石方應(yīng)及時(shí)運(yùn)離孔口，不得堆放在孔口四周1m范圍內(nèi)，機(jī)動(dòng)車輛的通行不得對井壁造成安全影響；要注意安全用電，井下照明應(yīng)采用12V以下安全燈。

2.3 主要材料計(jì)劃

本項(xiàng)目人工挖孔樁的主要材料有水泥、砂、石、鋼材、模板等，由于設(shè)計(jì)樁長不確定，其工程量待勘測根據(jù)樁長確定。

2.4 水電用量計(jì)劃

根據(jù)工期要求，施工現(xiàn)場設(shè)備總有效功率約90kW（不包括鋼筋場容量）。淡水每天平均用量約100m3。

3 施工過程

3.1 人工挖孔樁工藝流程（見圖1）

圖1 人工挖孔樁工藝流程

3.2 人工挖孔的施工

3.2.1 測量放線及高程控制

采用全站儀放點(diǎn)確定樁井平面位置。高程測量由建設(shè)方提供基準(zhǔn)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀定各樁孔的井口標(biāo)高，并在井壁上做好高程點(diǎn)標(biāo)志，作為施工確定樁頂標(biāo)高的依據(jù)。

施工導(dǎo)向及施工順序：根據(jù)工期要求各個(gè)班組同時(shí)施工，護(hù)壁方式采用混凝土護(hù)壁，組織流水施工作業(yè)。

第一節(jié)井圈護(hù)壁應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）井圈中心線與設(shè)計(jì)軸線偏差不大于20mm；

（2）井圈頂面應(yīng)比自然地平高出150～200mm，壁厚較設(shè)計(jì)護(hù)壁增加100～150mm，對于樁間距小于2.5m的樁應(yīng)間隔施工。

3.2.2 鋼筋籠制作、安（吊）裝鋼筋籠的鋼筋直徑、長度等由設(shè)計(jì)確定

其制作要求應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）鋼筋籠在制作、運(yùn)輸和安裝過程中，應(yīng)采取措施以防止變形。其主要措施是螺旋箍筋用點(diǎn)焊焊牢，而點(diǎn)焊不傷主筋。

（2）鋼筋籠的主筋凈保護(hù)層不宜小于50mm，其允許偏差為±20mm。

（3）鋼筋：主筋采用閃光對焊，加強(qiáng)筋采用雙面電弧焊，螺旋箍筋采用綁扎。

（4）鋼筋籠的制作允許偏差應(yīng)符合表1：鋼筋籠采用8t以上汽車式吊車下籠，吊放鋼筋籠入孔時(shí)，不得碰撞孔壁，灌注混凝土?xí)r應(yīng)采取措施固定鋼筋籠位置，用?8mm鋼筋耳環(huán)布置樁周3點(diǎn)以保證混凝土保護(hù)層及鋼筋位置。

表1 鋼筋籠制作允許偏差(mm)

（5）鋼筋籠接長：當(dāng)樁長超過25m，鋼筋籠按2個(gè)制作，運(yùn)抵施現(xiàn)場后先下一個(gè)籠子，當(dāng)下至比洞口高約1m時(shí)臨時(shí)固定該籠子，用吊車吊起另一個(gè)籠子，與前一個(gè)籠子的主筋對好，采用單面電弧焊接長鋼筋籠，焊接長度不小于10d。焊接時(shí)至少2臺(tái)焊機(jī)同進(jìn)操作，接長時(shí)間控制在1h以內(nèi)，盡量縮短鋼筋籠下孔安裝時(shí)間，防止此段時(shí)間過長使孔底沉渣超過規(guī)范要求而出現(xiàn)二次清孔及由此導(dǎo)致的質(zhì)量問題。

3.2.3 人工挖孔及護(hù)壁

3.2.3.1 人工挖孔

經(jīng)過測量放線確定樁孔中心位置，并經(jīng)復(fù)合確認(rèn)無誤后即可開始樁孔施工。樁井開挖采用電動(dòng)絞車出土。在土質(zhì)較好的條件下，一節(jié)樁孔的高度通常為100cm左右，一節(jié)樁孔的土方挖完后，進(jìn)行混凝土護(hù)壁。

挖孔由人工從上而下逐層用鎬、鍬進(jìn)行，遇堅(jiān)硬土層或大塊垃圾時(shí)用錘、釬破碎，然后提運(yùn)出孔，巨型石塊破碎成小塊后提運(yùn)出孔；樁孔入巖采用空壓機(jī)和風(fēng)鎬進(jìn)行施工，如樁底巖石堅(jiān)硬至風(fēng)鎬無法施工時(shí)，應(yīng)采取鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔，用淺孔小爆破方法處理達(dá)到設(shè)計(jì)要求。另外：

（1）如有大石塊垂直運(yùn)輸，裝好后，作業(yè)人員從爬梯出井后方可提運(yùn)。

（2）挖出的土石應(yīng)在孔口2m外臨時(shí)堆放或運(yùn)至指定地點(diǎn)。

（3）降水措施：挖水坑用潛水泵直接在挖孔內(nèi)帶泵作業(yè)，排出積水。為用泵安全，每個(gè)泵都安裝漏電保護(hù)器，達(dá)到三級配電、二級保護(hù)，如有異常就自動(dòng)跳閘。

（4）在挖樁孔之前先在擬建場地四周挖砌排水溝，并在每個(gè)構(gòu)筑物合適位置各挖砌集水坑，抽水時(shí)先排到集水坑后，再抽水至排水溝，然后排出場外。施工時(shí)排水要遠(yuǎn)離施工場地，防止水倒流入孔，已挖基樁四周應(yīng)設(shè)阻水壩，阻水壩要高出自然地坪20cm以上，防止雨水灌入基孔。

3.2.3.2 堅(jiān)硬致密微風(fēng)化巖層的開挖方法

設(shè)計(jì)要求人工挖孔樁進(jìn)入微風(fēng)化巖層不小于2000mm由于基巖采用風(fēng)鎬來開挖，進(jìn)度相當(dāng)緩慢，每天只能下挖100～200mm，難以滿足合同工期要求。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和充分論證，決定采用毫秒微差的爆破技術(shù)進(jìn)行爆破。

（1）孔眼的布置。在孔內(nèi)半徑r=1000mm的周邊布置12個(gè)周邊眼，孔深1.0m，間距等分；孔內(nèi)半徑r= 500mm的環(huán)向布置6個(gè)掏槽眼，孔深1.2m，間距等分。

（2）裝藥量確定。裝藥量根據(jù)公式Q=η·L·q計(jì)算并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

式中：Q——各個(gè)炮眼的裝藥量，kg；

η——炮眼裝藥余數(shù)，0.5～0.65；

L——炮眼的長度，m；

q——每米炮眼的裝藥量，0.95kg/m。

由于有的工作面有水，選用乳化炸藥，炸藥藥卷直徑32mm，每卷重200g。根據(jù)巖層特性和試爆經(jīng)驗(yàn)，炸藥量Q一般取Q=4.5～6.0kg。

（3）裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞。掏槽眼和周邊眼均采用連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu)；堵塞用舊報(bào)紙和泥土摻和成團(tuán)進(jìn)行堵塞。

（4）起爆網(wǎng)絡(luò)。

①引爆方式和連線方式：考慮到電廠內(nèi)感應(yīng)電流較多，為安全起見，采用非電雷管孔內(nèi)引爆，孔內(nèi)所有非電雷管用簇聯(lián)方式連線，用電雷管引爆導(dǎo)爆管；孔之間的電雷管采用串聯(lián)方式連線。

②起爆順序：起爆順序按掏槽眼，周邊眼順序進(jìn)行，用電雷管分段控制。

（5）安全防護(hù)。在孔頂覆蓋鋼板，再在上面堆砂包，有效防止了飛石。

3.2.3.3 護(hù)壁

本工程采用鋼筋混凝土護(hù)壁，邊開挖邊支護(hù)的施工方法，每挖100cm深，用鋼模板做內(nèi)模，灌注鋼筋混凝土護(hù)壁，再挖100cm用以上方法支護(hù)1次，以此類推。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度或24h后拆模，拆模后重復(fù)進(jìn)行下一道工序，直至入巖達(dá)到設(shè)計(jì)要求。挖孔樁護(hù)壁必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作并加設(shè)鋼筋（按?6.5mm@ 150mm設(shè)置箍筋，護(hù)壁頂面150mm，最薄處必須大于或等于70mm，上下護(hù)壁的搭接長度不小于5cm，第一節(jié)護(hù)壁厚度應(yīng)比中間節(jié)厚）。

當(dāng)挖至入巖和終孔標(biāo)高（設(shè)計(jì)持力層,本設(shè)計(jì)為中風(fēng)化白云巖）時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知建設(shè)、監(jiān)理單位對孔底（土）進(jìn)行鑒定。

護(hù)壁施工是人工挖孔樁成孔質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此搞好護(hù)壁質(zhì)量控制也就是對成孔質(zhì)量的控制。施工中控制兩節(jié)護(hù)壁中心偏差不大于5mm，成孔中心偏差不大于50mm，護(hù)壁直徑偏差±30mm。護(hù)壁施工允許偏差如下：樁徑偏差+50mm；垂直度允許偏差0.5%；樁位允許偏差50mm。

3.2.4 樁身混凝土澆灌

砼灌注前應(yīng)進(jìn)行最后一次清底撈渣，由監(jiān)理工程師（必要時(shí)業(yè)主參加）及施工單位質(zhì)檢工程師對鋼筋籠質(zhì)量、井的質(zhì)量、清渣情況做最后一次的把關(guān)檢查，合格后方可開始砼灌注工作。

砼配合比及拌制：按批準(zhǔn)的砼配合比進(jìn)行砼攪拌施工?；炷猎跀嚢枵炯邪柚?，各種材料采用電子計(jì)量裝置，確?；炷敛牧嫌昧繙?zhǔn)確。要求攪拌均勻，顏色一致，每罐料攪拌時(shí)間不小于1min。每一臺(tái)班首批混凝土出料時(shí)，應(yīng)檢查砼和易性、坍落度。

混凝土灌注采用導(dǎo)管法澆筑樁身混凝土，導(dǎo)管垂直插入樁孔孔底然后提起300～500mm，導(dǎo)管埋深2000～6000mm，單樁一次連續(xù)灌注成樁。混凝土澆灌前要清除樁孔殘?jiān)?、積水。每根樁混凝土不允許留設(shè)施工縫；振搗采用插入式振動(dòng)器搗固，搗固時(shí)振動(dòng)器插點(diǎn)應(yīng)均勻、緊密，且振搗上層混凝土?xí)r，振動(dòng)棒要伸入下層混凝土50mm左右，混凝土在澆搗過程中，每樁留取一組砼試塊，當(dāng)樁長較長時(shí)，可視情況增加。混凝土澆灌完畢12h后，樁頂覆蓋草袋養(yǎng)護(hù)并經(jīng)常濕水或蓄水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。鑿除樁頂300mm厚浮漿后，樁頂用1∶2水泥砂漿抹平。灌注將要結(jié)束時(shí)，控制好最后一次混凝土量，既要防止嚴(yán)重超灌，又要杜絕欠灌現(xiàn)象，超灌高度控制在0.3～0.8m范圍內(nèi)。最后拔管時(shí)速度要緩慢，防止樁頂混凝土出現(xiàn)抽芯。灌注結(jié)束及時(shí)清洗導(dǎo)管內(nèi)外的殘漿，然后將導(dǎo)管整齊放好。如遇孔內(nèi)地下水較豐富，采用水泵降水，保持孔內(nèi)不積水，保證砼質(zhì)量。

做好施工記錄，施工過程和竣工后，及時(shí)整理管理資料和質(zhì)量保證資料，要求資料統(tǒng)一化、規(guī)范化，并做到整理及時(shí)、準(zhǔn)確、安全。

3.2.5 樁身浮漿鑿除和檢測

樁身浮漿鑿除：樁身浮漿比設(shè)計(jì)樁頂高出30～50cm。為滿足檢測需要，一般在砼澆注完后的第3d開始進(jìn)行樁頭的鑿除。采用3m3/min空壓機(jī)帶風(fēng)鎬鑿除浮漿，露出新鮮混凝土面，大致平整，為檢測作準(zhǔn)備。

檢測：基樁工程檢測委托給湖南省電力勘測設(shè)計(jì)院做第三方檢測。按照低應(yīng)變、高應(yīng)變、抽芯的次序進(jìn)行檢測；高應(yīng)變、抽芯檢測基樁必須進(jìn)行低應(yīng)變檢測，高應(yīng)變檢測的基樁在高應(yīng)變檢測后還必須進(jìn)行低應(yīng)變復(fù)測。按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，冷卻塔區(qū)需檢測樁的數(shù)量初步統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 冷卻塔區(qū)工程樁檢測計(jì)劃表

表2為正常情況冷卻塔區(qū)檢測情況，當(dāng)檢測出的Ⅲ、Ⅳ類樁之和大于抽測總樁數(shù)的30%時(shí)，在未檢測樁中繼續(xù)擴(kuò)大抽檢。擴(kuò)大抽檢后，若Ⅲ、Ⅳ類樁之和大于抽測總樁數(shù)的30%時(shí)，應(yīng)全數(shù)檢測。

實(shí)際成樁質(zhì)量檢驗(yàn)：在施工中我們要求做到每根成樁應(yīng)該具有鋼筋加工檢驗(yàn)記錄，混凝土拌和物質(zhì)量記錄，混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。通過對有關(guān)試驗(yàn)資料的分析，證明該工程挖孔樁施工質(zhì)量是優(yōu)良的。

4 結(jié)語

通過本工程的施工，筆者認(rèn)為人工挖孔樁的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。雖然人工挖孔樁工藝原始、綜合單價(jià)也較高，但由于其實(shí)用性強(qiáng)，并能彌補(bǔ)機(jī)械施工的一些不足（本工程前期采用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，因旋挖鉆機(jī)在巖溶地層中施工的局限性太強(qiáng)，設(shè)計(jì)單位調(diào)整了施工方案，改用人工挖孔樁）。人工挖孔樁不僅在良好的地質(zhì)條件可以廣泛應(yīng)用，而且隨著施工技術(shù)的改進(jìn)，在有地下水、流砂層和巖溶地層中也得到了發(fā)展和應(yīng)用。

TU753

B

1004-5716(2015)01-0171-04

2014-06-11

宋鋼鎖（1967-），男（漢族），河南靈寶人，工程師，注冊一級建造師，現(xiàn)從事樁基施工與管理工作。