【摘要】人工挖孔樁具有機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，占用場(chǎng)地小，施工操作方便，無(wú)泥漿排出，對(duì)周 圍環(huán)境及建筑物影響小，比較環(huán)保，施工質(zhì)量可靠，可全面展開(kāi)施工，縮短工期，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。文章就萍洪高速某橋梁施工談?wù)勍谌斯ね诳讟稑痘氖┕ぁ?/p>

【關(guān)鍵詞】 人工挖孔 樁基 施工

作者：劉鵬、 男、 1981.10、工程師，主要從事土木工程施工與管理

1 工程概況

江西萍洪高速是江西省境內(nèi)萍鄉(xiāng)至洪口界的新建高速公路，該地區(qū)分布著連綿的丘陵，橋位處地表層為亞粘土，其下為全風(fēng)化及部分風(fēng)化砂巖，埋深10m-35m下為未風(fēng)化巖石，可作為持力層，又人工挖孔樁施工技術(shù)在當(dāng)?shù)匕l(fā)展比較成熟，故該段高速中大部分橋梁的樁基礎(chǔ)均采用人工挖孔灌注樁施工。本人曾在其中一座大橋做過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工，該橋共有樁基52根，全部采用人工挖孔灌注施工方法，樁長(zhǎng)分布于12m-30m之間，樁徑最小1.5m，最大2.0m， 0#、1#、2#、7#、8#為單排樁，樁頂設(shè)系梁； 3#、4#、5#、6#為群樁，樁頂設(shè)承臺(tái)?；炷磷o(hù)壁按設(shè)計(jì)采用10cm厚C20素混凝土護(hù)壁。

2 施工前的準(zhǔn)備工作

2.1 在正式施工前，應(yīng)具備以下工程資料

主要包括建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)和必要的地下水位資料；樁基施工相關(guān)圖紙；主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料，相關(guān)機(jī)械操作手的操作證；樁基的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案以及樁基鋼筋混凝土所用建材（水泥、砂石、鋼筋）的質(zhì)檢報(bào)告。

2.2 施工前要制定周詳?shù)馁|(zhì)量管理措施

在施工平面圖上應(yīng)標(biāo)明樁位、編號(hào)、施工順序、水電線路和臨時(shí)設(shè)施位置；指定施工工序檢查程序；制定不良天氣（雨季）施工的技術(shù)措施?？紤]到該橋在工程總體中的位置及該橋不同橋墩施工周期的差異性，制定了優(yōu)先施工3#、4#、5#、6#樁基，因?yàn)槠渖蠟槭┕ぶ芷谳^長(zhǎng)的薄壁墩，同時(shí)可施工8#、7#樁基，因預(yù)制梁場(chǎng)位于該端，為架梁做好前提準(zhǔn)備，最后施工0#、1#、2#的樁基，從而達(dá)到最優(yōu)的施工進(jìn)度。

2.3 人工挖孔樁施工中安全措施

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(kāi)挖深度超過(guò)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(duì)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。

3 施工過(guò)程

施工流程簡(jiǎn)示如下：

場(chǎng)地平整→測(cè)量定樁位→ 開(kāi)挖樁孔（一般為1m）→ 支設(shè)護(hù)壁模板→進(jìn)行護(hù)壁砼施工→按每節(jié)護(hù)壁要求高度重復(fù)開(kāi)挖、護(hù)壁施工直到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高→ 鋼筋籠制作、吊裝到位 → 樁基砼澆筑。

3.1 開(kāi)挖樁孔施工

3.1.1 開(kāi)始挖孔前，要平整好場(chǎng)地，清除地表松軟土層和一切雜物，布置好控制網(wǎng)，根據(jù)監(jiān)理復(fù)合過(guò)的樁基位置，采用十字交叉法訂立每一孔樁的位置，并在樁位外設(shè)置定位龍門樁。

3.1.2 根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑及護(hù)壁厚度在地面上放出開(kāi)挖線，然后向下挖深1m，澆筑混凝土井圈第一節(jié)護(hù)壁。井圈應(yīng)高出地面20cm，且應(yīng)加厚10cm。而后將樁位縱橫中心線測(cè)放到井圈上，并測(cè)出孔口控制高程，以利于下部掘進(jìn)的高程控制，且要求第一井圈的中心線與設(shè)計(jì)軸線的偏差不得大于2cm。井圈高出地面還有利于防止地表水在施工過(guò)程中進(jìn)入井內(nèi)。

3.1.3 護(hù)壁混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)人工拌合、孔內(nèi)人工澆搗。護(hù)壁每節(jié)高度與開(kāi)挖進(jìn)尺一致，樁孔挖掘及混凝土護(hù)壁兩道工序必須連續(xù)作業(yè)，不得中途停頓，以防坍孔。上下節(jié)護(hù)壁的搭接長(zhǎng)度不得小于5cm，每節(jié)護(hù)壁在當(dāng)日施工完畢后宜養(yǎng)護(hù)24h后拆除；發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)以防止造成事故。該工程中設(shè)計(jì)護(hù)壁為C20素混凝土，厚度0.1～0.2 m，這樣經(jīng)過(guò)24h后拆模強(qiáng)度可達(dá)3Mpa以上（日平均氣溫在15℃以上），有較高的施工的安全系數(shù)。修筑鋼筋混凝土護(hù)壁應(yīng)保證護(hù)壁的配筋和混凝土澆筑強(qiáng)度。

3.1.4 進(jìn)行第二節(jié)井孔土方開(kāi)挖時(shí)，先從井口用垂球吊線找出井孔中心點(diǎn)，并在井孔底部打入一根短木樁，將樁中心投影到木樁頂上，以此為據(jù)進(jìn)行第二節(jié)護(hù)壁的土方開(kāi)挖。在開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)該密切注意地質(zhì)狀況的變化。對(duì)于土質(zhì)好的地段可采用人工挖孔連續(xù)作業(yè)。松軟土層采用人工挖掘、風(fēng)化巖層采用風(fēng)鎬挖掘、弱風(fēng)化巖層和較硬基巖采用淺孔松動(dòng)爆破，嚴(yán)格控制炸藥用量并在炮眼附近加強(qiáng)支護(hù)?？咨畲笥?m時(shí)，必須采用電雷管引爆。卷?yè)P(yáng)機(jī)配三角架提升出碴。

3.1.5 排水

開(kāi)挖過(guò)程中，孔內(nèi)滲流量不大時(shí)，采用出渣桶將泥水一起吊出，如滲水量較大，則在孔底一側(cè)挖集水坑，用高揚(yáng)程水泵排出。

3.1.6 通風(fēng)及照明

挖孔樁施工深度超過(guò)8m時(shí)，必須采取通風(fēng)措施，要用鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)向孔內(nèi)送氣，風(fēng)管口要求距孔底2m 左右，孔內(nèi)照明采用防爆燈泡，燈泡離孔底2m。特別注意孔內(nèi)爆破后應(yīng)先通風(fēng)排煙15min并經(jīng)檢查無(wú)有害氣體后，施工人員方可下井繼續(xù)作業(yè)。

3.1.7 成孔驗(yàn)收

重復(fù)上述過(guò)程即可完成挖土護(hù)壁的工作，直至樁底設(shè)計(jì)高程。在施工過(guò)程中，應(yīng)該以每一節(jié)護(hù)壁為驗(yàn)收步驟，合格后方可進(jìn)行下節(jié)的開(kāi)挖施工。挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，把孔底的松渣等擾動(dòng)過(guò)的軟層全部清理掉；并對(duì)樁位、孔深、孔徑、垂直度（斜度）進(jìn)行檢查，位置利用樁位控制點(diǎn)，進(jìn)行檢測(cè)；孔徑、形狀和傾斜度采用外徑D 等于挖孔樁鋼筋籠直徑，長(zhǎng)度不小于4D-6D 的鋼筋檢孔器吊入孔內(nèi)檢測(cè)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)有成孔不直、孔徑減小、斷面變形超過(guò)規(guī)范容許值等時(shí)進(jìn)行重新修整。嵌巖深度必須要滿足設(shè)計(jì)要求。成孔完畢應(yīng)報(bào)監(jiān)理檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下步混凝土的澆筑。

3.2 鋼筋籠的制作與吊放

3.2.1 鋼筋籠的加工制作

樁身較短的鋼筋籠制作時(shí)按一節(jié)整體制作，較長(zhǎng)樁的鋼筋籠分兩節(jié)制作。同一節(jié)段螺紋筋焊接采用閃光對(duì)焊接長(zhǎng)，按照編號(hào)截取鋼筋籠分節(jié)所需的長(zhǎng)度。兩節(jié)段鋼筋籠間連接采用搭接焊連接，焊縫長(zhǎng)度單面焊為10d，且同一截面鋼筋接頭不超過(guò)50%。聲測(cè)管應(yīng)保證不漏水。鋼筋籠每隔2m設(shè)置一道加強(qiáng)筋，加強(qiáng)箍筋在專制的胎架上進(jìn)行彎制。各節(jié)鋼筋籠內(nèi)聲測(cè)管均預(yù)先綁扎在鋼筋籠內(nèi)。鋼筋骨架的保護(hù)層，通過(guò)骨架周圍均勻焊接的定位鋼筋來(lái)保證。定位鋼筋按豎向每隔2m 設(shè)一道，每道沿圓周對(duì)稱布置4 個(gè)。

主筋與加強(qiáng)筋采用綁扎和點(diǎn)焊相結(jié)合的方式，保證鋼筋籠骨架在吊裝時(shí)有足夠的剛度。接頭采用雙面綁條焊焊接，上下節(jié)段保持順直。孔樁鋼筋骨架允許偏差：骨架長(zhǎng)度±100mm，骨架直徑±20mm，主筋間距±5d，加勁筋間距±20mm，箍筋間距±20mm，骨架垂直度1%孔深。

3.2.2 鋼筋籠運(yùn)輸及吊放

由于是丘陵地形，鋼筋籠運(yùn)輸不便，本工程鋼筋籠均在樁基附近就近制作。鋼筋籠用25t 汽車起重機(jī)吊裝就位，使用專用吊具，防止吊點(diǎn)處骨架變形，起吊過(guò)程中不得造成鋼筋籠產(chǎn)生殘余變形。鋼筋籠骨架對(duì)接時(shí)，每一根鋼筋接頭位置應(yīng)按標(biāo)識(shí)一一對(duì)應(yīng)。鋼筋籠入孔后，牢固定位，以免在灌注砼過(guò)程中發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。樁身鋼筋籠連接及安裝后應(yīng)報(bào)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收并記錄。

3.3 混凝土的澆筑

混凝土的澆筑應(yīng)在成孔后及時(shí)施工。在混凝土非水下澆筑時(shí)應(yīng)使用串筒，從樁的一側(cè)下料，人工攤鋪并振搗；在有地下水時(shí)可用導(dǎo)管進(jìn)行水下混凝土澆筑。

3.3.1 水下灌注樁基混凝土

由于該工程樁基開(kāi)挖期間或多或少均存在地下水滲透的情況，故絕大部分均采用水下砼灌注，采用直升導(dǎo)管，導(dǎo)管采用內(nèi)徑為25cm、壁厚4mm的鋼管組成，管節(jié)間的連接采用裝有橡膠墊圈的法蘭盤連接，管節(jié)的制作第一節(jié)為6m，其余管節(jié)分別長(zhǎng)2.6m、2m、1m、0.5m，以便于不同樁長(zhǎng)的拼裝。砼采用混凝土罐車運(yùn)輸（地勢(shì)不便于運(yùn)輸?shù)牡胤讲捎玫乇帽盟停┲辆?，直接將砼倒入漏斗?nèi)，吊車配合灌注。

3.3.1.1 首批灌注混凝土的數(shù)量

首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度（≥1.0m）和填充導(dǎo)管底部的需要，見(jiàn)圖6.5.4，所需混凝土數(shù)量可參考公式（6.5.4）計(jì)算：

式中：V——灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3）；

D——樁孔直徑（m）；

H1——樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為0.4m；

H2——導(dǎo)管初次埋置深度（m）；

d——導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；

h1——樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即H1= / ；

——混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）；

——井孔內(nèi)水或泥漿的重度（kN/m3）；

——井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）。

施工中根據(jù)每根灌注樁的孔徑、樁長(zhǎng)確定初次灌注混凝土?xí)r的灌入量，并選用合適的儲(chǔ)料斗。采用木栓塞拔塞法或砍球法利用首批混凝土的重力使導(dǎo)管內(nèi)的空氣和水受擠壓由管底排出，注意在首批砼泄入導(dǎo)管的同時(shí)，罐車內(nèi)的砼迅速放入漏斗，以確保管端部的砼封底成功。且首批砼灌注正常后應(yīng)連續(xù)不斷灌注砼，嚴(yán)禁中途停工。

3.3.1.2 導(dǎo)管提升及埋升控制

在灌注砼開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)管底部至孔底應(yīng)有250～400㎜的空間。灌注水下砼時(shí)，應(yīng)經(jīng)常探測(cè)孔內(nèi)砼面高度，以控制導(dǎo)管埋深，便于準(zhǔn)確地拆卸導(dǎo)管。如控制不準(zhǔn)，將造成導(dǎo)管拔漏、導(dǎo)管埋置過(guò)深拔不出來(lái)或斷樁事故。因此測(cè)深是一項(xiàng)重要工作，應(yīng)采用較為準(zhǔn)確的方法和探測(cè)工具。施工中經(jīng)常采用重錘探測(cè)法，原理是用測(cè)繩系以重錘，放入孔中，憑探測(cè)者手中所提測(cè)錘在砼頂面以前與接觸砼頂面以后不同重量的感覺(jué)而判斷。實(shí)踐證明，兩人同時(shí)用兩個(gè)測(cè)錘測(cè)探，可以有效防止誤測(cè)。導(dǎo)管埋深應(yīng)控制在2-6m之間。在任何情況下，不得少于1m或大于6m。

3.3.1.3 砼澆注高度控制

灌注樁的砼頂面高出設(shè)計(jì)高程0.5-1.0m，以保證樁頭砼的質(zhì)量。

3.3.1.4 砼及澆注時(shí)間的控制

水下混凝土配合比設(shè)計(jì)：水下砼拌合配置強(qiáng)度較設(shè)計(jì)要求提高10～20%，粗骨料粒徑不大于40mm，含砂率控制在40%～50%間，水灰比控制在0.5～0.6 間，坍落度18～22cm，初凝時(shí)間控制在6 小時(shí)以上。水下砼的拌合時(shí)間不少于2 分鐘， 砼自攪拌出料到砍球開(kāi)灌的總儲(chǔ)料時(shí)間不超過(guò)30 分鐘， 正常灌注時(shí)， 導(dǎo)管灌注間隙不超過(guò)20 分鐘， 砼自拌合機(jī)出料到灌入導(dǎo)管的時(shí)間不超過(guò)40 分鐘。本工程配制的水下混凝土均摻入了適量緩凝劑，以增強(qiáng)混凝土工作性。

3.3.2 少數(shù)無(wú)地下水情況下樁基砼的灌注（干灌法）

3.3.2.1 干灌法施工方法

在本橋橋臺(tái)處，由于地勢(shì)較高，孔內(nèi)積水很少，可按非水下砼灌注法（干灌法）。該法采用串筒灌注砼，串筒的直徑為40cm，每節(jié)長(zhǎng)度在1.5m 以內(nèi)，上下節(jié)采用吊耳掛接，且串筒底部與孔內(nèi)底部或混凝土面高度不大于2m。隨著砼澆筑，逐段取下串筒。

混凝土在攪拌站集中拌制，用砼罐車運(yùn)輸（地勢(shì)不便于運(yùn)輸?shù)牡胤讲捎玫乇帽盟停┲辆诘南铝隙?，然后由串筒?dǎo)入井底，每層灌注高度不得超過(guò)30cm，分層搗實(shí)直至樁頂。振搗方法由井下的操作工人每30cm 振搗一遍。串筒中間用尼龍繩吊牢防止脫落傷人。為了保證樁頂砼的質(zhì)量，其表面浮漿應(yīng)及時(shí)鑿除并超灌不小于20cm。

用干灌法進(jìn)行樁基混凝土澆灌時(shí)，必須一次性澆灌完成。

3.3.2.2 干灌時(shí)如何消除水的影響

澆筑樁身混凝土主要應(yīng)保證混凝土符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度，要保證混凝土的均勻性、密實(shí)性，因此防止孔內(nèi)水影響混凝土的配合比和密實(shí)性。

3.3.2.2.1 孔底積水

澆筑前要抽干孔內(nèi)積水，抽水的潛水泵要裝設(shè)逆流閥，保證提出水泵時(shí)，不致使抽水管中殘留水又流入樁孔內(nèi)。如果孔內(nèi)的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥鋪入孔底，然后再澆注混凝土。

如果孔底水量大，確實(shí)無(wú)法采取抽水的方法解決，樁身混凝土的施工就應(yīng)當(dāng)采取水下澆筑施工工藝了。

3.3.2.2.2 孔壁滲水

對(duì)孔壁滲水應(yīng)不容忽視。因樁身混凝土澆筑時(shí)間較長(zhǎng)，如果滲水過(guò)多，將會(huì)影響混凝土質(zhì)量，降低樁身混凝土強(qiáng)度?？稍跇渡砘炷翝仓安捎梅浪牧戏忾]滲漏部位。對(duì)于出水量較大的孔可用木楔打入，周圍再用防水材料封閉，或在集中漏水部分嵌入泄水管，裝上閥門，在施工樁孔時(shí)打開(kāi)閥門讓水流出，澆筑樁身混凝土?xí)r，再關(guān)閉，這樣也可解決其影響樁身混凝土質(zhì)量的問(wèn)題。

3.4 成樁質(zhì)量檢驗(yàn)

在施工中要求做到每根成樁應(yīng)該具有鋼筋加工檢驗(yàn)記錄、混凝土澆注申請(qǐng)單、混凝土拌和物質(zhì)量及澆注記錄、混凝土試塊資料及樁身完整性檢測(cè)資料。通過(guò)對(duì)樁基同步養(yǎng)生混凝土試塊的抗壓試驗(yàn)和對(duì)成樁進(jìn)行的逐根超聲波聲測(cè)檢樁等檢測(cè)，證明該工程挖孔樁施工質(zhì)量是優(yōu)良的。

3.5 人工挖孔樁施工過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題

3.5.1 地下水問(wèn)題

地下水對(duì)人工挖孔樁的施工影響最大。當(dāng)?shù)叵滤徊淮髸r(shí)可進(jìn)行單樁樁內(nèi)抽水；當(dāng)?shù)叵滤惠^大時(shí)可采用多樁同時(shí)抽水法來(lái)降低地下水；如果樁設(shè)計(jì)深度不大時(shí)可考慮在場(chǎng)地四周設(shè)置井點(diǎn)排水。

3.5.2 流沙層問(wèn)題

人工挖孔樁在開(kāi)挖時(shí)，如果遇到細(xì)砂、粉砂層地質(zhì)時(shí)，再加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生井漏，造成質(zhì)量和安全事故。因此要采取有效可靠的措施。在流砂情況較輕時(shí)，可縮短挖孔層深，正常的1 m左右一段改為0.3～0.5 m，并隨挖隨檢隨護(hù)壁；在流砂情況較嚴(yán)重時(shí)，常用下鋼護(hù)筒的方法，鋼護(hù)筒同鋼模板相似，以孔外徑為直徑，可分為4-6段圓弧。

3.5.3 淤泥質(zhì)土層問(wèn)題

在遇到淤泥質(zhì)等軟弱土層時(shí)，一般可用木板、模板等支檔，同時(shí)縮短開(kāi)挖深度，并及時(shí)驗(yàn)收澆筑混凝土護(hù)壁。這些支擋的木方、模板要沿周邊打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已澆好的混凝土護(hù)壁后面，可斜向放置，雙排布置互相反向交叉，能達(dá)到很好的支擋效果。

總之，施工人工挖孔樁時(shí)，一旦遇到不利的地質(zhì)條件，除制定單樁的施工措施外，應(yīng)該合理安排人工挖孔樁的施工順序。在制定施工方案時(shí)要依據(jù)實(shí)際情況綜合分析，統(tǒng)籌安排，在條件可能的情況下，先施工較淺的樁，后施工深一些的樁，先施工外圍（或迎水部位）的樁，后施工中部的樁。

4 結(jié)束語(yǔ)

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、流砂層和淤泥質(zhì)土質(zhì)中也得到了發(fā)展和應(yīng)用。客觀地說(shuō)，人工挖孔樁在良好地質(zhì)條件的地基中運(yùn)用時(shí)更能發(fā)揮其優(yōu)越性。當(dāng)擴(kuò)大頭人工挖孔樁在不良地基中運(yùn)用時(shí)，其擴(kuò)大頭部分極易坍塌造成質(zhì)量和安全事故，應(yīng)該慎用。因此，我們?cè)谧鰳痘O(shè)計(jì)時(shí)，一定要重視地質(zhì)勘探資料，在地質(zhì)狀況不良的情況下，宜采用其它樁基型式進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

參考文獻(xiàn)

[1] <<公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范>> JTJ041-2000

[2] <<路橋隧施工技術(shù)指導(dǎo)>>