關(guān)于采用人工挖孔法進(jìn)行樁基施工的技術(shù)探討

林剩芬

摘要：本文借助廣東省某高速公路第三合同段××立交橋采用人工挖孔法進(jìn)行樁基灌注樁施工的工程實(shí)例，較為詳細(xì)地介紹了該種作業(yè)方式的優(yōu)缺點(diǎn)、施工注意事項(xiàng)及安全保證措施，以便為今后同類型的樁基施工提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：挖孔樁；作業(yè)特點(diǎn)；工藝要求；安全措施

1人工挖孔法作業(yè)方式的優(yōu)、缺點(diǎn)

首先，讓我們來(lái)了解一下人工挖孔樁這種傳統(tǒng)作業(yè)方式的施工特點(diǎn)。

1.1挖孔施工的優(yōu)點(diǎn)：具有機(jī)具簡(jiǎn)單、技術(shù)含量不高，易于適時(shí)的過(guò)程控制和造價(jià)低的特點(diǎn)；易于進(jìn)行持力層地質(zhì)狀況鑒別和孔底沉渣控制，成孔直觀，砼灌注質(zhì)量易控制，有利于成樁質(zhì)量的保證。必要時(shí)樁底可做成擴(kuò)大頭以增加單樁承載力；可不受設(shè)備限制，而多個(gè)挖孔樁同時(shí)開(kāi)始，作業(yè)點(diǎn)多，施工工期短；適用于山區(qū)場(chǎng)地狹隘，地勢(shì)崎嶇不平及軟基地段或地質(zhì)復(fù)雜等施工環(huán)境惡劣條件下進(jìn)行施工，且在施工中對(duì)水、電需求量較小，有利于條件落后地區(qū)施工；它還具有排土少，無(wú)泥漿污染、無(wú)噪音和無(wú)震動(dòng)，對(duì)周圍建筑物無(wú)易造成影響等環(huán)保特點(diǎn)。

1.2挖孔施工的缺點(diǎn)：

不適于地下水豐富、樁長(zhǎng)超過(guò)25m或有流塑狀泥、砂及溶巖地區(qū)的施工；人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境差、危險(xiǎn)性高，容易出現(xiàn)安全事故;工作面廣，交叉作業(yè)多，管理者要合理組織，精心策劃方能充分發(fā)揮挖孔樁的優(yōu)勢(shì)，對(duì)管理人員素質(zhì)要求高；

2工程實(shí)例建設(shè)情況

廣東省某高速公路第三合同段××立交橋，上部結(jié)構(gòu)為25m跨預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為φ1.2～1.5m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該地地質(zhì)情況較好，地層組成較為簡(jiǎn)單，大部分地表僅有0~2m為土質(zhì)復(fù)蓋層，其下均為花崗巖及風(fēng)化巖；地下水類型上部為上覆第四系孔隙潛水，基底為花崗巖裂隙水，地下水量較少，對(duì)砼沒(méi)有腐蝕性，且土層密實(shí)。為確保工程質(zhì)量、加快樁基礎(chǔ)施工進(jìn)度和降低成本，經(jīng)多方分析論證，對(duì)該橋大部分較短的樁基礎(chǔ)采用了人工挖孔法予以施工，其巖層的開(kāi)挖采用微差控制爆破方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，從而達(dá)到了較為理想的效果。

3前期準(zhǔn)備工作

平整施工場(chǎng)地，清理地面亂石、雜草，測(cè)量放樣出樁位中心的準(zhǔn)確位置，施測(cè)十字線，放好穩(wěn)定牢固護(hù)樁；在孔口的四周挖排水溝，搭設(shè)好孔口活動(dòng)雨棚，做好防排水工作；安裝電動(dòng)或手動(dòng)卷?yè)P(yáng)提升設(shè)備；布置好出渣道路；合理堆放材料和機(jī)具，使其不增加孔壁壓力，不影響施工；孔口周圍采用木料制成木質(zhì)架或用砼予以圍護(hù)，其高度應(yīng)高出原地面20cm~30cm，防止土、石、雜物落入孔內(nèi)傷人。

4施工注意事項(xiàng)

4.1人工挖孔

土質(zhì)、砂礫層由人工從上向下逐層開(kāi)挖，每節(jié)開(kāi)挖高度為1.0~1.2m，主要采用鎬、鍬，先挖中間后挖四周，每節(jié)上部直徑為1.4m，下部為1.6m，棄渣裝入吊籃或吊桶內(nèi)，用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升至孔外。挖掘時(shí)，不必將孔壁修成光面，孔壁凹凸不平有利于增加樁壁摩阻力，對(duì)于粒徑度較大的漂石可用鋼釬錘破碎，必要時(shí)用風(fēng)鉆在其中心打眼，予以爆破。

對(duì)于巖層開(kāi)挖，根據(jù)井巷掘進(jìn)原理及以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，要采取爆破作業(yè)，本工程炮眼設(shè)計(jì)采用中心掏槽眼、輔助眼、周邊眼相結(jié)合的布孔方法，利用多個(gè)段別毫秒雷管實(shí)現(xiàn)微差控制爆破。炮眼布置宜在樁中心布一孔，其余距樁壁40cm，孔距40cm，呈圓形布置。軟質(zhì)巖層孔深不超過(guò)90cm，硬質(zhì)巖石孔深不超過(guò)50cm，根據(jù)巖石軟硬度每個(gè)孔點(diǎn)內(nèi)裝1/3~1/2藥量，頂部裝粘土封嚴(yán)，防止跑氣，嚴(yán)格控制裝藥量，以松動(dòng)爆破為主。一般中間炮眼裝銷銨炸藥1~2卷，邊眼裝藥不超過(guò)1卷，有水眼孔要用防水炸藥或用膠袋密封。

橋樁凈徑加護(hù)壁1.3～1.8m，設(shè)計(jì)爆破斷面面積S=1.57～2.07m2，中心眼：4個(gè)，孔深0.9米，藥量Q0=350g/孔周邊眼：孔數(shù)13個(gè)，孔深0.9m，藥量Q0=250g/孔，總藥量Q=4.65kg/m3，設(shè)計(jì)爆破功效=π=0.8，活環(huán)進(jìn)尺0.72m，實(shí)際單耗=q實(shí)=3.66kg/m3為防止孔樁底部水導(dǎo)致炸藥失效，本設(shè)計(jì)炸藥采用防水性能好的乳膠炸藥。爆破網(wǎng)路采用單孔樁內(nèi)大串聯(lián)的方法施爆，起爆源使用MFB-200型起爆器。

4.2澆筑砼護(hù)壁

為防止塌孔，在下挖1.2~1.5m后應(yīng)停止開(kāi)挖，在孔中間架設(shè)圓形外模，上口內(nèi)直徑為1.0～1.5m，下口內(nèi)直徑為1.2～1.7m，每節(jié)長(zhǎng)1m，模板中心應(yīng)與樁中心準(zhǔn)確對(duì)正，并支設(shè)牢固。第一節(jié)砼護(hù)壁澆注應(yīng)高出井沿30cm，厚度同護(hù)壁，以保護(hù)井口和防止物體滑落井內(nèi)傷人。

護(hù)壁砼的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于C15，并應(yīng)摻加適量的早強(qiáng)強(qiáng)劑，砼塌落度控制在7～9cm。砼通過(guò)模板上沿與護(hù)壁的10cm間隙填入，用鋼釬插搗配合手捶擊模板搗實(shí)。

人工挖孔應(yīng)確保每節(jié)護(hù)壁砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度、厚度、同心度、直徑及垂直度符合要求。護(hù)壁澆灌24小時(shí)后方可拆除模板。石質(zhì)地段坑壁穩(wěn)定時(shí)，可不進(jìn)行護(hù)壁。

4.3灌注樁內(nèi)混凝土

樁孔挖成并報(bào)驗(yàn)后，即要安設(shè)鋼筋籠，澆灌砼。當(dāng)孔底及孔壁滲入的地下水上升速度較小時(shí)（參考值小于6mm/min）可采用在空氣中灌注砼樁的方法，砼塌落度7～9cm為宜。砼可在導(dǎo)管中自由墜落，導(dǎo)管應(yīng)對(duì)準(zhǔn)中心。管口與砼距離不得大于2m，開(kāi)始灌注時(shí)孔底水深不宜大于5cm，灌注砼的速度應(yīng)盡可能快，使砼對(duì)孔壁的壓力大于滲水壓力，以防水滲入孔內(nèi)。距樁頂?shù)撞?m以下灌注的砼，可依靠自由跌搗實(shí)，在此線以上灌注的砼應(yīng)用振搗搗實(shí)。砼塌落度控制在3～5cm。

5安全保證措施

所有井下作業(yè)人員必須佩帶安全帽，且每次井下作業(yè)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)3h，應(yīng)實(shí)行輪換下井作業(yè)，以保證井下作業(yè)人員的安全和效率。在井下作業(yè)3m以下必須有通風(fēng)設(shè)施。井口處要比周圍2m范圍高50cm，棄土要放在5m以外。井下照明采用礦燈和36V安全電壓照明。火藥爆破后，必須對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)排煙，經(jīng)檢查煙霧排凈后，要派有經(jīng)驗(yàn)的爆破人員須先下井檢查有無(wú)瞎炮，當(dāng)確認(rèn)無(wú)瞎炮后應(yīng)向挖孔作業(yè)工長(zhǎng)簽證交接，挖孔人員方可下井。下井后應(yīng)先清除護(hù)壁上的濺泥土和石渣，并進(jìn)一步檢查護(hù)壁的受損情況，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)行下一道工序作業(yè)。爆破后洞內(nèi)煙塵排完，鼓風(fēng)機(jī)再繼續(xù)送風(fēng)，檢查無(wú)異味，方可下井作業(yè)。井內(nèi)吊運(yùn)土方或物料時(shí)，應(yīng)采用穩(wěn)定性好的雙耳圓形吊籃，吊籃吊繩要三點(diǎn)綁扎，以防止吊籃傾翻。起吊時(shí)應(yīng)保持垂直平穩(wěn)、不準(zhǔn)斜吊、過(guò)急和晃動(dòng)，以免落物傷人。上料不得超過(guò)吊筐容積的80％。

井下作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)注意井內(nèi)的各種變化情況，如地下水、流砂、流泥、塌方、井圈護(hù)壁變形、有害氣體、不明物等，發(fā)現(xiàn)情況要及時(shí)撤離和上報(bào)項(xiàng)目管理人員。每工作班至少檢查2次安全設(shè)施。

禁止孔內(nèi)邊抽水邊作業(yè)和夜間挖孔作業(yè)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用人工挖孔法進(jìn)行部分特殊地質(zhì)路段的樁基施工，在某種程度上而言，還是比較科學(xué)合理的。雖然，在最近幾年整個(gè)廣東省內(nèi)高速公路工程的建設(shè)中，我們?cè)诖罅Φ爻珜?dǎo)機(jī)械化施工，但是，對(duì)于一些好的傳統(tǒng)作業(yè)方式，諸如像人工挖孔法這樣的施工方案，我們也不能盲目地、一昧地予以摒棄，相反地，有的時(shí)候我們更應(yīng)該好好地懂得保留，懂得為我們所利用，這樣，才是從科學(xué)的角度來(lái)選擇合理的施工方案。

參考文獻(xiàn)

[1]《橋梁工程》，人民交通出版社出版.

[2]《交通土建工程爆破工程師手冊(cè)》張志毅、王中黔主編，人民交通出版社出版.