人工挖孔作業樁基施工應用探討

方俊豐

（廣東）

1 工程實例

某高速公路路基標，共有中橋4座，橋長在20～60m之間水等，下部結構為柱式墩臺，基礎全部采用φ1.0～1.3m鉆孔灌注樁基礎。該地地質情況較好，地層組成較為簡單，大部分地表僅有1~2m為土質復蓋層，其下均為花崗巖及風化巖；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，對砼沒有腐蝕性，且土層密實。為確保工程質量、加快樁基礎施工進度和降低成本，經多方分析論證，對中橋設計大部分較短的樁基礎采用了人工挖孔法予以施工，其巖層的開挖采用微差控制爆破方法進行設計與施工，從而達到了較為理想的效果。

2 工藝特點

2.1 挖孔施工的優點：具有機具簡單、技術含量不高，易于適時的過程控制和造價低的特點；易于進行持力層地質狀況鑒別和孔底沉渣控制，成孔直觀，砼灌注質量易控制，有利于成樁質量的保證。必要時樁底可做成擴大頭以增加單樁承載力；可不受設備限制，而多個挖孔樁同時開始，作業點多，施工工期短；適用于山區場地狹隘，地勢崎嶇不平及軟基地段或地質復雜等施工環境惡劣條件下進行施工，且在施工中對水、電需求量較小，有利于條件落后地區施工；它還具有排土少，無泥漿污染、無噪音和無震動，對周圍建筑物無易造成影響等環保特點。

2.2 挖孔施工的缺點：不適于地下水豐富、樁長超過25m或有流塑狀泥、砂及溶巖地區的施工；人工勞動強度大、作業環境差、危險性高，容易出現安全事故；工作面廣，交叉作業多，管理者要合理組織，精心策劃方能充分發揮挖孔樁的優勢，對管理人員素質要求高。

3 準備工作

平整施工場地，清理地面亂石、雜草，測量放樣出樁位中心的準確位置，施測十字線，放好穩定牢固護樁；在孔口的四周挖排水溝，搭設好孔口活動雨棚，做好防排水工作；安裝電動或手動卷揚提升設備；布置好出渣道路；合理堆放材料和機具，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架或用砼予以圍護，其高度應高出原地面20cm~30cm，防止土、石、雜物落入孔內傷人。

4 技術要點

4.1 人工挖孔

土質、砂礫層由人工從上向下逐層開挖，每節開挖高度為1.0~1.2m，主要采用鎬、鍬，先挖中間后挖四周，每節上部直徑為1.4m,下部為1.6m，棄渣裝入吊籃或吊桶內，用卷揚機提升至孔外。挖掘時，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，對于粒徑度較大的漂石可用鋼釬錘破碎，必要時用風鉆在其中心打眼，予以爆破。

對于巖層開挖，根據井巷掘進原理及以往類似工程施工經驗，要采取爆破作業，本工程炮眼設計采用中心掏槽眼、輔助眼、周邊眼相結合的布孔方法，利用多個段別毫秒雷管實現微差控制爆破。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。軟質巖層孔深不超過90cm，硬質巖石孔深不超過50cm，根據巖石軟硬度每個孔點內裝1/3~1/2藥量，頂部裝粘土封嚴，防止跑氣，嚴格控制裝藥量，以松動爆破為主。一般中間炮眼裝銷銨炸藥1~2卷，邊眼裝藥不超過1卷，有水眼孔要用防水炸藥或用膠袋密封。

橋樁凈徑加護壁1.3～1.8m，設計爆破斷面面積 S=1.57～2.07m2,中心眼：4個，孔深 0.9米，藥量Q0=350g/孔周邊眼：孔數13個，孔深0.9m，藥量 Q0=250g/孔，總藥量 Q=4.65kg/m3，設計爆破功效=π=0.8，活環進尺0.72m，實際單耗=q實=3.66kg/m3為防止孔樁底部水導致炸藥失效，本設計炸藥采用防水性能好的乳膠炸藥。爆破網路采用單孔樁內大串聯的方法施爆，起爆源使用MFB-200型起爆器。

4.2 澆筑砼護壁

為防止塌孔，在下挖1.2~1.5m后應停止開挖，在孔中間架設圓形外模，上口內直徑為1.0～1.5m，下口內直徑為1.2～1.7m，每節長1m，模板中心應與樁中心準確對正，并支設牢固。第一節砼護壁澆注應高出井沿30cm，厚度同護壁，以保護井口和防止物體滑落井內傷人。

護壁砼的標號不應低于C15，并應摻加適量的早強強劑，砼塌落度控制在7～9cm。砼通過模板上沿與護壁的10cm間隙填入，用鋼釬插搗配合手捶擊模板搗實。

人工挖孔應確保每節護壁砼設計強度、厚度、同心度、直徑及垂直度符合要求。護壁澆灌24小時后方可拆除模板。石質地段坑壁穩定時，可不進行護壁。

4.3 灌注砼

樁孔挖成并報驗后，即要安設鋼筋籠，澆灌砼。當孔底及孔壁滲入的地下水上升速度較小時（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。砼可在導管中自由墜落，導管應對準中心。管口與砼距離不得大于2m，開始灌注時孔底水深不宜大于5cm，灌注砼的速度應盡可能快，使砼對孔壁的壓力大于滲水壓力，以防水滲入孔內。距樁頂底部2m以下灌注的砼，可依靠自由跌搗實，在此線以上灌注的砼應用振搗搗實。砼塌落度控制在3～5cm。

5 安全措施

5.1 孔口圍護措施

孔口四周必須澆筑砼護圈，并在護圈上設置圍欄圍護，圍欄應高出地面1.2米，圍欄應采用鋼筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周1米范圍內。

5.2 防護壁坍塌措施

每節樁孔挖完后立即支護壁模板，澆筑護壁砼，一般情況下24H后方可拆除護壁砼，護壁可加配適量鋼筋，上下護壁要有鋼筋拉結，避免某段護壁出現流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現象，上下護壁間搭接長度不小于50mm。樁底如果設計要求擴底，若擴底高度超過2米，擴底部分應分段做護壁，防止擴底部分坍塌。

5.3 孔中防毒措施

地下特殊土層中往往含有CO2,SO2,H2S或其他有毒氣體，故每次下孔前，必須對樁孔內氣體進行抽樣檢測（可用快速檢測管），發現有毒氣體含量超過允許值時，應將有害氣體清除至化學毒物最低允許濃度衛生標準，并采用足夠的安全衛生防范措施，如設置專門設備向孔內通風換氣，通風量不少于25L/S，以防止急性中毒事故發生。

5.4 防觸電措施

施工現場一切電源、電路的安裝、拆除必須由持證電工操作，施工現場電源、線路按“三相五線制”，TN-S系統要求布置，并按“三級配電”，“二級漏電”分級分段保護，各孔井用電必須分閘，嚴禁一閘多孔和一閘多用，必須一機一閘一漏一箱進行敷設，孔上電線電纜必須架空20米以上，孔內電線電纜必須采用護套等有防磨損，防潮，防斷等保護措施，空中操作工應戴工作手套，腳穿絕緣膠鞋，配電箱應有嚴密的防雨措施，安裝位置合適，安裝牢固。

6 結束語

綜上所述，對于氣候干旱，地下水位低，且地質不太復雜的地質條件，采用人工挖孔作業法進行樁基施工顯然是再合適不過的優選方案了，只要作好孔口和孔壁的支護、防滲工作，充分利用豐富的人力資源，使用簡單的器重設備，并做好安全措施，用挖孔法施工是十分快速有效的。從實踐中可看出，許多施工單位在施工中根據地質條件，用挖孔代替鉆孔施工，均取得了良好的經濟效益，

[1]嚴同運.人工挖孔樁有關問題的幾點看法[N].廣東建設報;2000年.

[2]柏傲冬.挖孔樁施工及設計中的一些問題[J].四川建筑科學研究;1995年02期.