淺談橋梁工程中的人工挖孔樁技術(shù)

摘要：基于多年的路橋施工經(jīng)驗(yàn)，文章簡(jiǎn)述了人工挖孔樁的施工特點(diǎn)，并詳細(xì)分析了人工挖孔樁技術(shù)在橋梁工程中的施工工藝及質(zhì)量、安全控制要點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程 人工挖孔樁 施工

人工挖孔樁是一種歷史較長(zhǎng)但不斷發(fā)展的施工手段，在其施工時(shí)，不需要采用大型機(jī)械設(shè)備，而且操作工藝也非常簡(jiǎn)單，單樁承栽力高，可直接檢查樁外形尺寸和持力層情況，受力性能可靠，抗震能力強(qiáng)。挖孔樁技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周圍原有建筑影響小，比較適用于狹窄場(chǎng)地，如大型橋梁、鐵路的既有線路旁進(jìn)行復(fù)線施工，而這也是較多橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的共同特點(diǎn)，因而人工挖孔樁在公路橋梁施工中得到廣泛的應(yīng)用，是一種經(jīng)濟(jì)適用的施工方式。

1 人工挖孔樁的施工特點(diǎn)

1.1 施工工藝和設(shè)備只有護(hù)筒、套筒或簡(jiǎn)單的模板，以及簡(jiǎn)單起吊設(shè)備，必要時(shí)設(shè)置潛水泵等備用，比較簡(jiǎn)單。施工時(shí)，自上而下，人工或機(jī)械開挖。

1.2 由于護(hù)筒內(nèi)挖土方量甚小，進(jìn)尺比鉆孔施工快，而且無需大型設(shè)備如鉆機(jī)等，容易多孔平行施工，加快施工進(jìn)度。

1.3 質(zhì)量好不卡鉆，不斷樁，不塌孔絕大多數(shù)情況下無需澆筑水下混凝土，樁底無沉淀浮泥；易于擴(kuò)大樁尖，提高樁身支承力。

1.4 無噪音、無振動(dòng)等公害，不存在施工擾民情況。

1.5 在橋樁施工時(shí)，特別是單橋施工時(shí)，很多情況下樁數(shù)不多，樁基部分工程量不大，從施工條件和經(jīng)濟(jì)成本方面考慮，不宜于更多的鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)作業(yè)同時(shí)施工。而少量鉆機(jī)施工，容易受機(jī)械故障、孔內(nèi)事故的影響延誤工期。橋樁鉆進(jìn)經(jīng)常要穿透一定厚度的卵石層、巖層，鉆進(jìn)工藝與地層情況的適應(yīng)程度，影響鉆進(jìn)時(shí)效的提高，進(jìn)而使生產(chǎn)成本產(chǎn)生波動(dòng)。而人工挖孔受場(chǎng)地條件和巖層變化的影響最小，可以在生產(chǎn)成本穩(wěn)定的條件下，最大限度地提高生產(chǎn)效率，相應(yīng)提高經(jīng)濟(jì)效益。尤其在掘進(jìn)中弱風(fēng)化巖層時(shí)，其優(yōu)勢(shì)更加突出。

2 施工準(zhǔn)備

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)要求進(jìn)行放樣；根據(jù)已有測(cè)量標(biāo)識(shí)，測(cè)放控制點(diǎn)、樁井中心點(diǎn)，并測(cè)設(shè)輔助樁位。測(cè)量過程中依據(jù)地形、周圍環(huán)境、氣候等條件，有針對(duì)性的預(yù)防高空墜落、物體打擊等傷害；樁孔開挖工作，均要借助卷揚(yáng)及附屬設(shè)施來完成。因此要提前準(zhǔn)備卷揚(yáng)及附屬設(shè)施。卷揚(yáng)及附屬設(shè)施主要由提升架、卷揚(yáng)機(jī)、鋼筋繩、滑輪、料桶等組成；為了保證井架有足夠強(qiáng)度，井架采用鋼管或型鋼焊接。架體底座與孔口平臺(tái)基礎(chǔ)接觸平穩(wěn)，并與在砼澆筑過程中預(yù)埋的插筋連接牢固，并搞好配重，防止傾覆、垮塌。

3 樁孔定位和成孔質(zhì)量控制

在施工過程樁孔開挖前應(yīng)由土建施工單位測(cè)放出基礎(chǔ)底板軸線，然后由測(cè)量人員根據(jù)建設(shè)方提供的基礎(chǔ)平面圖及控制坐標(biāo)，用激光全站儀進(jìn)行復(fù)核無誤后，方可進(jìn)行正式開挖。然后再測(cè)放出抗浮樁樁位。

挖孔時(shí)，首先在樁位處，下挖1.5米左右，然后立模灌注鎖口及與鎖口相連的第一節(jié)護(hù)壁，當(dāng)護(hù)壁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％后，方可拆除模板，進(jìn)行下節(jié)樁孔開挖并施工護(hù)壁，如此循環(huán)進(jìn)行，直至挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高。每次循環(huán)進(jìn)尺不得大于1.0m。當(dāng)圍巖破碎或有較大滲水時(shí)，分段長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)變短，挖孔樁的孔壁必須全部進(jìn)行混凝土護(hù)壁，厚度不小于10厘米。護(hù)壁模板采用三瓣式鋼模，混凝土使用卷揚(yáng)機(jī)送至孔底，振動(dòng)棒振搗密實(shí)。為了避免坍孔，在挖孔過程中每挖掘一段應(yīng)及時(shí)施工護(hù)壁，不得中途停頓。在挖孔過程中，須經(jīng)常檢查樁孔尺寸和平面位置，孔位偏移不得大于5厘米，孔的中軸線偏斜不得大于孔深的0.5％，尺寸必須滿足設(shè)計(jì)要求。

挖孔時(shí)，當(dāng)滲水量不大時(shí)，用鐵皮桶盛水，由卷揚(yáng)機(jī)提引排水，當(dāng)滲水量大時(shí)，通過潛水泵及時(shí)將孔內(nèi)滲水排除；挖孔遇到滲水量較大的潛水層承壓水時(shí)，采用灌注水泥漿液的辦法進(jìn)行封閉防滲處理；挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)進(jìn)行孔底處理。必須做到孔底平整、無松渣、污泥等雜物。開挖過程中應(yīng)經(jīng)常檢查，了解地質(zhì)情況，并畫出地質(zhì)柱狀圖。若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)資料不符，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理工程師采取相應(yīng)的措施。

4 護(hù)壁

挖孔樁可采用鋼筋砼護(hù)壁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)與樁身同等級(jí)。護(hù)壁混凝土鋼筋的布置要按照施工圖紙嚴(yán)格執(zhí)行。護(hù)壁的厚度宜為15厘米。而且護(hù)壁砼拌制、砼的運(yùn)輸作業(yè)安全要符合國(guó)家相關(guān)安全管理要求。另外，護(hù)壁砼澆筑前，先安裝護(hù)壁模板，檢測(cè)合格后，砼要采取人工卷揚(yáng)吊運(yùn)到澆筑部位，選用人工入倉(cāng)振搗密實(shí)，為了避免高空墜物打擊，孔內(nèi)操作人員要思想集中。砼澆筑24h后方可進(jìn)行模板的拆除。為了防止坍塌，當(dāng)發(fā)現(xiàn)護(hù)壁有滲漏、蜂窩現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)強(qiáng)。

5 鋼筋籠的制作和安裝

5.1 鋼筋籠的制作 鋼筋籠制作采用箍筋成型法，按設(shè)計(jì)圖紙制作加強(qiáng)箍筋后，在加強(qiáng)箍筋內(nèi)將主筋位置作上記號(hào)，依次焊牢，然后再焊(或綁扎)其它箍筋和加強(qiáng)箍筋，采用單面焊接時(shí)搭接長(zhǎng)度大于10天，采用雙面搭接焊接時(shí)搭接長(zhǎng)度大于5天。為了控制孔壁與鋼筋籠保護(hù)層厚度，鋼筋籠每隔2米處于同一截面對(duì)稱設(shè)置四個(gè)鋼筋“耳環(huán)”，耳環(huán)鋼筋直徑為16厘米。

5.2 鋼筋籠的安裝 鋼筋籠安裝時(shí)，要利用吊車，起吊鋼筋籠時(shí)，吊點(diǎn)設(shè)在加強(qiáng)箍筋處。鋼筋籠采用整節(jié)入孔。緊貼加強(qiáng)鋼筋內(nèi)側(cè)按照等邊三角形設(shè)置超聲波檢測(cè)管3根，設(shè)置范圍為頂部伸出樁頂50厘米，下至樁底。鋼筋籠入孔后使其定位牢固，在灌注水下混凝土過程中鋼筋籠不會(huì)下落或被混凝土頂托上升。控制鋼筋籠人孔定位標(biāo)高，并使鋼筋籠底部處于懸吊狀態(tài)，然后灌注水下混凝土。

6 混凝土灌注

為了保證樁體砼的質(zhì)量，混凝土灌注前先排除積水，把井內(nèi)積水抽干。用串筒法灌注砼，串筒末端距孔底高度不宜大于2米，宜采用插入式振搗器振實(shí)砼，如果滲水量過大，則應(yīng)采用導(dǎo)管法在水下灌注。

每盤砼的拌和時(shí)間不得少于90s。開始攪拌時(shí)必須做一次坍落度檢測(cè)，調(diào)整好流動(dòng)性，使其具有較好的粘聚性，為了方便指導(dǎo)砼配合比的調(diào)整，灌注時(shí)做坍落度損失的觀察，拌和好的砼應(yīng)立即使用，有離析現(xiàn)象的嚴(yán)禁灌入樁孔；混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，由質(zhì)檢員檢驗(yàn)其坍落度，合格后方可開始澆灌。在進(jìn)行樁芯混凝土澆筑時(shí)，串桶底距樁底混凝土澆筑面不應(yīng)大于1.5米，隨著混凝土表面不斷上升應(yīng)逐步減少串桶數(shù)量。

為了保證樁身混凝土澆筑的密實(shí)性，一般采用串流筒下料及分層振搗澆筑的方法，其中的澆筑速度是關(guān)鍵，必須在最短的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)樁身混凝土澆筑，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，采用高頻插入式振動(dòng)器分層搗振。整個(gè)樁芯混凝土通過連續(xù)澆筑完成，不留施工縫。特別是在有地下壓力水情況時(shí)，為了領(lǐng)先混凝土自身重量壓住水流的滲入，要求集中足夠的混凝土短時(shí)間澆入。對(duì)于深度大于10米的樁身下線，可依靠混凝土自身的落差形成的沖擊力及混凝土自身的重量的壓力面使其密實(shí)，這部分混凝土即可不用振搗。

7 成樁質(zhì)量檢驗(yàn)

施工單位必須逐樁做好施工記錄，連同混凝土試件試驗(yàn)報(bào)告等資料，及時(shí)提交有關(guān)部門檢查和驗(yàn)收。對(duì)施工完畢，混凝土已達(dá)齡期的樁，均應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)；檢測(cè)樁的數(shù)量、位置和方法，由設(shè)計(jì)單位會(huì)同建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位和質(zhì)監(jiān)部門按有關(guān)規(guī)定共同確定。所有樁必須經(jīng)質(zhì)檢驗(yàn)收認(rèn)可，才能進(jìn)行樁承臺(tái)等下道工序的施工。

8 結(jié)束語

人工挖孔樁是一種施工方便、投資省、速度快、承載力大的基礎(chǔ)工程技術(shù)。但是施工時(shí)必須要注意安全設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制，施工過程中要嚴(yán)格遵循施工程序，加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)，做好安全防護(hù)，以保證施工質(zhì)量和安全。

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