超深人工挖孔樁施工技術

周利君 胡寶生

人工挖孔樁具有施工工藝簡單、施工過程直觀、工程造價相對較低、工程質量容易控制等特點，因而在公路、鐵路、房屋建筑等深基礎中為首選施工工藝，但在目前工程實踐中，主要受地下水位、樁孔直徑、地質條件等的影響，人工挖孔樁適用范圍還是比較受限制。在現行行業標準 JGJ 94-94建筑樁基技術規范中規定了挖孔樁孔深不宜大于40m，但是在溪洛渡水電站進場道路某大橋 3號，4號橋墩樁基工程施工中，我們進行了 50m～55m的超深人工挖孔樁施工，現將該橋樁基施工工程及采用的技術措施整理如下。

1 工程概況

1.1 設計概況

該工程場區位于西南重丘陵地區，橋兩端為陡峭山坡，3號、4號橋墩位于山谷間，跨一季節性小河。場區內地下水埋藏較深，地質鉆探未見地下水。3號、4號橋墩下設計 φ2 200mm大直徑嵌巖樁各 5根，設計有效樁長 50m～55m不等，并要求樁端嵌于同一風化巖4.4m，樁頂標高位于地面以下-3.5m。實際成孔深度49m～54m不等，共有7根樁深度超過50m。

1.2 場地地質條件

場地內地層大致分為以下幾層:①坡積層:層底深度1.5m～2.0m。②粘性土:層厚 8m～15m。③碎石土:為砂巖、粘土、粗砂碎石混雜，碎石粒徑為5 cm～10 cm，含量約40%，層厚7 m～13m。③1強風化砂巖夾泥巖:褐黃色、強風化，層厚 13m～18m。④砂巖:褐黃色，堅硬、中風化，層厚 10m～15m。第④層為樁基設計持力層。

2 施工技術

2.1 挖孔順序

根據相關要求凡遇相鄰樁間距小于2倍樁身直徑，采用間隔樁施工，且后施工樁開挖前，先施工的樁應已澆筑混凝土且滿足強度要求。根據此要求，該橋的 3號、4號墩樁基采用對角線開挖。

2.2 挖孔樁施工工藝

施工工藝流程見圖 1，圖 2。

2.3 掘進

1)每個樁孔由一個固定的小組負責施工，每個小組 5個人，其中負責開挖的 2個、負責提升設備的 1個，負責出碴的2個。每個小組配備對講機隨時保持井上和井下的聯系。2)孔內碴土和小型機具材料的運輸采用提升架提升，護壁采用內八字搭接，搭接長度不小于50mm，護壁分節長度視地質情況變化，一般地段分節長度為 1m。護壁模板采用工具式鋼模板，模板間用插銷連接。3)當孔內遇有堅石須爆破時，采用淺眼爆破，嚴格控制炸藥量，并在炮眼附近加強支撐和護壁，防止振塌護壁，開挖至設計標高0.5m范圍嚴禁爆破;炸藥采用防水炸藥，雷管為電雷管。4)在孔樁開挖時根據需要在孔壁處安設抽水管道、通風管道和照明線路等管線。5)挖孔達到設計深度后，進行孔底處理，做到平整，無松渣、污泥及沉淀等軟層，并上報監理工程師復查認可后方可進行下道工序。6)當孔深超過10m后，在孔內設置應急軟爬梯，供突發事件時人員上下使用。

2.4 鋼筋籠加工

鋼筋籠采用孔外分段制作，采用QY 25Z汽車吊分段吊裝入孔，在孔口焊接成整體;鋼筋籠安放要控制好其垂直度和平面位置，垂直度偏差不大于1%，平面位移小于5 cm。

2.5 混凝土施工

2.5.1 澆灌樁芯混凝土前的準備工作

1)堵漏和積水的排除，澆混凝土前及時將混凝土護壁上出現的滲漏處堵塞，然后將井內積水抽干，保證樁芯混凝土質量;堵漏的原則，大面積堵成小面積的、小面積堵成點漏而最后全部堵塞。2)溜斗、溜槽和串筒的準備:當井內無水或水量小時，采用串筒法灌注混凝土，混凝土經過串筒而達到澆筑面，其自由落下的高度不宜大于2m。

2.5.2 樁芯混凝土的施工

1)樁芯混凝土振搗，由井下操作人員用插入式振動器分層振搗密實混凝土，前層厚度不超過 50 cm，插入形式為垂直式。插點間距約40 cm～50 cm，并且做到“快插慢拔”，不得漏振。

2)每個樁的樁芯混凝土必須一次連續澆搗完畢，不留設施工縫，交接班間隙不超過 2 h，以防止出現斷樁的現象。

3)注意控制樁芯混凝土的樁頂高程，以免造成樁芯混凝土澆筑過高(但必須高出設計樁頂標高3 cm左右、在上部結構混凝土施工前把樁頂浮漿鑿掉)。如樁頂浮漿等過多時，先將樁頂浮漿鑿去，再用坍落度小的混凝土澆筑。

4)每根樁芯混凝土做試件一組，并確定每工作臺班不少于一組。

3 安全施工技術措施

3.1 孔口圍護措施

在孔口四周澆筑混凝土護圈，并設置圍欄圍護;混凝土護圈高出地面0.3m，圍欄高出地面0.8m。挖出的碴土及時運至臨時堆土場，不得堆放在孔口四周 1m范圍內，混凝土護圈上不得放置工具和站人。孔內作業人員必須戴安全帽;孔樁不施工時用鋼筋網片將孔口封閉，孔樁開挖時在距開挖面 2.5m以上設置鋼筋網片以防止落物傷人。

3.2 孔中防毒及通風措施

當樁孔開挖深度大于5m時，給樁孔內送風，開工前送風時間不得少于10min，孔深超過10m時，恒定送風量不宜少于25 L/s。在巖層段采用爆破作業，每次爆破后通風時間不少于25min，炮煙散盡并探測安全后，才可下井作業。樁孔內的抽水及通風設備均采用雙回路電源，以保證不斷電。孔井內作業人員應勤輪換，連續作業時間不宜超過 2 h，以防止疲勞或缺氧引發安全事故。

3.3 防觸電措施

本工程孔井內照明采用 12 V以下安全電壓，照明燈具采用100W以上的防爆帶罩燈泡。用電設備嚴格接地或接零保護且安裝漏電保護器，各樁孔用電分閘設置，保證一閘一用。孔井地表的電纜架空保證1.5m以上，避免拖地相埋壓土中，樁孔內電纜、電線均采用護套等有防磨損、防潮、防斷等保護措施。孔井內的施工作業人員均佩戴工作手套，穿絕緣膠鞋。

3.4 防止孔壁涌水措施

因本工程樁基間距小于 10m，按照相關要求，當相鄰樁正在澆灌混凝土或樁孔積水很深時，要考慮對正在挖孔樁的危險影響，一般應暫停施工，人不準下孔。

4 取得的效果

本工程采用人工挖孔樁具有以下優點:1)工期短。因受工作面限制，如采用鉆孔樁只能上兩臺沖擊反循環鉆機，工期需6個月，人工挖孔樁工期為 4個月。2)質量控制好。因本工程地質條件比較復雜，鉆機成孔過程中可能發生卡鉆、埋鉆等事故;而人工挖孔樁工藝流程直觀，質量易于控制，對孔內的地質條件易于辨別并采取相應措施，不留工程隱患。3)造價低。經比較鉆孔樁成孔比人工挖孔工程造價高 30%。4)靈活性好。采用鉆機施工，因設備運輸受地形等條件的影響較大，靈活性差;而本工程的樁基位于溝谷間，地形條件不好，采用人工挖孔樁由于只需一些小型機具，正好適用該類工程的施工。

[1] JGJ 94-2000，建筑樁基技術規范[S].

[2] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

[3] GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范[S].

[4] JGJ 146-2004，建筑施工現場環境與衛生標準[S].

[5] GY 206-1996，人工成孔灌注樁施工工藝標準[S].

[6] JTJ 073-96，公路養護技術規范[S].

[7] TB 10414-2003，鐵路砼與砌體施工質量驗收標準[S].