挖孔樁的施工質量控制措施

王 宏，游選成，毛穗豐

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

挖孔灌注樁是采用人力和適當爆破，配合簡單的機具設備下井挖掘成孔，澆筑混凝土成樁，適宜于丘陵、山區、干旱少雨黃土地區，無水或較少地下水的密實土層、巖層。正?？讖?0～300cm，孔深不大于25m(土層穩定可適當超深)。當孔深超過15m時應加強通風，土層中有害氣體超標時禁用;透水、淤泥層較厚不宜使用。挖孔灌注樁相對于鉆孔灌注樁而言具有機械設備投入簡單、施工進度快、無污染、成孔質量可直觀檢查、成樁質量容易保證等優點，在交通工程樁基礎施工中得到了較為廣泛使用。筆者結合某新建公路高架橋基礎工程施工實踐探討如何進行人工挖孔灌注樁的施工質量控制。

2 工程概況

某公路采用全長582m的高架橋跨越50m寬的河流和農田，橋梁上部結構為19～30m預應力混凝土T形梁，先簡支后連續結構;橋梁下部結構為雙柱式橋墩，橋墩基礎為1.2m、1.5m、1.8m、2.0m 不同直徑的樁基，樁為長約20m左右的嵌巖樁。

橋梁跨越的河流為季節性河流，枯期河水干枯無水，全橋兩個墩位于河谷中，其余橋墩均位于陸地上。地勘成果表明從樁頂以下0～0.4m為耕植土，淺灰色，松散稍濕，含有機質，見植物根系;0.4～1.9m為亞黏土層，淺灰黃色，硬可塑，具網紋狀;1.9～4.0m為砂卵石層，淺灰黃色，中密飽和，礫石含量為50%～70%，以粒徑3～4cm為主，大者達7cm，呈渾圓狀;4.0～7.1m為強風化鈣質泥巖，淺灰色，裂隙極為發育，巖質較軟;7.1m以下為中風化鈣質泥巖，深灰色，裂隙較發育，巖石較完整，巖質較軟。

3 挖孔樁方案的確定

考慮樁基需穿過砂卵石透水層，橋梁設計樁基均為鉆孔樁。鑒于橋梁絕大部分樁位于陸地上，且跨越河流為季節性河流，枯水期河水干涸無水，地勘資料顯示除砂卵石地層水量較大，其余地層無水或少水，具備挖孔樁施工作業條件。綜合考慮下述4方面情況，確定施工采用挖孔灌注樁的施工工藝。

(1)挖孔灌注樁設備投入少，施工方便，樁基成孔費用低，采用混凝土護壁能有效攔截砂卵石地層地下水，確保施工安全及質量。

(2)挖孔灌注樁施工作業面多，可同時進行開挖，較鉆孔樁成孔時間短。

(3)挖孔灌注樁挖孔時可以準確判斷樁基的地質情況，確定終孔標高和入巖深度。樁底沉渣用人工清理更徹底，樁底與巖層結合效果更好。

(4)挖孔灌注樁采用普通混凝土灌注，水泥用量少，成本低，施工便捷，可避免斷樁事故的發生，成樁質量好。

4 挖孔樁施工

挖孔樁施工前，應根據橋墩布置及設計勘察資料仔細研究各樁位的具體情況，明確不同地層的厚度、性質，制定相應挖孔、護壁、混凝土澆筑方案和安全措施，準備相應設備、材料。

4.1 挖 孔

人工挖孔的各項工序及出渣方法等比較簡單，也易于操作。挖孔樁施工的4個控制要點如下:

(1)開挖方法。土層和砂卵石層可人工直接開挖成孔;相對較軟的強風化或中風化巖層可采用空壓機配合風鉆鑿除成孔;對較為堅硬巖石，可在井底采用淺眼松動爆破法進行施工，但距孔底50cm以內應停止爆破開挖而采用人工鑿除開挖，以防止因爆破對孔底巖層的擾動，影響基底承載力。本橋梁樁基從樁頂以下0～1.9m為亞黏土層，1.9～4.0m為卵石層，人工直接開挖成孔;從樁頂以下4.0～7.1m為強風化鈣質泥巖層，采用空壓機配合風鉆鑿除成孔;從樁頂以下7.1m以下為中風化鈣質泥巖層，巖體完整性好，采用淺眼松動爆破法成孔;距孔底50cm以內采用人工鑿除開挖成孔。

(2)降水措施。一般情況下，在人工挖孔過程中，開挖后會有不同程度的滲水，不利于挖孔和護壁施工，需采取措施降低地下水位。對河岸及陸地少水地段，地層滲水較小時可采用孔內降水方法降低地下水位，即在孔底挖一小坑用潛水泵抽排;地層滲水量較大時，同時開挖相鄰的幾個樁基，以加強降水效果。對河溝豐水地段，多孔開挖仍不能達到降水效果時，可采用孔邊開挖滲水池等孔外降水方法，滿足孔內降水及施工作業要求。本橋梁位于河谷中兩個橋墩樁基，同時開挖，并在樁位上游側及下游側開挖滲水池抽排;其余位于陸地上橋墩，采用相鄰幾個樁基同時開挖。降水效果良好。

(3)防止砂層護壁坍孔的措施。挖孔樁通過砂層，孔周砂石易隨滲水涌出形成流砂，出現坍孔，因此開挖進尺不宜大于50cm，并應及時采用鋼筋做骨架結合草袋或麻布等封堵，盡快澆筑混凝土護壁，條件許可時采用鋼筋混凝土護筒，邊挖孔邊下沉護筒，直至穿過流砂層。

(4)防止護壁漏水措施。護壁在通過流砂層等透水層時，若護壁混凝土不密實，就會造成孔壁的滲漏，甚至孔壁的坍塌，危及下挖施工安全，因此需確保護壁混凝土振搗密實，采用降水措施;對護壁出現漏水，應將孔壁漏水較為集中處的混凝土鑿掉，根據水量大小選擇尺寸相應的塑料管插入孔壁導流，將水引入水桶，再通過水泵抽排到孔外，有效地截斷水源，保證挖孔灌注樁的成樁質量。

4.2 護壁的施工

混凝土護壁施工方便、費用低、支護可靠，在挖孔樁護壁中廣泛使用。本橋梁樁基0～1.9m亞黏土較緊密，含水量較低，護壁的長度設為1m，樁基開挖1m即安裝護壁模板、澆筑護壁混凝土;1.9～4.0m卵石層，地下水豐富，容易出現流砂、坍孔等情況，護壁較為困難，樁基開挖0.3～0.5m即安裝護壁模板澆筑護壁混凝土。對部分流砂較多難以進尺的地層，采用孔內降水方案降低地下水位，沿孔壁安裝鋼筋骨架，用草袋或麻布等土工織物堵住流砂，清孔支模、澆筑護壁混凝土;4.0～7.1m強風化鈣質泥巖層，裂隙發育，孔壁巖石穩定性差，樁基開挖1m即安裝護壁模板、澆筑護壁混凝土;7.1m以下中風化鈣質泥巖層，巖體完整性好，成孔孔壁巖石穩定，不存在坍孔危險，不進行護壁。每節護壁均需用垂球校核樁孔中心位置，以保證樁身的豎直度。

4.3 樁身混凝土的澆注

挖孔樁基終孔后，對滲水量小于6mm/min的樁孔，正常做好孔壁滲水攔截，抽干孔內積水后，采用干澆法(即無水澆筑)進行普通混凝土灌注，需結合人工振搗，以確保樁基混凝土密實;對滲水量大于6mm/min或孔內積水始終大于10cm難以抽干的樁孔，應視作水下樁，需嚴格按澆筑水下混凝土要求澆注樁基。

5 結束語

在某公路高架橋挖孔樁施工中，孔內排水采用集水井抽排和小導管引流抽排，孔外降水采用相鄰多樁同時開挖降水以及孔外滲水池抽排降水，并對挖孔通過砂卵石層用鋼筋骨架結合草袋或麻布等土工織物堵塞流砂，較好地解決了挖孔樁通過砂卵石層發生坍孔及孔壁滲水的問題。僅用3個月就全部完成橋梁樁基，經小應變檢測全部為Ⅰ類樁。挖孔灌注樁在條件適宜的情況下更能保證成樁質量和工期進度，具有良好的經濟效益。

［1］交通部第一公路工程局.公路施工手冊 .橋涵［M］.北京:人民交通出版社，1991.

［2］路橋集團第一公路工程局.GTJ041－2000《公路橋梁施工技術規范》［S］.北京:人民交通出版社，2000.