挖孔樁在橋梁樁基礎施工中的應用

梁功全

中鐵七局集團第三工程有限公司，陜西 西安 710032

0 引言

目前在進行橋梁基礎的施工的時候，最為常見的基礎設計形式之一就及時樁基礎，樁基礎通常采用的方法是使用首先機械進行鉆孔，然后進行灌注混凝土的施工。但是如果根據地質及地下水情況的具體要求，有時候也可以采用有針對性地進行挖孔作業的方式，然后再進行灌注混凝土的施工作業[1]。

1 挖孔樁的優越性

在適當的地質條件以及地下水情況下挖孔樁有很多優點：1）挖孔樁經常會用于鉆孔樁施工過程當中出現的事故[1，2]；2）挖孔樁的質量更好，具體表現在不塌孔、不斷樁、不卡鉆，在大多數的情況下是不需要在水下澆注混凝土的，并且人工挖孔樁的樁底不會形成沉淀一類的物質，而且挖孔樁也十分容易形成擴大的挖孔樁樁尖，對挖孔樁樁身的承載力有了很大程度上的提高；3）相比較而言人工挖孔樁的成樁施工的施工速度更加快捷。特別是針對于巖層一類的地質，在此上做橋梁樁基礎， 挖孔的速度比鉆孔更快捷更方便，并且不需要其他的大型設備，增加了橋梁樁基礎完工的進度，節約了建造橋梁所有的時間；4）成本更低廉。挖孔樁的費用可以比灌注樁降低1/4作業；5）挖孔樁施工的工藝和施工設備要求比較少，施工工藝和設備十分簡單。人工挖孔樁的施工過程只需要用到的是最為簡單的模板進行支模，然后利用為簡單起吊設備進行吊裝。

2 人工挖孔樁在橋梁施工中的適用范圍

人工挖孔樁適用范圍為：適用于地下水位以下的填土、粉土、黏性土、風化巖層、中等密實度以上的砂土等，人工挖孔樁的持力層應該選擇在無軟弱持力層且微風化或者中等風化巖層，并且可以選擇在透水性較小的中密以上的礫石黏土層或碎石黏土上。

3 施工方法分類

1）孔口護筒法：常用語干旱的黃土地區，要求使用的地區要滿足土質較好、可以直立并且深度較淺的時候，在施工的過程正當中要特別注意的是防止表面或地面泥土、雜物等等滑落孔中；

2）全深護筒法：該方法是打入鋼護筒在筒內開挖，通常應用在軟弱的粘性土層或松散的砂層，最好能把護筒腳部深入到風化巖層或粘土層中（要求風化巖層或者粘土層不能夠透水的），如果護筒腳部深入到透水層中，并且護筒腳部在地下水位以下的時候，施工技術人員就應該在護筒腳部深入的施工工程中適當的配備合適的排水設備；

3）“梯套”一類的施工法：每挖深1米深左右的時候，就要求在人工挖空中放入一個截錐形模板，這個錐形模板要求是小孔孔徑的，混凝土護壁澆筑在錐形小孔孔徑模板與孔壁之間，之后就可以按常規施工方法進行施工。

4 挖孔樁的施工準備

1 ) 進行挖孔樁樁基礎的施工前，應該根據當地的地質和水文地質條件進行安全施工，采用因地制宜并且提高挖掘速度的原則，以此來選擇合適的孔壁支護類型；2 ) 首先要弄清人工挖孔樁的施工實際可能性，明確了解支承土或巖石的深度與性質，以及充分估計在挖孔樁施工過程中可能會遇到的各種困難；3 ) 選擇合適的挖孔樁樁基尺寸、采用合適的施工方法，并且采用設計中擬采用的容許承載力，樁基的沉降也需要考慮并驗算；4 ) 根據當地當時的實際情況對設計或施工方案進行有根據的必要的調整。

5 挖孔樁的施工過程

5.1 挖孔樁成孔的一般方法

挖孔樁施工過程的一般程序為：施工場地的平整→在施工場地中測放中線→進行排水溝的布置→定好挖孔樁的樁位→安裝提升的機械設備等等。

首先現場施工技術人員要設立空口架子，以此確定挖孔樁的位樁中心，然后工程技術人員在地面上畫出護壁外徑，完成這些工作之后就可以進行人工挖孔了。在進行人工挖孔的時候可以采用下列工具比如用鍬、鎬等等挖掘用的工具，如果需要挖孔挖到深入風化巖層的時候，我們就必須應用相應的配備鑿巖機了。在人工挖孔的時候要注意，一般每挖1m作用的時候就需要設置內模澆筑護壁混凝土了。如果當地的底層層是比較硬的，并且不會造成坍塌的時候，可以把挖掘深度加大到1.5m，而如果當地層松軟得時候可減小到0.8m～0.5m。在人工開挖的過程我們一般采用卷揚機等等設備來提升料斗出渣。在進行人工挖孔樁挖孔的時候，如果遇地下水滲入這種情況，并且影響到挖樁的時候，應該在樁孔底局部挖一積水坑，積水坑的深度為0.6m直徑0.8m，最后要使用潛水泵將積水抽出。

5.2 鋼筋籠的制作安裝

對于鋼筋籠的制作方法，我們進行現場制作，采用的連接方法是錐螺紋連接，對于深樁的鋼筋籠制作安裝而言，如果我們還采用現場預制鋼筋籠并且整體綁扎，然后將鋼筋籠整體綁扎之后吊入井下的話，這種整體綁扎鋼筋籠的方法顯然無法實現，因為起吊設備的高度是有限制的，這個時候我們就用過采用孔內綁扎的方式，具體做法為先在鉆孔的孔側壁上打上圓鋼，圓鋼的具體尺寸為直徑加20cm長30 cm的，然后我們放入主筋，隨之我們將依次的放入箍筋，鋼筋的綁扎順序是從下面往上面綁依次綁扎，這種綁扎的方式可以使鋼筋與側壁鋼的連接更加緊密，增加牢固性，最后現場施工技術人員要檢查各個樁軸線位置情況。

5.3 樁身混凝土的澆筑

人工挖孔樁所以的混凝土一般都采用機械攪拌，這是因為人工挖孔樁的混凝土使用量很大，有的時候在條件許可的情況下以采用商品混凝土為最佳，因為商品混凝土的性能更加穩定。在人工挖孔樁樁身澆注的時候，我們對人工挖孔樁樁身的密實度有一定的要求，為了保證混凝土澆筑的這一條件，我們施工過程中一般常采用的相應做法為：采用對混凝土分層澆注，澆注過程均勻振搗的方法，還有可以采用串筒下料的方法，在混凝土澆筑的時候施工不能停止或者間斷，施工人員和監理人員一定要把好關，這一過程當中要保證連續作業。此外在澆筑混凝土的速度也是十分關鍵的，現場施工工人和技術人員要在最為短的時間內澆注好樁身。對于混凝土的澆筑我們應該采用連續澆注的方式，并且在這一過程中藥采用分層澆筑的方法，并且要求下層混凝土初凝之前完成上層的澆注，保證混凝土分層的每層厚度都不要超過半米，并且要采用多臺振動棒同時作業。混凝土下料應該沿溜管直下，管口埋入混凝土內在10cm～20cm之間，以防混凝土飛濺，造成這種飛濺的原因是混凝土傾斜落下時候的高差，這混凝土澆筑方式還有其他一個優點，這就是防止混凝土的離析作用。對于混凝土配合比而言，除了要保證有混凝土自身具體足夠的強度之外，混凝土的配合比同樣需要滿足和易性和適宜的初凝時間。

6 結論

在人工挖孔樁施工的時候應該當根據當地的實際地質條件，充分做好各項組織工作，保證人工挖孔樁的施工質量以及施工過程中的安全問題[3]。

綜上所述，在無水或少水的土或巖石地層上采用人工挖孔樁進行施工, 特別是狹窄、高差大的場地上采用人工挖孔樁施工, 這種做法不僅能降低施工的成本,提高經濟效益, 而且還能縮短工期，提高施工工程質量。

[1]實用樁基工程手冊[M].2版.北京中國建筑工業出版社，2009.

[2]孫偉，徐友元.人工挖孔樁在復雜地層條件的成孔方法[J].江西建材2005(4)：58-56.

[3]張昊.人工挖孔樁施工常見問題及對策[J].市政技術，2005：(3)15，7-15.