人工挖孔樁基礎施工方法

付利軍，徐雙成

（山西省電力公司送變電工程公司，山西 太原 030006）

新疆與西北主網聯網750 kV第二通道線路工程16標段由山西省電力公司送變電工程公司負責施工，共有人工挖孔樁基礎8基，基礎型式為ZK1型，樁深13.6 m，樁全長14.6m，外露1m。樁直徑1.6 m，外護壁直徑為1.9 m。樁身及護壁混凝土強度等級為C30。

1 作業流程

1.1 作業（工序）流程圖

基礎施工包括路徑復測、分坑、平整基面及挖坑、基礎鋼筋安裝、澆制、養護、拆模板等，其流程如圖1所示。

圖1 人工挖孔樁基礎施工工藝流程圖

2 作業方法

2.1 現場準備

（1）挖孔樁施工應遵守《建筑樁基技術規范》的要求，并需符合設計圖紙，混凝土澆筑要求一次性完成。

（2）挖孔樁基礎適用于無地下水的硬塑狀土和巖石地質。施工前應有塔位詳細的巖土工程勘測報告，并制定可靠的安全施工措施。

（3）施工前應做好場地平整，做出有效的排水措施及安排好運土通道及設備等。

（4）根據設計圖紙規定進行分坑，建立樁位測量點。

（5）對土質情況有懷疑或首次施工時，應在樁位附近先進行試挖，完善成孔工藝。

（6）充分了解樁位的工程地質資料，對不良地質條件的對策應有準備。

（7）在全面開挖樁基前，選取與施工桿號地質條件相似的地方進行試挖，確保樁基一次成型。

2.2 護壁施工

2.2.1 基坑采取人工挖孔成型

根據設計圖紙要求，挖孔時必須同時設置做護壁，護壁混凝土的厚度為150 mm，混凝土強度等級與樁身相同。第一節護壁應高出地面150～200 mm，上下節搭接不小于50 mm，如圖2所示。

圖2 混凝土護壁示意圖

第一節挖深約1 m，澆鋼筋砼護壁，往下施工時以每節作為一個施工循環，一般土層中每節高度為1 m，如遇流砂區段每節高度小于500 mm，必要時下鋼護筒護壁，特殊地質下挖速度視護壁的安全情況而定。護壁模板采用工具式木模板（或鋼模板），模板由4塊組成。

樁孔采用挖一段，即澆筑一節護壁，拆模后再繼續掘進，最終形成的樁孔，護板必須在澆制24 h后方可拆除。

挖孔樁示意圖見圖3所示。

圖3 挖孔樁示意圖

2.2.2 開挖時若遇流砂，可采用以下措施

（1）護壁內插筋。沿上階護壁圈按@100插入準14筋，L=800，然后用稻草搓成條狀嵌入所插筋內，以阻止砂涌入樁孔，并隨即支好護壁模板，澆灌護壁砼。以上兩種措施均無效時，采用固定護壁鋼模板，確保樁芯設計斷面，同時樁孔斷面及垂直度采用每輪校核與修整。用5 mm厚鋼板按樁徑做成套圈吊入孔內，用沉井法掏挖孔內流砂，使鋼套圈均勻下沉，并逐輪焊接接長，直至穿過流砂層為止。

（2）減小每階高度，護壁高度由原來每階1m減至0.5或0.3m。

（3）凡樁護壁砼強度未達到75%前，嚴禁進行下一輪開挖。

2.2.3 開挖前，應在四周引出樁心控制點

用牢固的木樁標定，工程樁定位后，開始挖第一節樁孔土方。安裝第一節樁孔護壁模板時，必須用樁心點校正模板位置（由專人負責），支護牢固，并檢查護壁厚度及位置是否正確，質量符合要求后方能澆搗護壁。第一節護壁軸線偏差不大于2 cm，高出現場地面25 cm，壁厚比下面井壁厚度增加10～15 cm。當第一節護壁拆模后，應及時將中心軸線引到護壁上，作為控制樁心軸線的標準依據，并把標高引到護壁內，用以控制樁底的標高。井圈高出地面，以防止地表水在施工過程中進入井內。

2.3 開挖基坑

（1）根據基坑開挖尺寸線先挖出樣洞，深約300 mm，樣洞直徑比設計的基礎尺寸小30～50 mm，樣洞挖好后，應復測根開、對角線等尺寸，合格后再繼續開挖。

（2）基坑主柱挖掘過程中，為保證樁的垂直度，每挖3 m深，在坑中心吊一垂球檢查中心位置、垂直度及主柱直徑一次。樁位允許偏差±5 mm，垂直度允許偏差0.5%。挖孔作業采用人工逐層開挖，由人工逐層用鎬、鍬進行，遇堅硬土層用錘、釬或風鎬破碎，挖土次序為先挖中間部分后周邊，允許誤差為30 mm。

（3）挖土時，一般情況下，每層挖深1.0 m左右，及時用木模現澆砼護壁。每天進尺為一節，當天挖的孔樁當天澆筑完護壁砼。樁護壁上段豎向筋按設計要求（φ6.5@150）將鋼筋伸入下段護壁內，伸入長度不小于設計要求的長度。上下節護壁的搭接長度不得小于50 mm。

（4）每日開工前及樁孔開挖過程中，必須檢測孔內有無毒害氣體和缺氧現象，孔內施工時應采取可靠的通風設施，確保孔內作業時保持空氣清新，避免缺氧；當樁孔深超過10 m時，還應有專門向孔內送風的設備。

（5）施工過程中，孔口應有專人監護，孔內作業人員必須正確佩戴安全帽并系安全帶；孔口四周必須設置護欄，孔內設半邊井的安全網，并設特別可靠的救生軟梯；當暫停孔內作業時，孔口應用蓋板蓋好。坑孔內作業人員與地面監護人員之間應配備有效的通訊工具，確保隨時保持通信暢通。

（6）基坑開挖至距設計要求埋深尚有約50 mm時，在基坑底部釘出基坑中心樁，邊挖掘邊檢查尺寸，直至基坑周邊尺寸符合設計圖紙要求為止。基坑底部應預留約50 mm暫不挖掘，待清理基坑時再修整。

（7）基坑內提土應采用吊籃或吊桶，提升裝置及井架應有足夠的安全系數。提運方法應采用轆轤、三腳架或杠桿，以人力操作將土提運至坑口上方，再倒至距坑口不小于5 m遠的安全地帶。

（8）基坑施工的鏟、鎬等工具的把柄長度應限制在1 000 mm以下，視坑口直徑而定，以方便操作。

（9）掏挖基坑過程中如發現土質情況與設計不符或坑壁有塌方先兆時，應暫停挖掘，并報告工地技術負責人研究處理。

2.4 清理基坑

（1）清理基坑的任務是修理坑壁及清除坑底未挖掘的部分，基坑清理應由上至下進行。

（2）清理基坑應有與主柱直徑等長的專用測量工具測量主柱基坑直徑，以保證基坑尺寸符合設計圖紙要求；清理基坑時，應保留基坑中心樁，以基坑中心樁為準，測量基坑中心樁至四周坑邊尺寸應相等。

（3）清理好的基坑，如需過夜澆制基礎，應采取防止雨水或泥土流入坑內的措施，例如加蓋塑料薄膜，在坑外側開挖小排水溝等。

（4）基坑清理完畢，應測量立柱斷面尺寸及坑深，以符合規范偏差要求，并作好施工記錄；基坑尺寸屬隱蔽工程，應有監理代表在現場復查并簽字認可。

2.5 鋼筋籠的制作

（1）主筋接頭焊接時，要求雙面焊接，焊接長度取5倍主筋直徑；搭接后的兩根鋼筋應在同一重心線上，主筋接頭必須錯開連接位置。

（2）樁外箍筋采用螺旋筋形式，注意鋼筋籠的組合連接，鋼筋籠制作完畢后，應核實各施工圖紙。

（3）護板可用預制混凝土綁扎墊塊代替，但尺寸應符合設計要求。

（4）樁主筋與地腳螺栓錨板間應用準10鋼筋焊牢。（5）鋼筋接頭錯開位置見施工圖。

2.6 混凝土澆制

（1）鋼筋籠應按設計圖紙配置，吊裝應防止扭轉彎曲，其接頭應符合有關規定。

（2）樁身混凝土應一次連續澆筑完成。每根樁應做一組試塊，以檢測混凝土的強度。

（3）混凝土自高處傾落的自由高度，一般不超過2 m；如超過2 m的，為避免混凝土產生離析現象，必須設置串筒或溜槽。

（4）加強混凝土的振搗是確保挖孔樁基礎混凝土質量的關鍵環節，挖孔樁基礎應使用插入式振搗器振搗，以提高其強度和密實性；振搗器使用過程中，應注意振搗棒與坑底、坑壁保持一定距離，預防泥土帶入混凝土中。

（5）澆制完畢后，應復測基礎的根開、對角、高差、偏移等數據，并及時作好記錄。

（6）做好混凝土的養護工作。

3 安全、健康的環境控制措施

3.1 預控措施

（1）施工人員在作業區內必須正確佩戴安全帽及正確使用防護用品，坑內必須戴安全帽。做到不酒后作業，不違章作業，不影響他人安全作業，不使用不合格的工器具，不開啟不懂操作的機械，特殊工種應具有本工種的作業合格證。

（2）在挖掘作業時，特別是井下作業人員要樹立自我安全意識，隨時觀察孔內發生異常情況，如發現流水、塌方、孔壁開裂或者異味等異常情況，要立即向施工負責人報告，待采取措施后方能作業。

（3）孔樁第一節護壁要高出空口地面20 cm，作為孔口周圍的安全踢腳欄板。孔口2 m范圍內不得堆放雜物，井口周圍設置防護欄，防止雜物墜入。在基坑周邊設置高為1 m的鋼管護欄，非作業人員不得進入護欄之內。

（4）挖孔樁至5 m以下時，在境內設置半圓形鋼筋護罩網，吊掛與作業人員中上方約2 m處隨挖掘深度下放。吊運時，吊桶不準放滿，以防溢落，吊桶上下要平穩垂直，作業人員應站在安全護罩下方。

（5）現場各種機構設備必須由專業人員操作，機械設備要認真維護保養，嚴禁帶病運行。

（6）現場施工用電采用三相五線制，井下施工照明采用12 V低壓電，并在用電區域內嚴格接地、接零和安裝漏電保護器，各開挖孔分閘用電。施工區內電線電纜要具有良好的絕緣性，并嚴禁拖地埋地，防止磨損。

（7）堅持挖孔作業排水送風先行。每次下井作業必須先鼓風通氣15 min后方可進行，施工時不斷向孔內輸送新鮮空氣，必要時可將施工送風同時進行。同時，經常用毒氣檢測儀不斷地監測井內有無毒害氣體。

（8）挖孔作業時，必須保證井口有人，并保持和井下作業人員的聯系，以便發現異常情況能及時處理。

（9）施工現場人流入口處要有明顯的標志，并應有醒目的標語、警句提醒進入施工區域人員注意安全。

（10）根據本工程情況，需設置如下安全設施：①每個樁孔口，都要設置兩道水平鋼管防護欄，高1.20 m，每500 mm距離設一道小立桿防護，要求牢固可靠，安全有效。②在樁不施工時，要用蓋板蓋嚴孔口，孔內施工時，要在孔內設置半圓防護板。③坑口的警示標志應明顯（防止當地人誤入工地施工區），當天施工完畢后，應將作業區完全隔離。

（11）大雨、大風等惡劣氣候時禁止施工。

（12）孔內設應急爬梯供人員上下井；施工人員進入孔內必須戴安全帽；使用吊籠、手動絞繩架等應有安全可靠的自動卡緊保險裝置；開挖深度超過10 m時，應配有通風設備；挖出的土石方應及時運離孔口，不得堆放在孔口四周2 m范圍內，機動車輛的通行不得對井壁造成安全影響；要注意安全用電，井下照明應采用12 V以下安全燈。

（13）人工開挖基坑時，應事先清除坑口附近的浮石；向坑外拋扔土石時，應防止土石回落傷人。

（14）坑底面積超過2m2時，可由兩人同時挖掘，但不得面對面作業；施工人員不得在坑內休息，同時做好防止土體塌落的措施。

（15）施工過程中，應隨時注意土質條件有無變化、有無裂縫等異常現象。

（16）搬運材料、機械應選擇好行進路線；雨天應注意防滑、防陷、防絆。

（17）機電設備使用前應全面檢查，確認機電裝置完好，絕緣、接地可靠，方準使用。

（18）根據現場環境，應設置工作范圍的警戒線，避免非工作人員進入施工現場。

（19）機械澆制混凝土應遵守下列規定：①攪拌機應設置在平整堅實的地基上，安裝后應使支架受力，不得以輪胎代替支架；②攪拌機在運轉中，嚴禁將工具伸入滾筒內扒料，加料斗升起時，料斗下方不得有人；③使用電動振搗器時，電源橡皮線應絕緣良好。振搗器運轉過熱或暫停使用時，應切斷電源。

（20）施工現場臨時用電必須用閘刀開關接漏電開關，該裝置應用配電箱安裝且有防水措施，使用電纜線需架空離地面2 m。

（21）環保措施。現場要及時清理，做到“工完、料盡、場地清”；現場清理范圍包括小運道路、材料倒運場地等；按設計要求完成截水溝、排水溝等施工。

（22）文明施工的要求：現場整齊有序，各種標志牌齊全醒目，施工人員著裝整齊，不同工種區分清楚，施工操作規范，施工資料完整、整潔，保持現場和駐地的環境衛生，做到工完、料凈、場地清，創建文明工程。

（23）環境保護的要求：在施工中和施工完成后，保持好施工地段的自然環境，最大限度地保持生態環境的原狀，給當地群眾留下一個良好的送變電人的形象。