人工挖孔樁施工技術

李環宇

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東廣州 511400)

1 工程概況

黃龍帶特大橋位于廣州從化市山區，大部分樁基均位于山勢陡峭位置，不利于修筑便道和大型機械設備施工。根據地質資料來看，此部分樁基地質條件較好，地質情況依次為粉質粘土、全風化粗粒花崗巖、強風化粗粒花崗巖和中風化粗粒花崗巖;同時，這部分樁位距離黃龍帶水庫有一定距離，滲水影響小，具備挖孔樁施工條件。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程圖

人工挖孔樁施工工藝流程圖見圖1。

2.2 樁基開挖

根據現場實際地質情況，初步確定樁基長度不大于25 m的樁基可以適用挖孔樁施工。

2.2.1 挖掘方法

采用全站儀按設計進行放樣，并在樁位處設置縱橫向十字線控制樁位，確保孔口平面位置與設計樁位偏差小于5 cm。同時在孔口四周做好排水設施，以利排除地表水。孔口周圍用混凝土孔口護壁予以圍護，孔口護壁高出地面不小于30 cm。孔口頂預留鋼筋套環以便安裝提升架和活動蓋板用，不施工時加蓋防護，防止雨水、人、畜落入孔內。孔口護圈施工完畢后用水準儀測量護圈頂高程，根據護圈口高程及設計樁底高程確定挖孔深度。孔口處理完畢后才能進行樁基開挖，對于土層采用人工用鐵鍬開挖，對于強風化層采用人工手持風鎬開挖，對于中風化層等較硬基巖采用爆破法開挖，在孔口架設三腳架，用卷揚機提升挖掘出的土石。

圖1 人工挖孔樁施工工藝流程圖

樁基首節開挖(鎖口)一般采用人工鐵鍬開挖，開挖深度為2.0 m，孔口外直徑在樁基直徑的基礎上加大1.2 m，通過鎖口托住護壁，鎖口厚度30 cm，寬度60 cm，首節護壁厚度25 cm。施工完首節后每次挖深1.0 m，而后澆混凝土護壁，拆模后待混凝土強度達到10 MPa以后繼續開挖1.0 m，澆混凝土護壁，依此循環，直至達到設計標高。

2.2.2 護壁施工

護壁混凝土采用現場機械拌合，強度等級使用C30(與樁基混凝土同等級)，必須振搗施工，保證密實，施工時可適當添加外加劑(如高效減水劑)以縮短護壁混凝土的拆模時間。護壁挖成梯形，梯形上寬20 cm，下寬15 cm，護壁內可適當增設鋼筋。當挖至中風化巖質層時，護壁支護參數可相應調整。護壁模板采用根據樁徑大小定制的四扇鋼模板通過螺栓拼裝而成，模板內可增加鋼管支撐，保證模板不變形。護壁的厚度需要通過現場實際情況進行計算(挖孔深度25 m，護壁混凝土等級為C30)，主要考慮抵抗土和地下水對護壁的最大側壓力P，計算如下:P=γH(tg(45－Ψ/2)2)=22.5×30×0.333 3=225 kN/m2。護壁混凝土采用和樁同級C30混凝土，軸心抗壓強度設計值為fc=14.3 MPa，按達到設計強度的40%計算，直徑按1.6 m計算。最小厚度t=kpD/2fc=1.65×225×160÷(2×14.3×0.4)÷1 000=5.2 cm。為保證一定安全系數，現場施工護壁厚度最薄取15 cm。護壁施工注意事項:1)護壁需要采用機械拌合，禁止人工現場拌合;2)護壁模板要具備一定剛度，避免澆筑護壁過程中產生變形，模板安裝完成后需要進行軸線復測。

2.2.3 挖掘施工

開挖前對吊具進行安全可靠的檢查和試驗，試驗合格后方可開始施工。作業人員入孔時，設置專用軟梯或鋼梯上下通行，同時設置防護蓋保障安全。孔底有人員在施工時，孔口上必須要有人員照應，以應對孔底的突發情況。1)土質層挖孔。土層開挖采用人工使用鐵鍬開挖，先挖中間后挖周邊，嚴格按設計樁孔尺寸加護壁混凝土厚度控制開挖尺寸。挖孔開挖時，先挖中間部分的土石，然后向周邊擴挖，施工中控制好樁孔開挖截面尺寸，保證樁徑符合設計要求。開挖高度根據地質情況確定，一般為0.5 m～1 m。人工挖孔樁施工時相鄰兩樁孔間凈距離不得小于3倍樁徑，當樁孔間距小于3倍間距時必須間隔交錯跳挖。開挖深度不得超過1 m否則必須進行護壁，護壁達到一定的強度后方可繼續開挖，每次開挖完成都要進行軸線的復測。挖孔深度大于5 m后，孔內必須設置照明和通風設備，確保孔內光線充足和空氣流通。挖孔深度超過10 m時，作業人員下孔之前均用有害氣體檢測儀對孔底氣體進行檢查，若孔內氣體濃度超過現行GB 3095環境空氣質量標準規定的三級標準濃度限值時，使用小型鼓風機進行排氣通風，孔內氣體檢測指標符合要求后方可下孔施工。2)石質層挖孔。開挖強風化巖層時，仍可采用風鎬鑿巖挖掘。當挖掘至中、弱風化巖層或較硬基巖時，風鎬難以挖掘，需采用炸藥爆破，而后再輔以人工挖掘清理。為確保施工安全，爆破采用電雷管起爆，并嚴格控制炸藥用量。爆破后孔內通風15 min后施工人員方可下井作業。挖孔出碴時均采用垂直提升三角架，當吊桶提出距離地面1 m時，關閉活動蓋板取桶卸碴，嚴禁將棄碴倒在孔邊，樁周邊1 m范圍內嚴禁堆土，必須將棄碴運送到指定的地點臨時堆放，定期運走。

2.2.4 其他問題處理

1)淤泥層及軟土層處理方法:當遇到流砂、淤泥、軟土層時，應加強力量，集中施工，如果是個別孔，應先做周圍容易做的，后施工難度大的樁孔，如全面有此現象，需要集中成排一齊開挖，使地下水平衡，互不侵壓施工比較方便，處理方法為該層挖下50 cm做一護壁，邊挖邊塞稻草壓實以堵隔該淤泥層流出。稻草內邊用φ12鋼筋@150，L=1 000擋住，形成該層的外模，同時迅速支模澆筑護壁混凝土，護壁混凝土增加φ12@150，L=1 000鋼筋網以增加護壁強度。2)孤石及樁端中風化巖處理方法:如遇有孤石及樁端持力層的中風化及微風化巖層時，用空氣壓縮機帶風鎬掘挖，用風鎬無法掘挖時，應采用爆破方法，對于樁端中風化懷疑是孤石隔層的樁基，必須用風鉆在樁端鉆下深2 m～3 m，沒有發現其他變化，才能停止挖孔，確認終孔。

2.2.5 成孔檢查

挖孔樁施工至設計標高后，需對孔位各項指標進行檢查，包括孔深、孔徑、垂直度等。為確保樁基鋼筋籠能下放到位，成孔后需下放鋼筋檢孔器進行檢測，如檢孔器無法下放到底，則需重新修孔直至檢孔器能放到底為止。

［1］JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范［S］.

［2］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范［S］.

［3］JTG F80/1-2004，公路工程質量檢驗評定標準［S］.

［4］建筑工程模板施工手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，2004.

［5］李 強，張 靜.人工挖孔樁施工中遇到的主要問題及應對方案［J］.山西建筑，2012，38(2)：64-65.