人工挖孔樁施工技術

曾麗華+趙育英

[摘要]文章根據阜新至朝陽高速公路第一合同段橋梁工程人工挖孔的工程實際，闡述了人工挖孔樁施工工藝，質量與安全控制以及特殊地質條件下的處理措施等。

[關鍵詞]挖孔樁；施工技術；質量控制

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615043

1工程概況

鐵嶺毛家店（遼吉界）到朝陽三十家子（遼冀界）高速公路項目阜新至朝陽段路基工程第一合同段為第四系松散土體工程地質區（I），構造剝蝕低山，丘陵工程地質區（II），主要為亞黏土、砂巖、泥巖和角礫巖，工程地質條件一般。根據實際地質情況，本標段部分基樁采用人工挖孔的施工方法進行施工作業。

2施工準備

21作業條件

（1）人工成孔樁孔，井壁支護根據該設計的土質特點、地下水分布情況，進行井壁支護的設計。

（2）開挖前場地完成三通一平。地上、地下的障礙物排除處理完畢。各項臨時設施，如照明、動力、通風、安全設施準備就緒。

（3）熟悉施工圖紙及場地的地下土質、水文地質資料，做到心中有數。

（4）按基礎平面圖，設置樁位軸線、定位點；樁孔四周撒灰線，測定高程水準點。放線工序完成后，辦理驗收手續。

（5）如地下水位比較高，先降低地下水位至樁底以下05m左右。

（6）人工挖孔操作的安全至關重要，開挖前對施工人員進行全面的安全技術交底；操作前對吊具進行安全可靠的檢查和試驗，確保施工安全。

22施工機具

振搗器、1t翻斗車、手推車、鎬、鍬、手鏟、釬、風鎬、線墜、混凝土攪拌機、吊桶、溜槽、導管、插釬、粗麻繩、安全活動蓋板、防水照明燈（低壓36V、100W）、電焊機、通風及供氧設備、揚程水泵、木轆轤、活動爬梯、安全帶等。模板：組合式鋼模、弧形工具式鋼模四塊（或八塊）拼裝。卡具、掛鉤和零配件。木板、木方、8#或12#槽鋼等。

3挖孔工藝及流程

31工藝流程

放線定樁位及高程→開挖第一節樁孔土方→支護壁模版放附加鋼筋→澆注第一節護壁混凝土→檢查樁位（中心）軸線→架設垂直運輸架→安裝木轆轤→安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵、通風機等→開挖吊運第二節樁孔土方（修邊）→先拆第一節支第二節護壁模板（放附加鋼筋）→澆注第二節護壁混凝土→檢查樁位（中心）軸線→逐層往下循環作業→開挖擴底部分→檢查驗收→吊放鋼筋籠→放導管→澆注樁身混凝土。

32各工序施工工藝

（1）放線定樁位及高程。

在場地三通一平的基礎上，依據測量控制網站資料和基礎平面布置圖，測定樁位軸線方格控制網和高程基準點。確定好樁位中心，以中點為圓心，以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出上部（即第一步）的圓周。撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線。樁位線定好之后，必須經有現場進行復查，辦好預檢手續后開挖。

（2）開挖第一節樁孔土方。

開挖樁孔要從上到下逐層進行，先挖中間部分的土方，然后擴及周邊，有效地控制開挖樁孔的截面尺寸。每節的高度根據實際土質好壞，操作條件而定，控制在095m。

（3）支護壁模版（放附加鋼筋）。

①為防止樁孔壁坍方，確保安全施工，成孔設置混凝土井圈。護壁的厚度定為75～150mm。

②護壁模版采用拆上節、支下節重復周轉使用。模版之間用卡具、扣件連接固定，在每節模版的上下端各設一道圓弧形的用槽鋼或角鋼做成的內鋼圈作為內側支撐，防止內模因張力而變形。不設水平支撐，以方便操作。

③第一節護壁高出地坪300mm，便于擋土、擋水，樁位軸線和高程均標定在第一節護壁上口，護壁厚度75～150mm。

（4）澆注第一節護壁混凝土。

樁孔護壁混凝土每挖完一節以后要立即澆注混凝土。人工澆注、人工搗實，混凝土強度一般為C25，坍落度控制在50～70mm，確保孔壁的穩定性。

（5）檢查樁位（中心）軸線及標高。

每節樁孔護壁做好以后，將樁位十字軸線和標高測設結果在護壁的上口，然后用十字線對中，吊線墜向井底投設，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度。隨之進行修整，井深以基準點為依據，逐根進行引測，保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。

（6）架設垂直運輸架。

第一節樁孔成孔以后，即著手在樁孔上口架設垂直運輸支架，搭設穩定、牢固。

（7）安裝木轆轤。

在垂直運輸架上安裝木轆轤，選擇適當尺寸。

（8）安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵和通風機。

①在安裝木轆轤及吊桶時，注意使吊桶與樁孔中心位置重合，作為挖土時直觀上控制樁位中心和護壁支模的中心線。

②井底照明用低壓電源（36V、100W）、防水帶罩的安全燈具。樁口上設圍護欄。

③當挖孔時，向井下通風，加強空氣對流。必要時輸送氧氣，防止有毒氣體的危害。操作時上下人員輪換工作，樁孔上人員密切注視觀察樁孔下人員的情況，互相呼應，切實預防安全事故的發生。

④當地下水量不大時，隨挖隨將泥水用吊桶運出。地下滲水量較大時，吊桶已滿足不了排水，先在樁孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，邊降水邊挖土，水泵的規格按抽水量確定。日夜三班抽水，使水位保持穩定。地下水位較高時，要先采用統一降水的措施，再進行開挖。

⑤樁孔口安裝水平推移的活動安全蓋板，當樁孔內有人挖土時，掩好安全蓋板，防止雜物掉下砸人。無關人員不得靠近樁孔口邊，吊運土時，再打開安全蓋板。

（9）開挖。

開挖吊運第二節樁孔土方（修邊），從第二節開始，利用提升設備運土，樁孔內人員要戴好安全帽，地面人員要拴好安全帶。吊桶離開孔口上方15m時，推動活動安全蓋板，掩蔽孔口，防止卸土的土塊、石塊等雜物墜落孔內傷人。吊桶在小推車內卸土后，再打開活動蓋板，下放吊桶裝土。樁孔挖至規定深度后，用支桿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，上下要垂直平順，修整孔壁。

（10）先拆除第一節支第二節護壁模版（放附加鋼筋）。

護壁模版采用拆上節支下節依次周轉使用。模版上口留出高度為100mm的混凝土澆筑口，接口處搗固密實，強度達到1MPa時拆模，拆模后用混凝土堵嚴，水泥砂漿抹平。

（11）澆注第二節護壁混凝土。

混凝土用吊桶送來，人工澆注，人工插搗密實。混凝土可由試驗室確定滲入早強劑，以加速混凝土的硬化。

（12）檢查樁位中心軸線及標高。

以樁孔口的定位線為依據，逐節校測。

4質量控制措施

（1）垂直偏差過大：按要求每節核驗垂直度，防止挖完以后垂直度超過規范要求。每挖完一節，根據樁孔口上的軸線吊直、修邊，使孔壁圓弧保持上下順直。

（2）孔壁坍塌：因樁位土質不好，或地下水滲出而使孔壁坍塌。開挖前掌握現場土質情況，錯開樁位開挖，縮短每節高度，隨時觀察土體松動情況，必要時在坍孔處用砌磚、鋼板樁、木板樁封堵；操作過程要緊湊，不留間隔空隙，避免坍孔。

（3）成孔、修邊以后虛土、碎磚，清除。在放鋼筋籠前后認真檢查孔底，清除虛土雜物。

（4）孔底出現積水：當地下水滲出較快或雨水流入，抽排水不及時，就會出現積水。開挖過程中孔底要挖集水井坑，及時下泵抽水。用導管水下澆注混凝土的辦法，確保施工質量。

5挖孔樁的技術保證措施

根據施工圖紙提供的地質情況，影響挖孔的主要不利因素為地下水和粉砂、沙礫層。施工中采取的技術保證措施如下。

（1）對于地下水的處理措施。

①地下水量不大時。可選用潛水泵抽水，邊抽水邊開挖，成孔后及時澆注相應段的混凝土護壁，然后繼續下一段的施工。

②水量較大時。當用施工孔自身水泵抽水，也不易開挖時，應從施工順序考慮，采取對周圍樁孔同時抽水，以減少開挖孔內的涌水量，并采取交替循環施工的方法，組織安排合理，能達到很好的效果。

③對不太深的挖孔樁。可在場地四周合理布置統一的輕型管井降水分流，對基礎平面占地較大時，也可增加降水管井的排水，一般即可解決。

④抽水時環境影響。有時施工周圍環境特殊，一是抽出地下水進出時周圍環境，基礎設施等影響較多，不允許無限制抽水；二是周圍有江沙、湖泊、沼澤等，不可能無限制達到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。處理這類問題最有效的方法是截斷水源，封閉水路。樁孔較淺時，可用板樁封閉；樁孔較深時，用鉆孔壓力灌漿形成帷幕擋水，以保證在正常抽水時，達到正常開挖。

（2）人工挖孔在遇到細砂、粉砂層地質時，再加上地下水的作用，易形成流沙，為防止發生井漏，造成質量事故，采取控制措施如下。

①流沙情況較輕時。有效的方法是縮短這一循環的開挖深度，將正常的09m左右一段，縮短為05m，以減少挖層孔壁的暴露時間，及時進行護壁混凝土灌注。

②流沙情況較嚴重時。采用的辦法是下鋼套筒，鋼套筒與護壁用的鋼模板相似，以孔外徑為直徑，分成6段圓弧，再加上適當的肋條，相互用螺栓連接，在開挖05m左右，即分片將套筒裝入，深入孔底不少于02m，插入上部混凝土護壁外側不小于05m，裝后即支膜澆注護壁混凝土。若放入套筒后流沙仍上涌，采取突出挖出后即用混凝土封閉孔底的方法，待混凝土凝結后，將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。

6安全措施

61施工安全措施

（1）人工挖孔前首先用彩條布圍圈予以維護，保證非施工人員進入現場，在周圍設置明顯警示牌，同時開口周圍用磚砌護筒，護筒直徑大于設計孔徑，高出地面30cm，防止土、石等雜物滾入孔內傷人。

（2）每挖095m時必須停止挖孔，進行混凝土護壁施工，混凝土標號為C25，厚度為75～15cm，在護壁筒澆注完畢后，方可再進行挖孔，并采用全孔護壁，以防止塌孔現象出現。

（3）當挖孔挖至10m以后，或挖至地下水位后，如出水應隨時用潛水泵抽水，同時用混凝土護壁堵塞小眼。

（4）在遇到巖石后，盡量采用風鎬處理，如必須采用爆破時，項目部爆破工程師及爆破安全人員必須在施工現場，施工爆破使用炸藥量必須經過精確計算，以保證施工人員安全。

（5）工作人員必須佩戴安全帽，系安全繩，并有專職安全員現場監督。

（6）當挖至10m以后，必須在作業面安裝通風換氣設施（如鼓風機通風等），以避免施工人員因缺氧而發生安全事故。如孔內采用爆破施工，爆破后應先通風排煙15min，并經檢查無有害氣體后，施工人員方可下井作業。

（7）本項工程嚴禁夜間施工。

（8）嚴格按照施工規范和安全操作規程施工，在作業地點掛警告牌，嚴禁違章操作，野蠻施工。

（9）制定嚴密的安全監督體系，并對參加施工人員進行安全教育，提高安全意識。

（10）成立安全生產領導小組，設立專職安全員，專職安全員要認真做好安全監督工作，建立安全臺賬，對進入施工現場的機械及參加施工人員進行安全教育，參加施工的人員必須配戴安全帽。

7結論

在施工過程中，我單位嚴格按照上述施工工藝流程及安全質量措施進行控制，未發生任何傷亡及質量事故，圓滿地完成了施工任務。