橋梁人工挖孔樁施工要注意的問題

曾寶忠

（貴州省泓陽交通建設工程有限責任公司，貴州貴陽550081）

0 引言

作為目前橋梁施工過程中的關鍵施工技術之一，人工挖孔樁主要用于成井階段，具有經濟性好、設備操作簡單、施工方便等優點，可有效降低施工成本并在一定程度上滿足施工質量和工期要求，因此這項技術也在橋梁工程中得到了廣泛的應用。

1 人工挖孔樁概述

人工挖孔樁是一種利用人工開孔在豎井的現澆樁上形成孔洞的施工技術，它具有以下特點：

一是施工簡單。人工開挖的設備只需要普通的起重設備、模板、套筒、沉箱等，主要是人工上下開挖。

二是施工質量好。成樁后，不易塌孔、破樁、堵塞，孔底雜質沉淀少，且易清除。

三是施工速度快。與鉆孔施工相比，施工速度相差不大，但開挖土方量少，可進行多孔施工，提高施工進度。

但同也存在以下隱患：

一是施工環境惡劣。工人不得不在孔下工作，空氣質量差，噪聲高。

二是安全隱患多。在沙質土壤中挖掘地下樁孔時，流沙的涌入會造成安全隱患[1]。

另外，人工挖孔樁施工還需要注意以下幾點：第一，在水體穩定性和地質條件允許的情況下，可在無地下水、少量地下水的土壤以及風化巖中的致密土層上，或在機械成孔極難或不可能的地方，采用人工開鑿；第二，對于巖溶地區和塌陷區域，則一般不可以實施人工開挖；第三，當孔內空氣污染物達到《環境空氣質量標準》(GB 3095—2012)中規定的III 類標準含量上限值而無通風措施時，則禁止實施人工開挖；第四，內孔徑及最小邊寬開挖樁的直徑均不能低于1.2m，當孔深度大于15m 時，則一般不建議人工開挖，若需人工挖掘時，須提交專項實施方案并經專家審核后進行。

2 橋梁人工挖孔樁施工要注意的施工工藝

以某地區橋梁工程的人工挖孔樁技術施工為例，擬于周家寨大橋左幅2#墩布置1 臺6015 塔吊，雞坡大橋布置4 臺塔吊，右幅11#墩布設1 臺6015 塔吊，覆蓋右幅10#、11#、12#墩，左幅13#墩布設1 臺6015 塔吊，覆蓋左幅13#、14#墩，左幅15#墩布設1 臺6015 塔吊，覆蓋左幅15#、16#墩及右幅13#、14#墩，左幅19#墩布設1 臺6015 塔吊，覆蓋左幅18#、19#、20#墩及右幅18#墩；雞坡2#橋布置1 臺6015 塔吊，布設于左幅3#墩，覆蓋左幅3#、4#墩及右幅3#墩。白水河特大橋布置7臺6015 塔吊，分別布設于3#、5#、6#、8#、9#、10#、11#墩，對此做出以下探討研究。

2.1 橋梁施工的準備工作

施工之前，施工單位應組織人員進行工程設計圖紙的了解，并對工程技術資料做出分析。同時，加強合同文本內容的了解，對工程施工期間所應用的技術標準進行掌握，還需要對道路、取土場位置、地形地貌、道路交通狀況等進行全面調查核實，有關工程技術部門也必須提出開挖工作分配方案并報告監理工程師，土方開挖必須經同意方可實施，對道路的軸線和邊條，包括平臺坡頂、坡腳、邊槽、建設紅線、開挖區、獲土面積、地涵位置、堆放數量等應報工程師檢查，挖掘側水溝和橫側溝(1 個為20m)以清除地表水。當調整填充段的高腳線時，每邊宜根據橫截面增加約50cm，并按照技術規范要求將墊層填筑物樣送至中心試驗室進行標準的壓實測試，以估算最高含水率和最大干密度，并做好液塑限、塑性指數、植物有機質濃度、CBR 值、粒度分析等測試。此外還要做好啟動請求報告并提交監理工程師審批，清理墊區和取土區間的現場土壤，清理地面表土、野草、樹枝、泥沙和障礙物，在清潔好現場后，及時用滾筒壓實填筑物區表層，使之滿足路面施工技術標準規定的最大壓實程度，并經監理工程師認可，且將剝離后的地表土集中存放，用于橋區綠化工程和建成后的臨時施工。需要注意的是，施工過程中要在開挖場地設置相應的排水設施，以保持施工現場排水良好，避免施工或沖淤對周邊農業用地造成破壞[2]。

2.2 土石方開挖

在開展土質路塹開挖工作期間，主要用到的方法有以下幾種。

其一，單層橫向挖掘法。具體施工期間，需要從路塹的一端或兩端開始，根據斷面全寬尺寸，一次性開挖至設計標高。需要注意的是，如果開挖的深度少于4m，可應用此類方法施工。

其二，多層橫向挖掘法。施工過程中，需要從路塹的一端或兩端開挖，結合橫斷面的實際情況采用分層開挖的方式。如果施工現場的開挖深度大于4m，可使用該種方法開挖。

其三，通道縱鑿法。施工期間，需要沿著路塹方向開鑿一條縱向渠，借助渠道進行工作面的擴大，同時將開挖的渠道作為運土渠道。如果路塹的長度、深度較大，可以采用此方法施工。在該合同段中，廣泛應用到這一方法。

對于石質路塹而言，其開挖方式主要分為兩種：其一，松土機械作業法；其二，爆破作業法。下面對這兩種方法做出分析。

在一些風化相對嚴重的路段，主要用到松土機械作業法。施工期間，所用的推土機帶有單齒松土器，在對表層進行翻松處理之后，再借助相關設備運輸土體。具體施工流程是：松土—集堆—土體外運。對于松土機械的選擇，需要結合巖石的性質確定。同時，松土時要沿著下坡方向進行，且間隔控制在1～1.5m之間。

對于較硬的軟巖，松土機械作業法施工難度很大，可采用爆破作業法，而后再實施松土機械作業法(有關爆破作業法的設計和施工必須委托有資質的爆破人員進行)，由于爆破施工對邊坡穩定性影響很大，因此為保證邊坡穩定性，不宜大面積爆破而宜采用小規模爆破，致密巖層爆破采用群爆破和微差爆破，爆破施工時邊坡開挖線應預留1～2m，以保證邊坡的平整度[3]。

在開展爆破作業法施工期間，應嚴格按照施工流程與技術要點進行操作。首先，要開展施爆區管線的調查工作，之后進行炮位設計與相關審查，并加強施爆管理。其次，進行覆蓋層土體清理，并做好相應的鉆孔工作。再次，對爆破所用的器材做好檢驗，并進行炸藥的安裝與引爆設備的連接。最后，進行炮孔填塞，并加強現場安全管控。當爆破工作結束以后，要進行瞎炮清理，按順序解除警戒，并對爆破效果進行測定。

需要注意的是，爆破作業必須由專業人員進行操作，并保證爆破產生的石料不受積水浸泡等因素的影響[4]。

土石方開挖施工工藝流程見圖1。

圖1 土石方開挖施工工藝流程圖

2.3 預應力工藝

施工所用的混凝土鋼筋管在位置上應滿足設計圖紙標注的要求。同時，還要確保鋼筋的牢固效果。對于T 型鋼梁的定位筋、箍筋，施工期間可以采用點焊的方式進行處理，避免發生管道錯位、傾斜等各類問題。另外，施工期間要做好波紋管密實性的檢查，避免出現鋼筋阻塞管道的問題。通過智能張力控制系統，利用緊張感和緊張度大小調節預張力的施加量。需要注意的是，實際抗拉強度與理論拉力的偏差不能超過±6%。預應力鋼筋的張拉應在梁的混凝土強度和彈性模量達到90%且混凝土養護時間不少于7天時進行，氣缸校正系數不大于1.05，油表校正精度等級不小于1.0，氣缸校準有效期不大于6 個月，電壓操作不大于300 次，其中檢查油表的周期不應超過1個月，并應使用防震壓力表，在此過程中，相關人員必須采取措施防止梁在預應力張力下發生橫向彎曲，張力應關于元素截面的中心線對稱，并從上到下左右平衡。同時構件上下邊緣的混凝土受力不應超過允許值，主梁正彎矩張拉順序為N2－50%N5 左－100%N5右－100%N5 左－N1－N3－N4。墩頂負彎矩張拉順序為T1－T2－T3。

2.4 混凝土澆筑、養護

施工所用的混凝土要在預制施工現場集中攪拌，之后再由泵車等設備運輸。澆筑應在垂直截面和水平層進行，從下端到上端，每層厚度控制在30cm 左右。混凝土振動主要由附件振動器進行，并由插入式振動器輔助。需要注意的是，振動不宜持續過長時間，以免出現振動過度或漏水等問題。在開展混凝土澆筑施工期間，應確保澆筑的連續性，中途不能出現中斷的情況。模板只有等到混凝土的強度達到設計要求的60%后才能拆除。預制模板從梁上拆除后，用土工布覆蓋梁底至梁頂，并采用自動噴涂養護系統，保持足夠的濕度和溫度。另外，為保證工期，預制混凝土應采取措施縮短預制構件的養護周期，如加入早強劑、減水劑等，以控制混凝土的硬化時間，保證混凝土的質量。待混凝土最終凝固后，用粗麻布袋覆蓋混凝土，并灑水養護至少7 天。注意，當溫度低于5oC時，不要進行灑水保護，而是使用固化液進行固化。冬季施工過程中，要結合工程的進度做好蒸汽養護工作，以加快施工進度；如果外界的溫度過低，進入模板的混凝土底部溫度低于10oC 時，應加熱攪拌水以延長攪拌時間。注漿工藝流程見圖2[5]。

圖2 注漿工藝流程圖

2.5 護欄與橋面鋪裝

欄桿是鋼筋混凝土欄桿。鋼筋和現澆混凝土按規范黏結，保證振動到位，使表面看起來比較完整。主線橋梁防水混凝土襯砌采用人工鋪設，但不得拋灑混凝土，防止離析。鋪設橋梁前，應將板坯頂面打毛并用高壓水沖洗，以保證新舊混凝土結合的效果良好。同時，還要在橋內進行標高的測量，以明確鑄件厚度。橋梁鋼筋網主要使用短筋支撐的方式，通過焊接施工與混凝土墊塊結合，并確保保護層的厚度。施工期間，施工人員、機械不能在鋼筋網上進行作業，以免鋼筋網變形。在此過程中應注意，有伸縮縫的地方應預留工作槽。混凝土澆筑完成后，用稻草覆蓋并定期灑水進行養護，時間不少于7 天，強度達到設計水平后方可通車。

3 橋梁人工挖孔樁施工中的注意事項

具體施工前，施工人員應檢查井口左側圍護結構，查看井架是否穩固，并清理井口松散物，如土塊、石渣、工具等，防止施工人員在井口處因墜物受傷。施工人員下井時應使用安全梯和人員升降箱。樁深超過15m 時，人員不得使用安全梯，而應使用升降箱。開工時應檢測地下瓦斯濃度并提前采取安全措施。開挖孔時，孔深大于10m 時，應準備地下送風設施，接縫量不小于25L/s。安裝工具時，檢查牢固度，注意地層狀態，隨時識別檢查地質狀態。地下水等地質條件惡劣時，應減少開挖層厚度，及時進行坑壁防護施工，防止地層塌陷，以免威脅施工人員的安全。人工挖孔樁如圖3所示。

圖3 人工挖孔樁

4 結語

橋梁施工前，環境保護措施必須報監理工程師批準。此時應鋪設施工通道，盡量減少對原有植被的破壞。施工結束后，要妥善進行施工便道的修復，同時還要經過監理工程師的驗收。除此之外，對于樁基的施工場地也要做好修復工作，盡量減少對現場環境的破壞。對于施工所用的泥漿，要將其收集到專門的泥坑之中，泥漿不得外溢，以免污染周圍土壤。漿料的配制和運輸必須嚴格按照相應的規范進行，并采取有效措施保證漿料在運輸過程中不泄漏。施工結束后，必須對原場地進行修復，并由監理工程師驗收。橋梁人工挖孔樁作為橋梁建設的一項關鍵技術，必須嚴格執行施工標準，加強施工管理，才能保證其施工質量，進而使其在橋梁工程中得到更廣泛的推廣和應用。