提高超深人工挖孔抗滑樁出土效率的方法研究

付雋蒼 孫宗海 姜澤樸

云南建投第二建設有限公司 云南 昆明 650203

抗滑樁通常截面尺寸大、深度深，多處于溝壑、邊坡上，常規尺寸2.0 m×2.5 m、1.5 m×2.0 m。機械成孔一般很難滿足設計尺寸要求，常采用人工開挖。例如樁截面尺寸為2.0 m×2.5 m的抗滑樁，每完成一節護壁的土方工程量為6.96 m3，加之施工深度深，出土效率將會變得極為低下。對于深度超過16 m的人工挖孔樁，安全管理更是困難重重，采用傳統的施工管理方法將無法保證施工安全和施工進度要求[1]。因此，需要單獨研究一種方法來解決施工安全問題并保證出土效率。本文以瀘水市怒江新城新時代中學建設項目38 m超深抗滑樁的施工為例，闡述提高超深抗滑樁人工出土效率的施工管理方法和措施，可為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

瀘水市怒江新城新時代中學項目位于云南省怒江傈僳族自治州瀘水市上江鎮，是瀘水市易地扶貧搬遷項目的配套基礎設施，是中國2020年實現全面脫貧的重要舉措。

本項目共計11個單體棟號，總建筑面積約5萬 m2。項目所在地為坡地，高差較大，最大高差53 m（圖1），土層均為漂石層，大型機械設備不能到達，建筑物間采用擋土墻及人工挖孔抗滑樁進行支護。項目共計144根人工挖孔抗滑樁，設計樁長最長38 m。樁孔尺寸最大為2.0 m×2.5 m，最小尺寸為1.5 m×2.0 m。

圖1 項目原始地貌

人工挖孔抗滑樁每節開挖的土方量較大，每開挖一節的土方量4.56～6.96 m3，整個項目人工挖孔樁土方工程量19 029.43 m3，人工開挖土方工作量極大，出土效率低，加之38 m超深樁長，人員孔內作業的施工安全隱患較大。

2 38 m超深抗滑樁施工難點

1）38 m超深抗滑樁采用人工進行開挖，樁長超深，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，人工開挖時間長、出土效率慢、安全隱患大。

2）孔內作業人員安全隱患較大，極易出現窒息、物體打擊、高空墜落、坍塌等安全事故傷害，安全管理難度大。

3）抗滑樁數量多、樁身長，人工挖孔土方量較大，約1.9萬 m3，持續時間長，每組人員每天至少完成1個模板高度（1 m），即6.96 m3土方的開挖及護壁的施工。出土效率低下導致人員長期疲憊，不僅安全隱患大，而且施工進度慢。

3 方案確定

通過對以往工程進行多方面的調查了解，詳細分析了人工挖孔樁出土施工效率低下的原因。對周邊項目進行調查時，一根截面尺寸為2.0 m×2.5 m的人工挖孔樁在開挖漂石土質的情況下，工人8 h內能夠完成6.96 m3的挖運，即施工效率為0.87 m3/h。常規施工方法均采用0.03 m3的塑料桶，易損壞，且不易操作。

為保證施工進度和施工安全，擬制作專用卸料鐵桶，鐵桶設置插銷和吊耳，當人員把插銷拔出后能夠利用自重進行土方傾倒。

4 卸料桶設計

采用2 mm厚鐵皮制作成直徑450 mm、高500 mm的鐵通，設置3道鐵箍加固，在桶底部設置十字形交叉加固帶。中部位置加固帶設置在距離底部200 mm位置處。吊耳采用φ16 mm圓鋼。吊耳焊接150 mm長扁鐵，扁鐵與鐵通連接處采用φ16 mm螺桿及螺母，形成活動連接。為防止螺母松動，采用電焊焊死。在桶吊耳的一側位置設置可拔插銷。根據設計思路，利用計算機輔助軟件繪制卸料桶大樣，如圖2所示。

圖2 卸料桶大樣

5 卸料桶的使用

使用流程：檢查卷揚機等機械工具設備→吊運至孔內裝土→吊運卸料桶至孔外→拔出插銷→傾倒渣土→恢復原狀→依次循環使用。

1）使用卷揚機將卸料桶吊運至孔內進行裝土。

2）孔內渣土裝桶。將卸料桶吊運至孔內，并通過對講機溝通，掌握卸料桶的上下情況，避免出料過程中桶及桶內的材料傷害到孔內人員。同時孔內采用LED充電式照明設備，井內人員單獨設置一根通風管進行通風。卸料桶裝土過程中，渣土不得全部裝滿，必須低于桶上沿口50 mm。

3）采用卷揚機將卸料桶吊運至孔外。

4）將卸料桶吊運至空中，不解鉤，拔出插銷，輕推桶口位置。

5）卸料桶在重心不穩的情況下，自然傾斜翻倒，實現桶內土方倒出（圖3）。

6）人工將桶翻過來，恢復原狀，插入插銷，進行下一次的吊運（圖4）。

圖4 卸料桶恢復原狀

6 應用效果

同建設單位、監理單位一起對本項目正在施工的35根人工挖孔樁的出土情況進行調查，發現19根人工挖孔樁全部在5 h內完成出土作業，施工效率為1.392 m3/h；16根人工挖孔樁在5.5 h內完成，施工效率為1.265 m3/h。總體施工效率為1.33 m3/h，與原先使用的塑料桶進行施工效率的對比分析，原先施工效率為0.87 m3/h，目標施工效率提高了53%。

每根樁按每天一節的進度考慮，通過新型卸料桶的應用，完成一節樁的時間可由原來的8 h縮短至現在的5.25 h，每節樁縮短了2.75 h工期。本項目共計144根人工挖孔樁，樁長平均深度為25 m，即每根樁可縮短68.75 h，換算后縮短8 d工期，人工費用單價節約10 元/m3，每節樁共節約69.6元。所有樁共計節約250 560元。

7 結語

通過采用此種方法，人工挖孔樁出土施工效率得到很大提高，縮短了挖孔樁的作業周期時間，加快了樁混凝土的澆筑進度，降低了邊坡塌方的安全風險，為其他項目人工挖孔樁的施工積累了成功經驗。