人工挖孔樁施工技術研究

張彥明

隨著我國基礎設施建設規模的逐漸擴大，工程建設行業開始蓬勃發展。施工作業中通常受到環境、結構等因素影響，需要工程單位優選施工技術，確保工程項目的合理推進。因此，工程單位應加強對人工挖孔樁施工技術的研究，將其應用到茅臺酒的技改工程和配套設施項目中，以獲得理想的施工效果。

1 工程項目背景

1.1 工程概況

貴州茅臺酒3 萬t 醬香系列酒技改工程和配套設施項目設計-施工一體化總承包項目，位于貴州省遵義市習水縣習酒鎮，主要包括84 棟制酒廠房、62 棟陶壇酒庫、8 棟制曲廠房，以及廠區道路等附屬配套設施。項目地處赤水河中游兩河口，距離酒廠大約50 km，總用地面積為231.67 萬m2，總建筑面積大約為125.23 萬m2。

1.2 地質水文特征

1.2.1 氣候條件

項目區域位于赤水河谷，氣候相對溫和，年平均氣溫為17.4 ℃，屬于亞熱帶季風氣候。春季氣溫回升不穩定，多夜雨；夏季高溫多伏旱；秋季溫度下降較快，綿雨較多；冬季低溫陰雨較多。局部地區小氣候特征明顯，氣候垂直差異較大。年極端最高、最低溫度為36 ℃、-6.4 ℃，年均降水量為1 109.9 mm，年均降水時間為207.9 d，單日最大降水量為1 77.5 mm，年均相對濕度為85%，年均日照時間為1 053 h，年均無霜期為268 d，最長無霜期為303 d。

1.2.2 地質地貌

工程項目地貌的組合類型為侵蝕類山谷斜坡，建設區域的坡度為15°～35°，局部坡度超過50°；區域內最高、最低標高分別為595.7 m、332.2 m，相對高差約為260 m。項目區域地勢南低北高，中部地勢較為平坦，坡面朝南；新寨用地西側以及柑子坪用地與新寨交界位置坡度較大，相對陡峭，地形坡度稍小于巖層傾角。在建設區域部分地段中基巖裸露，區域內的巖土單元種類較為復雜，從上而下分別為耕土、黏土、碎石、塊石和石灰巖。

1.2.3 水文特點

項目位于長江水系的一級支流桐梓河，河段沿河區域內耕地較為分散、臺地較少，河谷深切呈“U”形，平均寬度為80 m。項目區域內除了已經投用的廠區外，其余地區以農田、耕地為主。新寨區域左右兩側沖溝以及柑子坪片區的沖溝內常年流水，地下水資源豐富，但塊石和地質黏土夾層中帶有較多的地表積水。

2 抗滑樁工程設計

本項目抗滑樁工程位于習酒鎮的甕平村和柑子坪村，屬于酒庫、制酒、制曲的房建廠內道路支擋工程，分布特征為臺階型，大多數支擋上方無高邊坡。工程內的抗滑樁大約有3 080 根，抗滑樁分為1、2、3、4 型，截面尺寸分別為2.5 m×2.0 m、3.0 m×2.0 m、3.5 m×2.5 m、4.0 m×3.0 m，平均樁長為25 m，最大開樁長度為43.5 m。

另外，需要在抗滑樁內部進行護壁抹灰處理，外部裸露處進行掛網和砂漿抹平處理，其持力層為中風化泥質灰巖。樁基護壁、抗滑樁、擋土板以及冠梁等混凝土強度等級為C30，樁主筋混凝土保護層厚度為5 cm。抗滑樁懸臂段長度為4 ～12 m，樁間距為6 m，局部樁間距為5.5 m，樁頂冠梁高度為45 cm；在冠梁上部設有高度為1 m 的防撞墻，樁間擋土板厚度為25 cm，而樁頂標高-6 m以下的厚度為45 cm。泄水孔按照最下1排距地面0.3 m、豎向間距2 m、水平間距為擋土板高度1/3 的方式布置。

3 人工挖孔樁施工技術的實際應用

抗滑樁使用跳孔開挖的方法，前一批抗滑樁澆筑完畢且強度達到80%后，可進行下一批的開挖施工作業；地下部分樁基開挖使用人工開挖的方式，土層部分主要用人工配合風鎬的方法進行開挖，按照從上而下逐段開挖原則；在巖層段中，風鎬無法開挖或開挖緩慢地段則采用人工冷打或水磨鉆取芯截斷開挖。在上述3 種施工措施條件下，配合護壁施工作業，可達到保障施工安全的目的。開挖過程中若遇到地下水豐富的情況，則采用直徑為10 cm 的污水泵抽干水后繼續施工；在土石交界處和入巖后遇到軟弱夾層的位置，則增設護壁及暗梁。

樁基開挖成孔后對需要護壁的位置進行掛網抹灰，樁身鋼筋通過孔內安裝的方式對主筋采用套筒連接。若孔樁內的地下水相對豐富，則考慮采用水下混凝土澆筑法，干孔采用串筒澆筑。因施工現場工作面狹小，樁基混凝土采用泵送法，待混凝土達到設計強度的75%后拆除護壁。地上部分樁基采用接樁法，人工搭設腳手架施工平臺；模板采用鋼模板，通過鋼管支撐及卡扣進行加固，混凝土澆筑采用泵車泵送入模[1]。人工挖孔樁施工技術應用流程詳見圖1。

圖1 人工挖孔樁施工技術應用流程（來源：作者自繪）

3.1 主要施工工藝

3.1.1 施工準備

開展施工作業之前，施工人員應優先根據整體施工邊線放樣范圍清除地表雜物，綜合考慮現場的地質條件，并構筑臨時便道用以保證施工現場的交通便利。施工技術人員應根據工程設計圖紙，在現場中及時找準樁位，在樁位周圍做好軸線刻畫標志工作，為后續復測以及調整工程施工奠定良好基礎。測量人員在完成樁位放樣工作后，應及時與監理單位做好溝通交流，由監理單位重新完成復測。在測量數據無任何問題的情況下，施工人員在模板安裝施工中可以采取井口樁角點的施工方式，及時校正模板位置，同時采取十字線形式，明確井圈中心點，確保軸線偏差控制在允許范圍內，并保護好固定基準點[2]。

3.1.2 鎖口與護壁施工

在現場施工中，施工人員應確定好樁位標號；為了保障現場施工安全，還應及時在工程現場板報中記錄各項施工參數。在人工挖孔樁施工中，應按照先周邊后中間的原則施工，挖出的棄土需及時清理；棄土堆放在挖孔樁2 m以外范圍，統一使用挖機配合自卸車轉運至業主指定的棄渣場；對于超出地下水位的情況下，施工技術人員需及時清理孔內泥水，若滲水較為嚴重，則需要在孔內底部挖出集水坑，利用水泵完成吸水與排水工作，避免對孔樁質量造成影響。

在正式進行鎖口施工作業時，測量人員應優先放樣鎖口四角的定位點，鎖口尺寸及配筋按照設計圖紙要求進行操作；井口周圍需要設置好木方或現澆混凝土塊，避免土、石、雜物等流入孔內。鎖口外沿架立高度≥1.2 m 的鋼制圍欄，同時設置尺寸為孔口樁徑加10 cm 的踢腳板。施工人員在鎖口底部進行護壁人工開挖時，應控制每節的開挖深度為1 m，考慮到護壁掛網抹灰的情況，施工時還要控制開挖的內徑尺寸。

護壁施工完成后，施工技術人員應做好護壁抹灰施工作業，并將護壁上下搭接長度控制在7.5 cm 以內。在護壁內完成鋼筋以及模板安裝作業后，施工技術人員需要做好混凝土灌注工作，混凝土強度要達到C30 標準要求，在灌注施工中可以采用振搗棒完成振搗工作，避免混凝土結構凝固后表面出現蜂窩情況，對護壁強度造成影響；混凝土結構強度達到標準要求后，及時做好模板抄寫施工作業。

在挖孔施工中，采取分節施工方式，第一節挖孔深度控制在0.7 m 左右即可。樁孔每開挖一節需要立模澆筑混凝土護壁，標號為C30。護壁鋼筋應集中加工，在施工現場安裝。模板的直徑為設計樁徑，橫向采用回型連接方式，做好加內撐固定工作，內撐選用直徑為4.8 cm、深度為3.5 m 的鍍鋅鋼管，鋼管端部設置可調托撐。

當模板安裝完成且模板整體穩定后，便可開始澆筑護壁混凝土，為了增強護壁的整體剛度，保證護壁之間的連接，護壁通常要加設構造鋼筋及連接鋼筋。應采用商品級或按照配合比現場機械拌和而成的混凝土，通過吊桶下孔、人工入模的方法，并使用30 振動棒插搗密實。護壁混凝土澆筑工序完成后應及時開展養護，達到一定強度后方可拆模；拆模后，施工人員需在第一節混凝土護壁上做好樁號標注工作。當孔深大于28 m，或巖土交界面處、樁周土為棄填土時，應沿護壁四周設置暗梁[3]。

3.1.3 巖層段取芯截斷開挖施工

施工技術人員應根據人工挖孔樁的施工需求，在進行取芯截斷施工作業前，及時做好鋼管腳手架搭建工作。在腳手架搭設工作中，應落實好以下幾方面工作：一是提前做好材料配備工作；二是做好腳手架基本施工工作；三是設立好縱向掃地桿與橫向掃地桿工作；四是及時做好腳手板鋪設工作；五是做好防護欄桿工作。

在取芯截斷施工過程中，應做好放線、加固處理、切割、邊緣清理以及護壁模板樁工作，完成護壁混凝土的澆筑工作。在人工挖孔施工中，施工技術人員應通過放樣確定好取芯截斷開挖位置線，確保切割位置無任何問題的情況下完成分層切割。然后接通電源進行鉆孔切割，及時利用鋼管腳手架吊桶，并清理切割部位。在切割施工作業完成后，及時復測樁孔內凈空尺寸。當樁孔清理完成后，需要盡快進行護壁施工作業，以確保樁孔修正和消除不穩定巖層對開挖施工帶來的不利影響。護壁施工作業應根據設計圖紙的要求進行，待樁孔開挖進入完整的弱風化巖層1 m 后，可根據施工現場情況選擇停止護壁施工作業。

3.1.4 終孔檢查和記錄

當抗滑樁開挖施工質量達到標準要求后，施工技術人員需要及時做好終孔巖樣保護工作。監理人員檢查結束后，施工人員需及時全面清理孔底碎渣，為下一道施工工序的開展奠定良好基礎。在挖孔成樁施工過程中，施工技術人員需要做好基坑圍護系統位移處理工作，避免出現土體裂縫問題。同時，施工技術人員需要做好記錄工作，如果出現施工異常，應與設計單位以及監理單位做好溝通交流，并及時做好變更設計，保障現場施工人員的生命健康安全[4]。

3.1.5 護壁掛網抹灰施工

當孔樁開挖完成后，要在抗滑樁內部設計的外露立面掛直徑5 mm的鋼筋網，并利用砂漿抹平。抹灰前需要檢查抗滑樁外露面，對拼縫及頂頭縫用摻用水量為10%的建筑膠灰漿填塞密實。將外露面打磨平整后，檢查垂直偏差和平整度，處理好抹灰基層，及時做好澆水養護工作。應在抹灰前1 d 完成澆水，如果受到天氣因素影響，造成抹灰施工中外露面出現干燥的情況，則需要再次澆水處理。但在抹灰時，外露面不可出現浮水狀態，否則會影響砂漿強度，甚至容易出現砂漿凝固裂縫問題。

水、水泥以及砂漿材料的配合比應控制在1 ∶1 ∶6，并將水泥砂漿材料制作成灰餅，灰餅直徑控制在10 cm，厚度則需要根據外露面抹灰實際情況加以確定。上下灰餅使用托線板可以完成垂直與水平管理工作，使用靠尺板或拉通線完成找平工作，確保外露面灰餅處于同一平面內。灰餅貼好后，需要采取水泥砂漿沖筋，做好灰餅搓平工作，并確保灰餅貼合的垂直度達到標準。掛網抹灰的工序應分層進行，使用50#水泥釘固定牢固；固定釘與混凝土面之間應采用強力萬能膠粘結，每20 cm 間距貼1 個，同時要繃緊鋼絲網。搭縫寬度從縫邊起每邊不得小于12.5 cm，第一遍抹砂漿的配合比為1 ∶3，厚度為5 mm，掃毛或劃出紋線后進行養護；待干后再抹第二遍，隨后完成墻面刮平處理工作。施工技術人員需要及時利用托線板做好垂直以及平整管理工作，確保頂板與前面角保持垂直，保障管后陰角平整、潔凈、順直。在刷完水泥漿后，用配合比為1 ∶2.5 的水泥砂漿分3 遍成活、罩面，厚度控制在2.5 cm[5]。

3.1.6 加工和安裝樁身鋼筋

鋼筋采用集中加工的方式，進場的鋼筋原材料全部復檢合格后方能投用。在制作前要將鋼筋調直、除銹并清除泥皮，主筋不得彎曲。在鋼筋焊接施工中，要確保焊點無任何裂紋以及漏焊情況，避免鋼筋焊接出現脫落或者多孔問題。

在專用套絲機上做好切削加工管理工作，保障絲頭長度達到標準化要求，促使絲頭在套筒內頂緊，避免出現絲頭變形問題。螺紋加工后，應做好打磨處理，確保絲口部位的圓滑度，及時安裝保護套做好絲口保護工作。鋼筋要在加工廠集中加工成半成品，運到施工現場后進行孔內綁扎。先將鋼筋主筋用麻繩吊裝入孔，然后安裝樁孔四角的主筋及箍筋，再分別按設計間距安裝其他主筋，并對主筋采用套筒連接。

4 結語

人工鉆孔樁是一項先進的施工技術，有助于提升施工作業的整體質量。通過精準把握施工準備、鎖口與護壁施工、巖層段取芯截斷開挖施工、終孔檢查和記錄、護壁掛網抹灰施工、加工和安裝樁身鋼筋等施工流程的要點，確保工程建設實現預期的施工目標，從而帶動工程建設事業的長久發展。