淺談冶峪河特大橋基礎人工挖孔施工

曲宏杰

摘 要：本文結合咸旬高速公路治峪河特大橋施工實踐，就我國西部缺水地區橋梁基礎人工挖孔施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：特大橋梁；基礎施工；人工挖孔；技術控制

由中鐵十九局集團六公司施工的咸旬高鐵速公路冶峪河特大橋，是沿冶峪河而設的縱向橋。橋體上跨211國道，右線橋梁全長1888.01m，左線大橋全長1864.4m。橋梁地質情況、鉆孔資料表明，地表層為中密卵石土，其下依次為強風化砂巖及中風化砂巖。且部分墩位處于缺水地區，機械鉆孔無法解決大量施工用水，結合各方面的因素確定人工挖孔。

1 施工準備

開挖前，場地完成“三通一平”。各項臨時設施、動力、照明、通風、安全設施、施工機具、進場人員準備全部到位。

根據設計圖紙進行縱橫軸線放樣，及復測工作。用十字線將中心樁點引出護筒外80cm，水泥砂漿固定。樁孔周邊，用白灰撒線型。

所用的原材料，根據設計要求和規范規定進行檢測。

2 土方開挖及支護壁模板

放線定位：按設計圖紙放線，定樁位。

開挖土方：采取分段開挖，每段高度決定于土壁直立狀態的能力，以0.8～1.0m為一施工段。開挖面積的范圍為設計樁徑加護壁厚度。挖土由人工從上到下逐段進行，同一段內挖土次序先中間后周邊；擴底部分采取先挖樁身圓柱體，再按擴底尺寸從上到下削土修成擴底形。在地下水位以下施工時，要及時用吊桶將泥水吊出，當遇大量滲水時，在孔底一側挖集水坑，用高揚程潛水泵將水排出。

測量控制：樁位軸線采取在地面設十字控制網、基準點。安裝提升設備時，使吊桶的鋼絲繩中心與樁孔中心一致，以做挖土時粗略控制中心線用。

孔內遇到巖層時，能用風鎬挖除，用風鎬鑿巖至設計深度。極硬巖時，須進行針對性爆破設計。

3 澆筑護壁混凝土

樁孔護壁混凝土每挖完一節，經檢查斷面尺寸符合設計要求，報檢后，立即澆筑護壁混凝土，坍落度控制在16～20mm，確保孔壁穩定性。

支設護壁模板：模板高度一般為1m。護壁中心線控制，系將樁控制軸線，高程引到第一節混凝土護壁上，每節以十字線對中、吊大線錘控制中心點位置，由基準點測量孔深。

澆筑護壁混凝土：護壁混凝土要搗實，上下壁搭接50～75mm，護壁采用外齒或內齒式；護壁混凝土強度等級為C15，厚度150mm，避免某段護壁出現流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現象；第一節混凝土護壁高出地面300mm左右，便于擋水和定位，防止碎石滾入孔內。

拆除模板繼續下一段施工：護壁混凝土達到一定強度后（常溫下24小時）便可拆模，再開挖下一段土方，然后繼續支模灌注混凝土，循環施工，直到挖至設計要求的深度。

每節樁孔護壁做好以后，將樁位軸線，和標高測設在護壁上口，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度。隨之進行修整，孔深必須以基準點為依據逐根引測。保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。

成孔以后必須對樁身直徑，孔底標高，樁位中心線，井壁垂直度等進行檢測，并做好記錄，報監理檢驗合格方可進入下道工序。

人工挖孔允許偏差：頂面位置±50 mm；孔位中心±50mm；傾斜度±0.5%。

4 鋼筋的制作與安裝

對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大樁基，鋼筋籠需現場焊接。

制作時，按設計尺寸做好加強箍筋，標出主筋的位置。將主筋擺放在平整的工作平臺上，并標出加強筋的位置。焊接時，使加強筋上任一主筋的標記對準主筋中部的加強筋標記，扶正加強筋，并用木制直角板校正加強筋與主筋的垂直度，然后點焊。在一根主筋上焊好全部加強筋后，用機具或人轉動骨架，將其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架閣于支架上，套入盤筋，按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上，點焊牢固。

鋼筋骨架保護層的設置方法：鋼筋籠主筋接頭采用雙面搭接焊，每一截面上接頭數量不超過50%，加強箍筋與主筋連接全部焊接。鋼筋骨架的保護層厚度可用焊接鋼筋“耳筋”，設置密度按豎向每隔2m設一道，每一道沿圓周布置4個。

骨架的運輸時不得使骨架變形。當骨架長度在6m以內時可用兩部平板車直接運輸；超過6米時，應在平板車上加托架或用炮架車采用翻斗車牽引。

骨架的起吊和就位：鋼筋籠制作完成后，骨架安裝采用汽車吊，為了保證骨架起吊時不變形，對長骨架，起吊前應在加強骨架內焊接三角支撐，以加強其剛度。采用兩點吊裝時，第一吊點設在骨架的下部，第二點設在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架，起吊前應在骨架內部臨時綁扎兩根杉木桿以加強其剛度。起吊時，先提第一點，使骨架稍提起，再與第二吊同時起吊。待骨架離開地面后，第一吊點停吊，繼續提升第二吊點。隨著第二吊點不斷上升，慢慢放松第一吊點，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊點，檢查骨架是否順直，如有彎曲應整直。當骨架進入孔口后，應將其扶正徐徐下降，嚴禁擺動碰撞孔壁。然后，由下而上地逐個解去綁扎杉木桿的綁扎點及鋼筋十字支撐。當骨架下降到第二吊點附近的加強箍接近孔口，可用木棍或型鋼等穿過加強箍筋的下方，將骨架臨時支承于孔口，孔口臨時支撐應滿足強度要求。將吊鉤移到骨架上端，取出臨時支承，將骨架徐徐下降，骨架降至設計標高為止。將骨架臨時支撐于護筒口，再起吊第二節骨架，使上下兩節骨架位于同直線上進行焊接，全部接頭焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安裝完畢。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土過程中發生浮籠現象。

骨架最上端定位，須由測定的孔口標高來計算定位筋的長度，并反復核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據護樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時使鋼筋籠中心與樁位中心重合。然后在定位鋼筋骨架頂端的頂吊圈下面插入兩根平行的工字鋼或槽鋼，在護筒兩側放兩根平行的枕木（高出護筒5cm左右），并將整個定位骨架支托于枕木上。鋼筋骨架的制作和吊裝的允許偏差為：主筋間距±10mm；箍筋間距±20mm；骨架外徑±10mm；骨架傾斜度±0.5%；骨架保護層厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架頂端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。

5 灌注混凝土

混凝土采用集中拌合，罐車運輸，泵送混凝土施工，插入式振搗器振搗。混凝土的澆筑入模溫度不低于+5℃，也不高于+30℃。

灌注支架采用移動式的，事先拼裝好，用時移至孔口，以懸掛串筒，漏斗底口。從高處直接傾卸時，其自由傾落高度一般不宜超過2米以不發生離析為度 。當傾落高度超過2米時，應通過串筒、溜管或震動溜管等設施下落；傾落高度超過10米時，并應設置減速裝置。

混凝土分層澆筑，分層厚度控制在30～45cm。振搗采用插入式振動器，振動器的振動深度一般不超過棒長度2/3～3/4倍，振動時要快插慢拔，不斷上下移動振動棒，以便搗實均勻，減少混凝土表面氣泡。振動棒插入下層混凝土中5～10cm，移動間距不超過40cm，與側模保持5～10cm距離，對每一個振動部位，振動到該部位混凝土密實為止，即混凝土不再冒出氣泡。

對于直徑較小挖深樁，如果樁身較長，混凝土振搗操作有困難時，可采用水下混凝土方法灌注。

6 結語

通過對以上關鍵環節進行了嚴格的技術控制，中鐵十九局集團六公司承建的咸旬鐵路高速公路治峪河特大橋，人工挖孔樁合格率100&，完全滿足設計要求。