輸電工程人工挖孔樁施工工藝探討

王猛　史麗君

摘 要：近年來，隨著建筑行業的不斷快速發展，人工挖孔樁施工工藝在輸電工程中的應用也變得越來越廣泛。通過總結分析得出，在復雜的地質條件下，應選擇采用混凝土護壁、混凝土沉管護壁、 巖石爆破等幾種人工挖孔樁的施工方法，并對這幾種施工方法進行了詳細的論證，以期為今后類似的工程提供相關借鑒。

關鍵詞：人工挖孔樁施工工藝；混凝土護壁；混凝土沉管護壁；巖石爆破

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0045-02

1 人工挖孔樁簡介

人工挖孔樁基礎是指利用人工在巖石地基中直接挖（鉆）成所需要的基坑，然后將鋼筋骨架和混凝土直接澆注于巖石基坑內而形成的基礎。它將混凝土直接與坑壁結合，使基礎增加了與地基的黏合力，增強了基礎的下壓支撐力，加大了基礎的抗拔強度，是并不用支模（基礎外露部分除外）和二次回填的一種基礎施工形式。

人工挖孔樁具有如下特點：①施工操作工藝簡單，施工方便，不需要大型機械設備；②單樁承載力高，可直接檢查樁外形尺寸和持力層情況，受力性能可靠，抗震能力強；③施工速度相對較快，節省設備投資，降低工程造價；④樁孔內作業條件差，環境惡劣，勞動強度大，安全防護措施至關重要。

2 人工挖孔樁施工工藝流程

人工挖孔樁施工工藝主要是采用人工開挖的方式進行樁基礎的成孔施工，為了防止塌方，采用了鋼筋混凝土護壁或其他護壁方式對樁壁進行支撐保護。人工挖孔樁施工流程，如圖1所示。

3 人工挖孔樁掏挖成孔方法的選擇

在進行人工挖孔樁掏挖成孔時，要選擇與地形、地質情況相匹配的施工方法，以確保施工安全和工程質量。根據基礎的地質情況，可以選擇混凝土護壁、混凝土沉管護壁、巖石爆破等3種施工方式來進行人工挖孔樁的掏挖施工。

3.1 采用混凝土護壁進行掏挖施工

基礎位于丘陵和地下水較少的農田里的，可采用混凝土護壁的方式進行掏挖施工。

3.1.1 施工前的準備

根據基礎施工圖紙和文明施工二次策劃的要求，結合現場的實際情況，進行單基策劃，繪制施工現場的平面布置圖，明確各種設施、材料的安裝擺放位置以及土方的運輸通道等，在滿足安全文明施工的前提下要盡量少占地，保護好環境。組織人員進行圖紙和施工方案的交底，使其熟悉人工挖孔樁基礎施工的工藝過程和安全措施。施工所用的工器具、原材料、安全防護用品等進入施工現場后，要嚴格按照單基策劃方案進行布置，做到整潔有序。

3.1.2 基坑開挖

根據樁基地質情況的不同，可采用不同的開挖工具進行開挖，對地表層的粉質黏土采用短柄鐵鍬、鎬、錘、釬等工具即可，對于下面的風化巖就要采用風鎬、風槍等工具進行開挖。單次開挖深度一般為1 m左右。

開挖時，要事先弄清楚坑口附近的浮土、雜物等情況，向坑外拋擲土石時應防止回落傷人，地面人員要及時清理棄土。基坑坑口位置應設置鋼性圍欄進行防護，每日基坑施工完畢后應將坑口進行可靠覆蓋，并作顯著標識。基坑運出的土石方，必須運離坑口2 m以外的地方，并做好堆放工作，避免堆土落入坑內造成傷害；可采用電動提土器進行提土作業，避免樁基坑口土方回落至孔內。開挖過程中，坑口人員應做好安全監護工作，防止落物打擊傷害到孔底作業人員。另外還要制作孔底作業人員安全防護罩，在緊急情況下，孔底作業人員可躲避進安全防護罩下，避免傷害事故的發生。

坑深超過2 m時，上下必須采用梯子，同時還要用Φ12以上的尼龍繩制作應急爬梯繩（繩子每0.5 m 打一防滑節），以作為備用。當坑深超過5 m時，需要安裝排風裝置向坑內送風，防止坑下作業人員因缺氧發生休克現象。每日開挖工作開始前，應使用送風設備對基坑進行送風換氣，避免孔底有害氣體沉積，對人員造成傷害。隨著坑深的增加，可能會導致坑內采光不足，影響施工人員正常工作，所以還要設置坑底照明系統。在雨季進行施工時，還要在塔位周圍設置排水設施，避免雨水流到基坑內。

3.1.3 護壁鋼筋綁扎和模板的支護

為了保證施工安全，防止掏挖過程中出現孔壁塌方，所以采用了混凝土護壁的方式。混凝土護壁要分層進行澆注，基坑每開挖1 m，就澆注一層護壁，養護24 h后再進行下一層的開挖。頭一層護壁應高出地面200 mm，防止坑邊有雜物落入坑內，如圖4所示。

由于護壁厚度較薄，通常只有 100～150 mm，所以在開挖樁基時應嚴格控制開挖尺寸，樁徑開挖尺寸應不小于樁徑+300 mm。護壁在鋼筋綁扎、模板支護時應注意保護層厚度的控制，避免出現露筋、保護層厚度過小等質量問題。垂直方向的鋼筋一定要露出模板下端300 mm以上，以方便與下一層的護壁鋼筋連接。

3.1.4 護壁混凝土的澆注

護壁混凝土可在施工現場用小型攪拌機攪拌，混凝土標號采用同樁體同等級的混凝土。由于護壁厚度的限制，護壁混凝土的振搗比較困難，應采用搗固釬或振搗器進行振搗。護壁應在澆制完畢24 h后拆模，這樣可以保證混凝土護壁的成型質量。

3.1.5 人工挖孔樁成孔質量的檢查

在進行掏挖施工過程中，每澆注一層護壁之前，就要對基坑進行檢查，要檢查孔徑的大小、孔中心偏移值、孔壁的垂直度、基坑的深度、護壁的質量等。出現問題要及時進行糾正。

3.2 采用爆破進行巖石基礎的掏挖施工

地質為巖石的基礎，其質地堅硬，使用風鎬將無法進行施工，所以為了保證施工進度，必須要對巖石進行爆破施工。

3.2.1 施工準備和表層土的開挖

山區塔位處的基礎，鑒于植被和高低腿的情況，施工作業面比較小，所以在進行單基策劃時必須要認真細致，特別是對棄土的處理，一定要選擇好堆放位置或外運，避免破壞環境。在巖石上面的地表層開挖時，為了避免塌方，也要按照混凝土護壁的施工方式進行。

3.2.2 巖石的開挖

當開挖到巖石層時，要采用專用的巖石鉆孔機械進行鉆孔，孔位的布置應采用梅花孔的方式，如圖5所示。鉆孔的深度為1 m，孔間距為150～200 mm。鉆孔完成后，采取間隔裝藥的方式進行填充炸藥。為了保證孔壁完整，一定要控制好炸藥用量，放小炮，采取松動爆破的方式進行爆破施工。花崗巖質地比較堅硬，不易塌方，所以不再采取混凝土護壁。開挖時一定要把孔壁上的浮石清除干凈，以免使用風鎬等震動工具時震落石塊而傷到人。

3.3 采用混凝土管護壁進行沉管式掏挖施工

在河網、低洼地帶，塔位的地下水都比較豐富，在施工時首先要進行降水，如果采取降水設施后仍然無法止住地下水或遇到淤泥和流砂，無法澆注混凝土護壁時，則應采用混凝土沉管進行施工。

3.3.1 混凝土管的準備

混凝土管的強度不能低于樁體的強度。之所以選擇使用混凝土管，是因為地下水透水快或是存在淤泥、流砂這類的地質情況，致使施工時周圍孔壁的壓力較大。為了保證施工安全，需要選擇強度等級較大的鋼筋混凝土管，管內徑要大于樁體設計直徑30 mm，管壁為150 mm，管長為2 m。混凝土管要在預制件廠提前進行制作，強度達到100%后再進行使用。

3.3.2 基坑的開挖

首先，按照混凝土管外徑加50 mm的孔徑進行分坑，并開挖1～1.5 m，再利用三角架或吊車把一節混凝土管安裝到基坑內，并進行超平找正，確保位置正確。然后在管內挖土，隨著管內土面的下降，混凝土管借自重作用會逐漸下沉，當一節井筒快沉入土中時，再接著修筑另一段井筒，這樣一節一節下沉，一直下沉到設計標高。在管內挖土時，一定要確保四周均勻挖掘，使混凝土管均勻下沉，防止孔壁傾斜，開挖過程中要對成孔質量隨時進行檢查。當達到設計深度時再深挖 0.3～0.5 m，然后澆注一層混凝土將孔底封住。

4 樁基鋼筋的制作安裝

由于人工挖孔樁基礎坑深都比較深，并且考慮到地形條件和交通運輸條件的制約，在樁基開挖完畢后，樁基鋼筋籠的制作多采用現場制作，在樁基坑內綁扎并焊接成型。由于樁基坑內作業面小，在焊接作業中應選派有經驗的焊工操作，保證鋼筋籠的焊接成型質量。在孔內進行焊接時，一定要使用送風設備進行通風，防止施工人員發生窒息。

5 樁基混凝土的澆注

樁基混凝土可采用現場攪拌或是商品混凝土使用泵車輸送的方式來進行澆注。在進行混凝土澆筑前一定要選擇好泵車的占位和罐車的運輸通道，必須距離坑口15 m以上，防止引起塌孔。同時減少對耕地和植被的破壞，保護好環境。

由于樁基較深，在樁基混凝土澆注中應使用串筒或帆布筒等工具進行下料，防止混凝土發生離析現象。為了保證混凝土的施工質量，在澆筑過程中仍然要采取分層振搗的方式，以保證樁體的質量。

6 結束語

人工挖孔樁基礎充分利用原狀土的特性，具有環保、混凝土量小、使用施工器具少等特點，雖然在特高壓輸電線路基礎工程中它是首次使用，但在一些常規工程或是在土質情況較好的送電線路上早已經得到應用了，相信在以后的特高壓工程建設中它可能會大量出現。本文提出的人工挖孔樁施工工藝總結了特高壓人工挖孔樁施工技術，可供今后類似工程借鑒。

參考文獻

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〔編輯：曹月〕