實例探析挖孔灌注樁在橋梁基礎施工中的運用

朱洪峰

(貴州橋梁建設集團有限公司)

1 工程概況

三工區(qū)位于德江縣合興鄉(xiāng)范圍內(nèi)，是思南至遵義高速公路第四合同段主線合興互通立交連接合興鄉(xiāng)S210 省道途經(jīng)大興村二級公路連接線，起點樁號LK0 +000，終點樁號LK5 +203.93，路線長約5.204 km;三工區(qū)主要工程有:LK4+320 中橋(現(xiàn)正變更為3 ×13 m 空心板)。共有9 道涵洞，均為鋼筋混凝土蓋板涵。路基土石方開挖22.5 萬方(包括劃到二工區(qū)連絡線服務區(qū)LK0 +000～LK0 +280 段約9 萬方)，填方工程量7.5 萬方。M7.5漿砌片石11 983 m3，三維植被網(wǎng)33 229 m2，噴播植草灌90 470 m2。

三工區(qū)只有一座中橋為3 ×30 m 裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁，下部采用柱式墩、肋板式橋臺，樁基礎。該橋橫跨一條8 m 寬河流，現(xiàn)考慮該段為全興安置點出口及河流水流不大，提出變更為3 ×13 m 簡支空心板。三工區(qū)樁基形式為圓孔樁，樁基施工采用人工挖孔。

2 人工挖孔灌注樁特點

2.1 人工挖孔灌注樁定義

人工挖孔灌注樁是指在樁位采用人工挖掘方法成孔，然后安放鋼筋籠、灌注混凝土而成的樁。其樁身直徑≥800 mm，樁長不宜大于40 m，也不宜小于6 m。

2.2 人工挖孔灌注樁特點

人工挖孔灌注樁的主要特點有成孔機具簡單，挖孔作業(yè)時無振動、無噪聲、無環(huán)境污染，便于清空和檢查孔壁及孔底，施工質(zhì)量可靠。挖孔樁施工燥聲小、可全面開挖、全面施工、工具簡單、縮短工期、造價比其他樁更經(jīng)濟合理;缺點是人工勞動強度大，會遇到流沙層，有一定危險性。在有地下水區(qū)域施工，應先作好人工降低水位，才能保證挖孔樁順利進行;挖孔樁底部設有擴大頭和鍋形底，以增加持力層底面積和樁的穩(wěn)定性及承載力;能直接觀察地質(zhì)變化和進入持力層的土質(zhì)狀況。施工機械簡單，混凝土護壁能較好保護孔壁土質(zhì)的穩(wěn)定。

3 挖孔灌注樁具體施工要點

3.1 埋設孔壁支護

在施工之前，首先要對場地進行整平，在進行工程測量放樣之后，才能夠?qū)妆谥ёo進行開挖和埋設，根據(jù)需要可用預制的混凝土井圈或鋼井圈支護，必要時亦可用現(xiàn)澆或噴射混凝土護壁。挖孔平面尺寸大小，以便于施工為宜，但不得小于樁的設計斷面尺寸。

3.2 挖孔

負責挖孔的人員為了保證施工安全，必須要配備安全帽以及安全繩，如果有必要需要進行掩體搭設，吊具及卷揚機、鋼絲繩等應經(jīng)常檢查，井口圍護高出地面30 cm，防止土、石、雜物滾入孔內(nèi)傷人。挖孔工作暫停時，孔口必須罩蓋。還應經(jīng)常檢查二氧化碳濃度，如超過0.3%或孔深超過10 m時，應采用機械通風;孔內(nèi)巖石須爆破時，應采用淺眼爆破法，嚴格控制炸藥用量，并在炮眼附近加強支護，防止震坍孔壁，樁孔較深時，應采用電雷管起爆，孔內(nèi)爆破后，應先通風排煙，經(jīng)檢查無毒后施工人員方可下井繼續(xù)作業(yè)。因為在挖孔過程中可能會遇到煤層現(xiàn)象，那么在施工時應該加強對瓦斯的含量進行檢查，保證期保持在合理的范圍內(nèi)，并且做好相關安全防范措施。在挖孔時如有水滲入，應及時加強孔壁支護，防止水在孔壁浸流造成坍孔，如遇涌水量較大的承壓水時，可視地質(zhì)情況采用井點法或工程師批準的其它有效的止水措施。

3.3 挖孔檢查清孔及允許偏差

在挖孔過程中，應該嚴格按照施工規(guī)范進行施工，并且對孔徑以及孔的傾斜度進行嚴格的控制。當挖孔的深度滿足圖紙要求之后，需要對孔的全長進行檢查。在挖孔達到設計深度之后，需要做到無松渣、淤泥、沉淀等擾動過的軟層;當樁底進入斜巖層時，應鑿成水平或臺階。如地質(zhì)復雜，應探明孔底以下地質(zhì)情況是否滿足設計要求，否則應提出措施報技術負責人批準后實施。挖孔的允許偏差如下:(1)平面位置:群樁不大于10 cm，單排樁不大于5 cm。(2)挖孔邊長或直徑:不小于圖紙規(guī)定。(3)傾斜率:不大于0.5%。(4)深度:不小于圖紙規(guī)定的樁長。

3.4 鋼筋籠的制作和安放

對于鋼筋籠的加工和制作需要首先在施工現(xiàn)場根據(jù)規(guī)格以及分段長度進行下料、彎制，再運到孔位附近制作成形，鋼筋籠的分段在方便吊裝的前提下越少越好，加工鋼筋籠必須按照規(guī)定的要求制作。加勁箍及十字撐要有足夠的剛度，滿足在運輸安裝過程中保持直順、不變形，鋼筋籠及接頭必須驗收合格，接長吊裝完畢后還應檢查是否已固定設計位置。

3.5 灌注樁混凝土

在對挖孔檢查完成之后，需要及時的進行混凝土的灌注，嚴禁使樁孔長時間的暴露在空氣中，通常均為排水漏斗法灌注混凝土，若樁孔內(nèi)無水，采用串筒下溜混凝土，插入式振搗棒振動。在施工中要注意的是:混凝土的坍落度，初凝時間;保證鋼筋籠位置正確，并采取防止鋼筋籠上浮的措施;并且應該作好混凝土灌注記錄。挖孔樁成樁質(zhì)量允許偏差見笑表1。

表1 挖孔樁成樁質(zhì)量允許偏差

4 人工挖孔灌注樁安全技術

(1)施工負責人須逐孔檢查各項施工準備，與質(zhì)檢員、安全員向作業(yè)班組做好安全技術交底，使安全質(zhì)量管理在思想、組織、措施上都得到落實才允許開挖。樁孔開挖后，應在挖孔區(qū)四周設置護欄警護區(qū);并應設置紅燈為夜間危險警示;進入施工現(xiàn)場作業(yè)人員必須佩戴安全帽。

(2)對于多個樁孔進行同時開挖時，應該采用間隔挖孔的方法進行開挖，相鄰的樁不能同時挖孔、成孔。必須持相鄰樁孔澆灌完混凝土后才能挖孔，以保證土壁穩(wěn)定性。

(3)應該在挖孔的孔口設置水平移動式的活動蓋板。當土吊桶提升到離地面1.8 m 左右，推活動蓋板，關閉孔口，手推車推至蓋板上，卸土后再開蓋板，下吊桶吊土，以防土塊、操作人員和工具掉入孔內(nèi)傷人。樁孔挖土，必須挖一節(jié)土做一節(jié)護壁或安放一次工具式鋼筋防護籠。

(4)對于正在開挖的樁孔，必須每天在施工時加強檢查井壁、混凝土護壁以及井中的空氣，如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在特殊情況，那么應采取安全措施后方可施工。每樁孔澆注護壁混凝土后，樁孔須加蓋以防止人墜孔的安全事故發(fā)生;沒有作業(yè)的樁孔都必須加蓋防護。在樁孔內(nèi)作業(yè)人員，上下孔時應設活動爬梯或軟梯，腰間系保險繩，由孔上人員拉繩保護，防止意外安全事故發(fā)生;嚴禁沿混凝土護壁上下。

(5)孔底泥渣提上后應堆放離樁孔2 m 遠，不準泥渣掉入孔內(nèi);孔深挖至超過作業(yè)人員高度時，及時在孔下裝設半園平護板。吊渣桶上下時，孔下人員應躲藏于護板下;護板位置應隨孔深增加，往作業(yè)面下引。在孔內(nèi)上下遞物和工具，嚴禁拋擲、下掉，須用吊索系牢放下孔底。嚴格遵守安全操作規(guī)程。提升渣土時用電鈴通知地面人員;有緊急情況時對講機方便與地面聯(lián)系。

(6)孔下作業(yè)最多不能超過兩人;下雨時停止孔內(nèi)挖土施工，關掉電源，作業(yè)人員即上到地面;雨停止后須檢查樁邊有無塌陷異常情況，一旦發(fā)現(xiàn)即報告施工負責人處理。當樁距小于2 倍樁徑，或樁距小于2.5 m 時，應間隔開挖。

(7)護壁模板制作，當樁徑為0.8～1.2 m 時模板由4 塊組成，直徑大于1.2 m 的樁孔，模板由5～8 塊組成，下部直徑大于上部直徑0.15 m(按設計要求)。護壁混凝土厚度視孔徑大小用土質(zhì)定，不宜小于0.10 m。進行水下澆注混凝土時，混凝土導管應伸入孔底澆注并振搗，邊緩慢提升邊拆管。澆注混凝土應超高0.50～1 m;視孔內(nèi)滲積水、泥漿厚度情況決定超澆混凝土高度。

(8)孔壁土質(zhì)穩(wěn)定性較好時，樁徑0.80 m 以內(nèi)可不放置鋼筋網(wǎng);大于0.80 m 應加鋼筋網(wǎng)在護壁混凝土中(或按設計要求)。樁孔開挖過程中，須有專人巡視現(xiàn)場施工情況。即時發(fā)現(xiàn)樁位周邊地面塌陷裂縫等異常情況，嚴格做好挖孔現(xiàn)場全面安全監(jiān)護;樁孔開挖應交錯進行。樁孔成型后即驗收即澆注混凝土，正澆注混凝土的孔，10 m 半徑內(nèi)樁孔下嚴禁有人員作業(yè)。

5 結(jié) 語

綜上所述，人工挖孔灌注樁被廣泛的運用在橋梁基礎施工中。在人工挖孔灌注樁施工中，主要表現(xiàn)出施工難度高、工藝復雜以及干擾因素強的特點，因而為了提高工程施工質(zhì)量和安全，必須嚴格按照施工要求和安全技術要求進行施工，做好科學組織，謹慎施工，從而對工程施工安全和質(zhì)量進行保證。

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