橋梁樁基人工挖孔樁施工技術(shù)探述

周荷東

摘 要：橋梁樁基是橋梁整體結(jié)構(gòu)中最為重要的一個(gè)組成部分，其穩(wěn)定性直接影響到橋梁工程的整體質(zhì)量。在施工過程中，施工技術(shù)、施工條件以及施工環(huán)境等因素都會(huì)對(duì)橋梁樁基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此橋梁建設(shè)工程需要嚴(yán)格把控橋梁樁基的施工質(zhì)量。而人工挖孔樁這種施工技術(shù)可以通過人工方式開挖孔樁、放入鋼筋、灌注混凝土，與機(jī)械施工相比人工挖孔樁具有施工迅速、操作簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低、容易把控施工質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，使用這種技術(shù)進(jìn)行橋梁樁基施工可以減少諸多因素給施工質(zhì)量帶來(lái)的影響。本文嘗試探究人工挖孔樁技術(shù)在橋梁樁基施工中的應(yīng)用，并觀察施工過程中容易出現(xiàn)的問題，總結(jié)相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：人工挖孔樁；橋梁樁基；施工技術(shù)；問題；措施

中圖分類號(hào)：U445.551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0096-02

近些年來(lái)，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)和科技上出現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，交通運(yùn)輸事業(yè)更是蓬勃發(fā)展，公路橋梁在建設(shè)上更加趨向智能化、先進(jìn)化，對(duì)工程建設(shè)的效率與安全提出了更高的要求。傳統(tǒng)的機(jī)械式施工雖然可以縮短施工周期、提高施工效率，但是在細(xì)致度上卻無(wú)法與人工方式相媲美。事實(shí)上，橋梁建設(shè)工作若是想要獲得理想的施工結(jié)果，應(yīng)該在機(jī)械施工的基礎(chǔ)上在某一些環(huán)節(jié)中適當(dāng)選擇人工方式進(jìn)行施工。如樁基施工，這一環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的好壞直接與工程整體質(zhì)量掛鉤，為了確保工程質(zhì)量與后續(xù)的使用安全，應(yīng)該采用人工方式來(lái)挖孔樁，這樣不僅可以有效控制施工成本高低與施工周期長(zhǎng)短，還能降低施工操作難度與復(fù)雜度、提高橋梁的承載能力。

1 概述

1.1 定義

人工挖孔樁是指通過人工方式在地基上挖出豎井，在樁孔中置入鋼筋籠并以混凝土灌注而成的樁，在樁頂部灌注有墩柱混凝土或承臺(tái)混凝土，形成成樁基礎(chǔ)。相較于其他的現(xiàn)代化施工技術(shù)，人工挖孔樁技術(shù)具有較長(zhǎng)的發(fā)展歷史，但是這種施工技術(shù)并沒有被埋沒在時(shí)間的長(zhǎng)河中，而是一直在不斷地發(fā)展。這種技術(shù)需要使用簡(jiǎn)單的設(shè)備與技術(shù)，在操作上非常便捷和簡(jiǎn)單；由于沒有動(dòng)用大型機(jī)械，所以占用場(chǎng)地較小；其不會(huì)排除大量的泥漿，對(duì)周邊的建筑物乃至環(huán)境都不會(huì)產(chǎn)生較大的影響；在眾多施工人員的參與下，可以有效控制施工質(zhì)量，所以使用人工挖孔樁技術(shù)的橋梁建設(shè)工程可以在較短的工期內(nèi)全面施工，不僅造價(jià)低，質(zhì)量也非常可靠。

1.2 適用范圍

（1）土質(zhì)。人工挖孔樁技術(shù)適用于低于地下水位的粘性土或粉土層、風(fēng)化巖層、密實(shí)度在中等以上的砂土層以及填土層。而流塑性較強(qiáng)的淤泥層、粉細(xì)砂層、粉細(xì)砂與淤泥夾層以及存在流砂的土層都不宜使用這種施工技術(shù)。原因在于前幾種土層在穩(wěn)定性上要比后幾種土層更加穩(wěn)定，發(fā)生形變的幾率相對(duì)較低，人工挖孔樁時(shí)安全性更高，后續(xù)穩(wěn)定性更加可靠。

（2）持力層。持力層具有怎樣的力學(xué)強(qiáng)度，直接關(guān)系到樁基安全性的高低，因此如何選擇持力層變得極為重要。一般而言，中等風(fēng)化或微風(fēng)化且無(wú)軟弱持力層的巖層、礫石黏土、低透水性的中密度碎石黏土以及地基承載力在200千帕以上的殘積粘性土。

2 人工挖孔樁的具體工藝流程

2.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備是工程后續(xù)施工的重要基礎(chǔ)，施工單位應(yīng)該做好如下工作：首先，要根據(jù)工程實(shí)際狀況編制詳細(xì)的施工方案，以便在后續(xù)的施工中做到有理有序；其次，要提前為豎井的井壁設(shè)計(jì)好支護(hù)措施，以便在后續(xù)的施工中防止出現(xiàn)坍塌事故；此外，還需要做好施工前的現(xiàn)場(chǎng)清理工作，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的“三通一平”（即電通、水通、路通、場(chǎng)地平整），若是場(chǎng)地內(nèi)有舊建筑物，應(yīng)及時(shí)推倒并予以清除，若是場(chǎng)地內(nèi)管線或者電纜，則要向相關(guān)部門進(jìn)行申報(bào)，根據(jù)有關(guān)部門給出的指示來(lái)清除管線電纜或改變其布局走向，規(guī)避開施工范圍；當(dāng)然，施工前還需要確保施工人員、設(shè)計(jì)人員以及其他相關(guān)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙有著深入的理解，以便及時(shí)針對(duì)施工場(chǎng)地中發(fā)生的意外情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚蛔詈螅€需要為樁基平面圖測(cè)量與放樣，在樁孔四周散布灰線，以便明確樁位的軸線、定位點(diǎn)。

2.2 成孔施工

在人工開挖樁孔前，應(yīng)先為基層底板進(jìn)行軸線測(cè)放，隨后還要使用激光全站儀來(lái)復(fù)核測(cè)放結(jié)果的準(zhǔn)確性，直至合格后才能施工，進(jìn)而為抗浮樁進(jìn)行樁位的測(cè)放。一般而言，施工的流程應(yīng)該為：為場(chǎng)地進(jìn)行平整才護(hù)理→進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量放樣→為豎井及其他區(qū)域安裝支架、準(zhǔn)備好施工所用的儀器和工具→開始挖掘→清理挖出的土石。當(dāng)然，這一施工流程中可以適當(dāng)使用消協(xié)機(jī)械進(jìn)行輔助施工，如將開挖出來(lái)的棄渣使用卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)出孔外。此外，需要注意的是，無(wú)人對(duì)孔口施工時(shí)應(yīng)使用蓋板密封好孔口，以便無(wú)關(guān)人員失足落入孔口造成傷亡。

2.3 護(hù)壁施工

若是施工的土層具有較差的土質(zhì)，應(yīng)在開挖前做好支護(hù)工作，如使用混凝土、鋼筋混凝土制作護(hù)壁。在進(jìn)行護(hù)壁施工時(shí)，應(yīng)緊跟開挖節(jié)奏進(jìn)行分解施工，并且上節(jié)與下節(jié)之間應(yīng)該進(jìn)行梯形搭接，于接頭處使用鋼筋搭接，如此可以加強(qiáng)護(hù)壁的穩(wěn)定性。表1即使護(hù)壁連接處所用鋼筋的常見規(guī)格。若是護(hù)壁施工到含水層，則應(yīng)向混凝土中填加防水劑、超早強(qiáng)劑與密實(shí)劑，這樣即使有地下水對(duì)混凝土進(jìn)行沖刷，護(hù)壁也可以保持其可靠的性能不變。此外，對(duì)于每節(jié)護(hù)壁之間的混凝土接搓處，可以適量填加堵漏劑，如此可以增加局部密實(shí)性，避免漏水量過大而使孔內(nèi)水面高度超限。

2.4 制作、安裝鋼筋籠

施工人員應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙制作鋼筋籠，并在箍筋內(nèi)標(biāo)記好主筋的位置，隨后基于施工需要為主筋進(jìn)行焊接，以確保其牢固可靠，之后在將其與其他箍筋焊接在一起，便可以形成鋼筋籠。焊接可分為單面焊接與雙面焊接，然而無(wú)論是哪一種焊接，搭接長(zhǎng)度都是需要被嚴(yán)格控制的，一旦搭接長(zhǎng)度不足10米（單面焊接）/5米（雙面焊接），將無(wú)法兼顧鋼筋籠的高效性與穩(wěn)定性。在安裝鋼筋籠之前還需要檢查孔內(nèi)狀況，以免樁孔塌方或內(nèi)部沉渣過多，影響后續(xù)施工。在安放鋼筋籠時(shí)需要兼顧高度的穩(wěn)定性和順直性，以免撞擊孔壁給護(hù)壁造成損傷。此外，在安放完鋼筋籠之后，應(yīng)校核其設(shè)計(jì)標(biāo)高，若無(wú)問題才能固定鋼筋籠，以免鋼筋籠上浮或下沉，影響孔樁的穩(wěn)定性。

2.5 混凝土灌注

孔內(nèi)若有積水將會(huì)影響到混凝土的灌注效果，因此進(jìn)行混凝土灌注前應(yīng)先將孔內(nèi)的積水全部清除干凈。一般情況下，混凝土灌注施工會(huì)使用“串通法”，在使用這一方法時(shí)需要按照施工設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制串通末端與孔底之間的高度，并且在振搗混凝土?xí)r需要使用插入式的振搗器。若是滲水量較大，則應(yīng)采用導(dǎo)管法來(lái)灌注混凝土。為了提高水下混凝土的和易性，應(yīng)該使用中粗砂作為集料，且碎石骨料需要基于施工要求嚴(yán)格控制其最大粒徑，不得小于40mm。對(duì)于混凝土塌落度，也要提前做好檢查，確保其具有充足的流動(dòng)性能與黏聚性能。一般而言，若是塌落度范圍在18～22cm之間，則混凝土的使用量不得少于360kg/m3，且含砂率應(yīng)在40%到50%之間，導(dǎo)管至少埋設(shè)2米深度，混凝土拌合時(shí)間不得少于90秒。若是混凝土密實(shí)性不夠，則可以串通下料并對(duì)混凝土進(jìn)行分層振搗，如此可以澆筑出符合施工要求的混凝土。為了提高振搗質(zhì)量，應(yīng)為同一個(gè)樁身的混凝土給予高頻迅速振搗，使用插入式振搗器來(lái)分層振搗。

2.6 施工完成后的檢測(cè)

在挖孔至設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后，需要按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)單樁承載力也要納入到檢測(cè)范圍之內(nèi)。目前，可用于檢測(cè)上述參數(shù)的方法主要有：荷載試驗(yàn)、動(dòng)測(cè)法以及鉆孔抽芯法，具體操作及判定標(biāo)準(zhǔn)可參考最新版本的《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》。

3 實(shí)例

某橋梁建設(shè)工程需人工挖孔樁500根，涉及施工人員數(shù)量為2000人，護(hù)壁與樁身均需達(dá)到C30強(qiáng)度的混凝土等級(jí)，樁長(zhǎng)為30～50m，項(xiàng)目所在為溶洞性地質(zhì)特點(diǎn)，施工方使用先進(jìn)設(shè)備掃描孔內(nèi)，發(fā)現(xiàn)距離孔底1/4高度有20多個(gè)孔洞，施工人員清除孔洞內(nèi)的粘土，按照上述工藝流程進(jìn)行施工，期間以混凝土灌注孔洞，將其抹平，隨后以鋼筋籠進(jìn)行支持，放入樁基，給予相應(yīng)檢測(cè)，最終確認(rèn)施工質(zhì)量良好。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁樁基施工重在質(zhì)量控制，施工人工挖孔樁技術(shù)可以確保施工質(zhì)量可靠，本文結(jié)合實(shí)例對(duì)此施工技術(shù)的適用范圍、工藝進(jìn)行了分析，以供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]陳浩.橋梁基礎(chǔ)人工挖孔樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].黑龍江交通科技，2016（05）.

[2]邢建國(guó).關(guān)于橋梁人工挖孔樁施工技術(shù)的淺思[J].科技風(fēng)，2015（13）.

[3]盧秀冬.橋梁基礎(chǔ)人工挖孔樁施工技術(shù)探討[J].交通建設(shè)與管理，2014（18）.

[4]袁傳軍.關(guān)于橋梁樁基施工技術(shù)研究[J].山西建筑，2014，40（10）.