陡傾巖體中爆破人工開孔樁基施工技術的應用

（中交二公局第二工程有限公司，陜西西安 710000）

1 工程概況

新建杠高寨大橋位于貴州貴陽至黃平高速公路境內，場地斜坡較發育，西北地勢較高，東南偏低，斜坡山體整體呈陡崖狀分布，傾角較大，結構較密實。橋梁起點、終點橋臺附近為山頂斜坡，部分橋梁樁基位于半山腰，施工機械難以到達施工地點，便道修筑困難。杠高寨大橋10#墩采用樁柱式橋臺結構，單個橋臺下設置2根直徑為1.8 m的嵌巖樁，左右幅共計4根樁基，設計樁長為21 m。

場地周邊地下水主要以孔隙水、巖溶裂隙水兩種形式存在。第四系松散巖類孔隙水多儲存于松散土層的孔隙介質中，主要接受降雨入滲補給，但補給面積有限、含水量偏小，多以上層滯水形式存在；碳酸鹽巖溶水賦存于碳酸鹽巖溶裂隙和巖溶管道中，受大氣降水影響明顯，水量變化較大，沿巖溶管道排泄。周邊地表水與巖層地下水可沿滲透通道相互補給，地下水位位于1 022.5 m左右。

2 施工工藝

根據現場工程地質條件，右線杠高寨大橋10#墩樁基所處位置特殊，因10-2樁基處于近垂直的臨崖半坡處，現場擬定技術方案為人工開挖結合爆破進行施工，應從左線人工開挖爆破至右線、山體中間開挖爆破至樁頂標高在進行人工挖樁。爆破至樁頂標高后發現，10-2樁基樁身有50%處于露天，考慮到1.8 m的設計直徑樁身，應從山體上爆破開槽至大于樁徑的可施工平臺。

2.1 工藝流程

工程區施工場地原生地質狀況特殊、道路崎嶇、作業場區狹窄、施工條件艱苦，與隧道施工放炮同時進行，人工挖孔樁施工難度較大。樁基施工安全和施工質量控制較為重要，工序安排的合理性、制定符合實際情況的操作工藝流程是質量控制的首要任務。

2.2 施工方法

2.2.1 測量放樣

測量放樣涉及樁基中心、樁孔底部高程及成樁傾斜度的測量，樁心的放線采用軸坐標法放出樁位的橫向和縱向規劃軸線，通過樁心基準點沿樁周進行控制點定位。卷揚機出鉆渣的過程中應保持起吊鋼絲繩和樁孔中心位置對準，便于控制挖土的作用位置。

支護壁模板時中心線的把控，應將首節混凝土護壁、樁軸線、樁孔高程相互對應，使用吊錘定位中心點，以標尺、控制點定位圓周和樁孔深度，使各項測量控制指標準確無誤。樁孔的中心線、樁軸線、樁徑、樁長及基巖土質情況需專人負責統計記錄。

2.2.2 樁孔開挖

人工打孔爆破前，應先進行左線人工開挖爆破修路至右線，通過山體中部爆破開槽提供樁基的施工可操作面。開始挖孔前，應精確定位樁位，自上向下使用鎬、鍬挖除孔中的覆蓋土，順序為先挖中部、后挖周邊，采用垂直運輸吊桶內的棄土，孔口以上配備機械式提升裝置和防雨棚，提升系統采用專用三腳架提升電動葫蘆，提升重量不超過150 kg。將鉆渣提升至地面后，使用手推車運送下放鉆渣于孔口2 m外，棄土高度不超過1.5 m，渣土使用裝載車運出后，再進行樁孔施工。當挖孔揭露到弱風化或硬質基巖，風鎬無法繼續作業的條件時，采用人工打孔爆破。

孔內起爆方法采取電雷管引爆，樁基施工人員需撤離至安全位置后起爆，孔口應加蓋。爆破完成后，應打開孔蓋進行通風，約0.5 h左右檢查孔內是否存在有害氣體，再進行挖孔出渣。

挖孔施工到設計標高后，測量孔底并清除孔底浮渣，直到孔底無松散渣土。施工人員應進行保護孔口處理，若現場地質狀況與設計地勘資料相悖，需報于監理和設計單位溝通解決。

2.2.3 爆破設計

本工程樁徑為1.8 m，鉆爆設計中炮眼數量均為一種，孔內巖層開挖采用淺孔爆破法工藝施工。樁孔爆破深度單次不得超過1 m，防止爆破震壞護壁，避免產生坍孔等現象。

2.2.4 護壁施工

開挖井孔前，就地挖溝支模并澆混凝土護圈，護圈高出地面線約30 cm，避免地面水或雜物灌入孔內，護壁呈階梯狀。混凝土護壁與挖孔需搭接連續，護壁厚度最大13 cm、最小6 cm，護壁混凝土采用C30，護壁內徑不小于1.8 m。

每層護壁高度不大于1 m，護壁支模完成后，專業人員應對護壁厚度、中心進行核對。為保證模板垂直度，可結合十字架對準軸線標記，在十字交叉中心吊垂球進行復核。根據開挖情況，當挖孔深入巖層后，根據巖體完整性和風化破碎程度決定是否需要護壁，若無須護壁，可將開挖半徑縮小，應保證開挖樁徑不小于1.8 m控制。

2.2.5 挖孔終孔檢查

施工至設計標高后，進行樁孔終孔檢查。專業人員應先自行檢查，保證設計標高、樁徑、垂直度等到達要求。清理孔底的渣土、浮土、護壁污泥、淤泥、沉淀等松動層，利用超聲物探法檢測下方巖石是否存在夾層、溶洞等不良地質。若遇溶洞，應探測大小、深淺及其走向，提出相應的治理方案，溶洞上方需做混凝土護壁，且保證支撐牢固。

排水孔口設置鎖口并保證位于地面以上30 cm，防止孔口雜物及地面水滲入孔內，設置護欄和臨時排水溝，在孔口設置遮雨篷，孔口不得堆載重物。挖孔施工中若有地下水涌出，水量不大時可利用提渣桶將水和泥渣同時運出。若涌水量偏大，需鑿坑匯集積水，利用水泵將積水排出樁孔外。

2.2.6 通風與照明

孔內通風采用壓入式，當挖孔深度為10 m以上，施工人員進入樁孔前，先使用鼓風機向孔內送入空氣或氧氣?？變仁┕と藛T必須隨身攜帶瓦斯報警器，隨時檢測孔內是否存在可燃物或有毒氣體，若檢測出瓦斯濃度大于5%或二氧化碳濃度大于0.3%時，施工人員應及時撤離，并向孔內通風換氣。

樁孔內必須架設人工軟梯，嚴禁乘坐提渣桶?？變仁┕と藛T不宜過多，一般不超過兩人，工作時長不超過4 h，樁孔內照明燈泡應具備防水性能，電壓不超過安全電壓允許值，電纜采用防水性絕緣電纜，應采取漏電保護措施[1]。

2.2.7 樁基混凝土澆筑

由于本工程施工機械難以到達施工平臺，因此，混凝土輸送及鋼筋籠吊裝均采用塔吊進行施工。配備的鋼筋籠和聲測管需驗收合格再澆筑樁基混凝土。

樁身混凝土施工主要工藝流程：施工準備→混凝土攪拌和運輸→現場混凝土性能測試→混凝土灌注→人工振搗→灌注完成→樁頂人工鑿毛→樁頂養護→樁身檢測。

杠高寨大橋10#墩樁基利用導管采用干灌法施工，灌注過程中，由孔內工作人員采用振動棒均勻振搗密實，直至樁頂。為確保樁頂混凝土澆筑質量，應及時清理表面浮渣，超灌不小于20 cm，混凝土一次澆筑完成。

3 樁基終孔參數及斜坡段樁基終孔要求

3.1 樁基終孔參數

（1）嵌巖深度：橋梁樁基嵌巖深度除施工圖有明確規定外，嵌巖深度均不小于3D（D為樁基直徑）。

（2）有效樁長：全線橋梁樁基有效樁長由設計計算確定，一般不小于15 m。

（3）柱底檢測：樁端以下3D或5 m（取大值）范圍內無軟弱夾層、溶洞等不良地質情況存在時，方可終孔。

3.2 斜坡段樁基終孔要求

（1）有效樁長：以樁周最不利坡面（最陡坡面）樁基外緣距坡面的水平距離為2.5D計算，有效樁長不小于15 m。

（2）安全距離：以樁周最不利坡面（最陡坡面）計算樁底距斜坡（陡崖）面水平安全距離，斜坡不小于30 m，陡崖不小于20 m。

4 安全質量保證措施

4.1 爆破工程質量保證措施

通過優化設計爆破參數、控制預裂孔的鉆孔質量及精度、提高裝藥、填塞質量、控制爆破振動、限制一次起爆的最大藥量等措施，確保人工開挖爆破的工程質量。

4.2 混凝土質量保證措施

雨季施工應嚴格把控混凝土的配合比，對已澆筑的混凝土做好防護，在混凝土攪拌站應派專職試驗人員檢查、監督和試驗，若遇特殊情況在施工現場無法澆筑混凝土，應通知及時停止混凝土的攪拌和運輸。由于樁孔較深、樁身較長，澆混凝土時采用直導管下料，以避免混凝土離析。同時，混凝土澆筑應嚴格控制其下料速度，確?；炷恋恼駬v留有充足的時間。

4.3 安全保證措施

為充分保障樁孔作業人員安全，在施工過程中樁口設置三面鋼板圍護及活動頂棚防護措施。樁孔開挖需搭設操作平臺，在山體上打錨桿支撐，與施工操作平臺形成有效連接，以滿足施工作業要求。每孔需配置軟梯供孔內作業人員出孔使用，無工作人員在場時孔口須加防護蓋板，防止雜物或人員掉入孔內[2]。

本工程隧道施工與樁基施工同時進行，每次隧道放炮，樁基施工人員應撤離至安全位置后起爆，防止爆破產生的孤石對施工人員造成傷害，起爆后在保證安全的前提下再進行開挖，爆破后坡面應加設防護網。

5 結語

綜上所述，在該類地形、地質條件復雜的山區臨崖位置進行挖孔樁施工，應根據不同巖土層采用不同的開挖方式和支護模式，采取逐層開挖、逐層護壁的施工工藝。按照孔內空氣質量情況，采用不同的通風措施，以確保人工挖孔施工安全。根據本工程孔位不同深度巖層地質狀況，采取控制開挖進尺、合理設計爆破參數、逐層護壁、合理處置溶洞、孔內承壓水和采取孔內通風等措施，可有效減少坍孔，保障樁基工程質量和進度計劃要求，節約工期，降低施工成本。