關于采用人工挖孔法進行樁基施工的技術(shù)探討

林剩芬

摘要：本文借助廣東省某高速公路第三合同段××立交橋采用人工挖孔法進行樁基灌注樁施工的工程實例，較為詳細地介紹了該種作業(yè)方式的優(yōu)缺點、施工注意事項及安全保證措施，以便為今后同類型的樁基施工提供一定的參考價值。

關鍵詞：挖孔樁；作業(yè)特點；工藝要求；安全措施

1人工挖孔法作業(yè)方式的優(yōu)、缺點

首先，讓我們來了解一下人工挖孔樁這種傳統(tǒng)作業(yè)方式的施工特點。

1.1挖孔施工的優(yōu)點：具有機具簡單、技術(shù)含量不高，易于適時的過程控制和造價低的特點；易于進行持力層地質(zhì)狀況鑒別和孔底沉渣控制，成孔直觀，砼灌注質(zhì)量易控制，有利于成樁質(zhì)量的保證。必要時樁底可做成擴大頭以增加單樁承載力；可不受設備限制，而多個挖孔樁同時開始，作業(yè)點多，施工工期短；適用于山區(qū)場地狹隘，地勢崎嶇不平及軟基地段或地質(zhì)復雜等施工環(huán)境惡劣條件下進行施工，且在施工中對水、電需求量較小，有利于條件落后地區(qū)施工；它還具有排土少，無泥漿污染、無噪音和無震動，對周圍建筑物無易造成影響等環(huán)保特點。

1.2挖孔施工的缺點：

不適于地下水豐富、樁長超過25m或有流塑狀泥、砂及溶巖地區(qū)的施工；人工勞動強度大、作業(yè)環(huán)境差、危險性高，容易出現(xiàn)安全事故;工作面廣，交叉作業(yè)多，管理者要合理組織，精心策劃方能充分發(fā)揮挖孔樁的優(yōu)勢，對管理人員素質(zhì)要求高；

2工程實例建設情況

廣東省某高速公路第三合同段××立交橋，上部結(jié)構(gòu)為25m跨預制預應力砼連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺，基礎設計為φ1.2～1.5m的鉆孔灌注樁基礎。該地地質(zhì)情況較好，地層組成較為簡單，大部分地表僅有0~2m為土質(zhì)復蓋層，其下均為花崗巖及風化巖；地下水類型上部為上覆第四系孔隙潛水，基底為花崗巖裂隙水，地下水量較少，對砼沒有腐蝕性，且土層密實。為確保工程質(zhì)量、加快樁基礎施工進度和降低成本，經(jīng)多方分析論證，對該橋大部分較短的樁基礎采用了人工挖孔法予以施工，其巖層的開挖采用微差控制爆破方法進行設計與施工，從而達到了較為理想的效果。

3前期準備工作

平整施工場地，清理地面亂石、雜草，測量放樣出樁位中心的準確位置，施測十字線，放好穩(wěn)定牢固護樁；在孔口的四周挖排水溝，搭設好孔口活動雨棚，做好防排水工作；安裝電動或手動卷揚提升設備；布置好出渣道路；合理堆放材料和機具，使其不增加孔壁壓力，不影響施工；孔口周圍采用木料制成木質(zhì)架或用砼予以圍護，其高度應高出原地面20cm~30cm，防止土、石、雜物落入孔內(nèi)傷人。

4施工注意事項

4.1人工挖孔

土質(zhì)、砂礫層由人工從上向下逐層開挖，每節(jié)開挖高度為1.0~1.2m，主要采用鎬、鍬，先挖中間后挖四周，每節(jié)上部直徑為1.4m，下部為1.6m，棄渣裝入吊籃或吊桶內(nèi)，用卷揚機提升至孔外。挖掘時，不必將孔壁修成光面，孔壁凹凸不平有利于增加樁壁摩阻力，對于粒徑度較大的漂石可用鋼釬錘破碎，必要時用風鉆在其中心打眼，予以爆破。

對于巖層開挖，根據(jù)井巷掘進原理及以往類似工程施工經(jīng)驗，要采取爆破作業(yè)，本工程炮眼設計采用中心掏槽眼、輔助眼、周邊眼相結(jié)合的布孔方法，利用多個段別毫秒雷管實現(xiàn)微差控制爆破。炮眼布置宜在樁中心布一孔，其余距樁壁40cm，孔距40cm，呈圓形布置。軟質(zhì)巖層孔深不超過90cm，硬質(zhì)巖石孔深不超過50cm，根據(jù)巖石軟硬度每個孔點內(nèi)裝1/3~1/2藥量，頂部裝粘土封嚴，防止跑氣，嚴格控制裝藥量，以松動爆破為主。一般中間炮眼裝銷銨炸藥1~2卷，邊眼裝藥不超過1卷，有水眼孔要用防水炸藥或用膠袋密封。

橋樁凈徑加護壁1.3～1.8m，設計爆破斷面面積S=1.57～2.07m2，中心眼：4個，孔深0.9米，藥量Q0=350g/孔周邊眼：孔數(shù)13個，孔深0.9m，藥量Q0=250g/孔，總藥量Q=4.65kg/m3，設計爆破功效=π=0.8，活環(huán)進尺0.72m，實際單耗=q實=3.66kg/m3為防止孔樁底部水導致炸藥失效，本設計炸藥采用防水性能好的乳膠炸藥。爆破網(wǎng)路采用單孔樁內(nèi)大串聯(lián)的方法施爆，起爆源使用MFB-200型起爆器。

4.2澆筑砼護壁

為防止塌孔，在下挖1.2~1.5m后應停止開挖，在孔中間架設圓形外模，上口內(nèi)直徑為1.0～1.5m，下口內(nèi)直徑為1.2～1.7m，每節(jié)長1m，模板中心應與樁中心準確對正，并支設牢固。第一節(jié)砼護壁澆注應高出井沿30cm，厚度同護壁，以保護井口和防止物體滑落井內(nèi)傷人。

護壁砼的標號不應低于C15，并應摻加適量的早強強劑，砼塌落度控制在7～9cm。砼通過模板上沿與護壁的10cm間隙填入，用鋼釬插搗配合手捶擊模板搗實。

人工挖孔應確保每節(jié)護壁砼設計強度、厚度、同心度、直徑及垂直度符合要求。護壁澆灌24小時后方可拆除模板。石質(zhì)地段坑壁穩(wěn)定時，可不進行護壁。

4.3灌注樁內(nèi)混凝土

樁孔挖成并報驗后，即要安設鋼筋籠，澆灌砼。當孔底及孔壁滲入的地下水上升速度較小時（參考值小于6mm/min）可采用在空氣中灌注砼樁的方法，砼塌落度7～9cm為宜。砼可在導管中自由墜落，導管應對準中心。管口與砼距離不得大于2m，開始灌注時孔底水深不宜大于5cm，灌注砼的速度應盡可能快，使砼對孔壁的壓力大于滲水壓力，以防水滲入孔內(nèi)。距樁頂?shù)撞?m以下灌注的砼，可依靠自由跌搗實，在此線以上灌注的砼應用振搗搗實。砼塌落度控制在3～5cm。

5安全保證措施

所有井下作業(yè)人員必須佩帶安全帽，且每次井下作業(yè)持續(xù)時間最長不得超過3h，應實行輪換下井作業(yè)，以保證井下作業(yè)人員的安全和效率。在井下作業(yè)3m以下必須有通風設施。井口處要比周圍2m范圍高50cm，棄土要放在5m以外。井下照明采用礦燈和36V安全電壓照明。火藥爆破后，必須對孔內(nèi)進行通風排煙，經(jīng)檢查煙霧排凈后，要派有經(jīng)驗的爆破人員須先下井檢查有無瞎炮，當確認無瞎炮后應向挖孔作業(yè)工長簽證交接，挖孔人員方可下井。下井后應先清除護壁上的濺泥土和石渣，并進一步檢查護壁的受損情況，確認安全后，方可進行下一道工序作業(yè)。爆破后洞內(nèi)煙塵排完，鼓風機再繼續(xù)送風，檢查無異味，方可下井作業(yè)。井內(nèi)吊運土方或物料時，應采用穩(wěn)定性好的雙耳圓形吊籃，吊籃吊繩要三點綁扎，以防止吊籃傾翻。起吊時應保持垂直平穩(wěn)、不準斜吊、過急和晃動，以免落物傷人。上料不得超過吊筐容積的80％。

井下作業(yè)人員在作業(yè)過程中，應隨時注意井內(nèi)的各種變化情況，如地下水、流砂、流泥、塌方、井圈護壁變形、有害氣體、不明物等，發(fā)現(xiàn)情況要及時撤離和上報項目管理人員。每工作班至少檢查2次安全設施。

禁止孔內(nèi)邊抽水邊作業(yè)和夜間挖孔作業(yè)。

結(jié)束語

綜上所述，采用人工挖孔法進行部分特殊地質(zhì)路段的樁基施工，在某種程度上而言，還是比較科學合理的。雖然，在最近幾年整個廣東省內(nèi)高速公路工程的建設中，我們在大力地倡導機械化施工，但是，對于一些好的傳統(tǒng)作業(yè)方式，諸如像人工挖孔法這樣的施工方案，我們也不能盲目地、一昧地予以摒棄，相反地，有的時候我們更應該好好地懂得保留，懂得為我們所利用，這樣，才是從科學的角度來選擇合理的施工方案。

參考文獻

[1]《橋梁工程》，人民交通出版社出版.

[2]《交通土建工程爆破工程師手冊》張志毅、王中黔主編，人民交通出版社出版.