人工挖孔作業(yè)樁基施工應(yīng)用探討

方俊豐

（廣東）

1 工程實例

某高速公路路基標(biāo)，共有中橋4座，橋長在20～60m之間水等，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺，基礎(chǔ)全部采用φ1.0～1.3m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該地地質(zhì)情況較好，地層組成較為簡單，大部分地表僅有1~2m為土質(zhì)復(fù)蓋層，其下均為花崗巖及風(fēng)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(chǔ)施工進(jìn)度和降低成本，經(jīng)多方分析論證，對中橋設(shè)計大部分較短的樁基礎(chǔ)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(jìn)行設(shè)計與施工，從而達(dá)到了較為理想的效果。

2 工藝特點

2.1 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(jìn)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(shè)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(fù)雜等施工環(huán)境惡劣條件下進(jìn)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。

2.2 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。

3 準(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)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(shè)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(yīng)高出原地面20cm~30cm，防止土、石、雜物落入孔內(nèi)傷人。

4 技術(shù)要點

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(fēng)鉆在其中心打眼，予以爆破。

對于巖層開挖，根據(jù)井巷掘進(jìn)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(shè)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(yán)，防止跑氣，嚴(yán)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(shè)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(shè)計爆破功效=π=0.8，活環(huán)進(jìn)尺0.72m，實際單耗=q實=3.66kg/m3為防止孔樁底部水導(dǎo)致炸藥失效，本設(shè)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(yīng)停止開挖，在孔中間架設(shè)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(yīng)與樁中心準(zhǔn)確對正，并支設(shè)牢固。第一節(jié)砼護壁澆注應(yīng)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(biāo)號不應(yīng)低于C15，并應(yīng)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(yīng)確保每節(jié)護壁砼設(shè)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(jìn)行護壁。

4.3 灌注砼

樁孔挖成并報驗后，即要安設(shè)鋼筋籠，澆灌砼。當(dāng)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(dǎo)管中自由墜落，導(dǎo)管應(yīng)對準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)用振搗搗實。砼塌落度控制在3～5cm。

5 安全措施

5.1 孔口圍護措施

孔口四周必須澆筑砼護圈，并在護圈上設(shè)置圍欄圍護，圍欄應(yīng)高出地面1.2米，圍欄應(yīng)采用鋼筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周1米范圍內(nèi)。

5.2 防護壁坍塌措施

每節(jié)樁孔挖完后立即支護壁模板，澆筑護壁砼，一般情況下24H后方可拆除護壁砼，護壁可加配適量鋼筋，上下護壁要有鋼筋拉結(jié)，避免某段護壁出現(xiàn)流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現(xiàn)象，上下護壁間搭接長度不小于50mm。樁底如果設(shè)計要求擴底，若擴底高度超過2米，擴底部分應(yīng)分段做護壁，防止擴底部分坍塌。

5.3 孔中防毒措施

地下特殊土層中往往含有CO2,SO2,H2S或其他有毒氣體，故每次下孔前，必須對樁孔內(nèi)氣體進(jìn)行抽樣檢測（可用快速檢測管），發(fā)現(xiàn)有毒氣體含量超過允許值時，應(yīng)將有害氣體清除至化學(xué)毒物最低允許濃度衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，并采用足夠的安全衛(wèi)生防范措施，如設(shè)置專門設(shè)備向孔內(nèi)通風(fēng)換氣，通風(fēng)量不少于25L/S，以防止急性中毒事故發(fā)生。

5.4 防觸電措施

施工現(xiàn)場一切電源、電路的安裝、拆除必須由持證電工操作，施工現(xiàn)場電源、線路按“三相五線制”，TN-S系統(tǒng)要求布置，并按“三級配電”，“二級漏電”分級分段保護，各孔井用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多孔和一閘多用，必須一機一閘一漏一箱進(jìn)行敷設(shè)，孔上電線電纜必須架空20米以上，孔內(nèi)電線電纜必須采用護套等有防磨損，防潮，防斷等保護措施，空中操作工應(yīng)戴工作手套，腳穿絕緣膠鞋，配電箱應(yīng)有嚴(yán)密的防雨措施，安裝位置合適，安裝牢固。

6 結(jié)束語

綜上所述，對于氣候干旱，地下水位低，且地質(zhì)不太復(fù)雜的地質(zhì)條件，采用人工挖孔作業(yè)法進(jìn)行樁基施工顯然是再合適不過的優(yōu)選方案了，只要作好孔口和孔壁的支護、防滲工作，充分利用豐富的人力資源，使用簡單的器重設(shè)備，并做好安全措施，用挖孔法施工是十分快速有效的。從實踐中可看出，許多施工單位在施工中根據(jù)地質(zhì)條件，用挖孔代替鉆孔施工，均取得了良好的經(jīng)濟效益，

[1]嚴(yán)同運.人工挖孔樁有關(guān)問題的幾點看法[N].廣東建設(shè)報;2000年.

[2]柏傲冬.挖孔樁施工及設(shè)計中的一些問題[J].四川建筑科學(xué)研究;1995年02期.