實(shí)例探析挖孔灌注樁在橋梁基礎(chǔ)施工中的運(yùn)用

朱洪峰

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)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(jí)公路連接線，起點(diǎn)樁號(hào)LK0 +000，終點(diǎn)樁號(hào)LK5 +203.93，路線長(zhǎng)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(wàn)方(包括劃到二工區(qū)連絡(luò)線服務(wù)區(qū)LK0 +000～LK0 +280 段約9 萬(wàn)方)，填方工程量7.5 萬(wàn)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?yàn)? ×30 m 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部采用柱式墩、肋板式橋臺(tái)，樁基礎(chǔ)。該橋橫跨一條8 m 寬河流，現(xiàn)考慮該段為全興安置點(diǎn)出口及河流水流不大，提出變更為3 ×13 m 簡(jiǎn)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(diǎn)

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(zhǎng)不宜大于40 m，也不宜小于6 m。

2.2 人工挖孔灌注樁特點(diǎn)

人工挖孔灌注樁的主要特點(diǎn)有成孔機(jī)具簡(jiǎn)單，挖孔作業(yè)時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)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(jiǎn)單、縮短工期、造價(jià)比其他樁更經(jīng)濟(jì)合理;缺點(diǎn)是人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，會(huì)遇到流沙層，有一定危險(xiǎn)性。在有地下水區(qū)域施工，應(yīng)先作好人工降低水位，才能保證挖孔樁順利進(jìn)行;挖孔樁底部設(shè)有擴(kuò)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(jìn)入持力層的土質(zhì)狀況。施工機(jī)械簡(jiǎn)單，混凝土護(hù)壁能較好保護(hù)孔壁土質(zhì)的穩(wěn)定。

3 挖孔灌注樁具體施工要點(diǎn)

3.1 埋設(shè)孔壁支護(hù)

在施工之前，首先要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平，在進(jìn)行工程測(cè)量放樣之后，才能夠?qū)妆谥ёo(hù)進(jìn)行開挖和埋設(shè)，根據(jù)需要可用預(yù)制的混凝土井圈或鋼井圈支護(hù)，必要時(shí)亦可用現(xiàn)澆或噴射混凝土護(hù)壁。挖孔平面尺寸大小，以便于施工為宜，但不得小于樁的設(shè)計(jì)斷面尺寸。

3.2 挖孔

負(fù)責(zé)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(jìn)行掩體搭設(shè)，吊具及卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼絲繩等應(yīng)經(jīng)常檢查，井口圍護(hù)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(shí)，孔口必須罩蓋。還應(yīng)經(jīng)常檢查二氧化碳濃度，如超過0.3%或孔深超過10 m時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng);孔內(nèi)巖石須爆破時(shí)，應(yīng)采用淺眼爆破法，嚴(yán)格控制炸藥用量，并在炮眼附近加強(qiáng)支護(hù)，防止震坍孔壁，樁孔較深時(shí)，應(yīng)采用電雷管起爆，孔內(nèi)爆破后，應(yīng)先通風(fēng)排煙，經(jīng)檢查無(wú)毒后施工人員方可下井繼續(xù)作業(yè)。因?yàn)樵谕诳走^程中可能會(huì)遇到煤層現(xiàn)象，那么在施工時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)瓦斯的含量進(jìn)行檢查，保證期保持在合理的范圍內(nèi)，并且做好相關(guān)安全防范措施。在挖孔時(shí)如有水滲入，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)孔壁支護(hù)，防止水在孔壁浸流造成坍孔，如遇涌水量較大的承壓水時(shí)，可視地質(zhì)情況采用井點(diǎn)法或工程師批準(zhǔn)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(yīng)該嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工，并且對(duì)孔徑以及孔的傾斜度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。當(dāng)挖孔的深度滿足圖紙要求之后，需要對(duì)孔的全長(zhǎng)進(jìn)行檢查。在挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，需要做到無(wú)松渣、淤泥、沉淀等擾動(dòng)過的軟層;當(dāng)樁底進(jìn)入斜巖層時(shí)，應(yīng)鑿成水平或臺(tái)階。如地質(zhì)復(fù)雜，應(yīng)探明孔底以下地質(zhì)情況是否滿足設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)提出措施報(bào)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后實(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)。

3.4 鋼筋籠的制作和安放

對(duì)于鋼筋籠的加工和制作需要首先在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)規(guī)格以及分段長(zhǎng)度進(jìn)行下料、彎制，再運(yùn)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(yùn)輸安裝過程中保持直順、不變形，鋼筋籠及接頭必須驗(yàn)收合格，接長(zhǎng)吊裝完畢后還應(yīng)檢查是否已固定設(shè)計(jì)位置。

3.5 灌注樁混凝土

在對(duì)挖孔檢查完成之后，需要及時(shí)的進(jìn)行混凝土的灌注，嚴(yán)禁使樁孔長(zhǎng)時(shí)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(wú)水，采用串筒下溜混凝土，插入式振搗棒振動(dòng)。在施工中要注意的是:混凝土的坍落度，初凝時(shí)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(yīng)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(shù)

(1)施工負(fù)責(zé)人須逐孔檢查各項(xiàng)施工準(zhǔn)備，與質(zhì)檢員、安全員向作業(yè)班組做好安全技術(shù)交底，使安全質(zhì)量管理在思想、組織、措施上都得到落實(shí)才允許開挖。樁孔開挖后，應(yīng)在挖孔區(qū)四周設(shè)置護(hù)欄警護(hù)區(qū);并應(yīng)設(shè)置紅燈為夜間危險(xiǎn)警示;進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須佩戴安全帽。

(2)對(duì)于多個(gè)樁孔進(jìn)行同時(shí)開挖時(shí)，應(yīng)該采用間隔挖孔的方法進(jìn)行開挖，相鄰的樁不能同時(shí)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(yīng)該在挖孔的孔口設(shè)置水平移動(dòng)式的活動(dòng)蓋板。當(dāng)土吊桶提升到離地面1.8 m 左右，推活動(dòng)蓋板，關(guān)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(hù)壁或安放一次工具式鋼筋防護(hù)籠。

(4)對(duì)于正在開挖的樁孔，必須每天在施工時(shí)加強(qiáng)檢查井壁、混凝土護(hù)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(yīng)采取安全措施后方可施工。每樁孔澆注護(hù)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(hù)。在樁孔內(nèi)作業(yè)人員，上下孔時(shí)應(yīng)設(shè)活動(dòng)爬梯或軟梯，腰間系保險(xiǎn)繩，由孔上人員拉繩保護(hù)，防止意外安全事故發(fā)生;嚴(yán)禁沿混凝土護(hù)壁上下。

(5)孔底泥渣提上后應(yīng)堆放離樁孔2 m 遠(yuǎn)，不準(zhǔn)泥渣掉入孔內(nèi);孔深挖至超過作業(yè)人員高度時(shí)，及時(shí)在孔下裝設(shè)半園平護(hù)板。吊渣桶上下時(shí)，孔下人員應(yīng)躲藏于護(hù)板下;護(hù)板位置應(yīng)隨孔深增加，往作業(yè)面下引。在孔內(nèi)上下遞物和工具，嚴(yán)禁拋擲、下掉，須用吊索系牢放下孔底。嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。提升渣土?xí)r用電鈴?fù)ㄖ孛嫒藛T;有緊急情況時(shí)對(duì)講機(jī)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(shí)停止孔內(nèi)挖土施工，關(guān)掉電源，作業(yè)人員即上到地面;雨停止后須檢查樁邊有無(wú)塌陷異常情況，一旦發(fā)現(xiàn)即報(bào)告施工負(fù)責(zé)人處理。當(dāng)樁距小于2 倍樁徑，或樁距小于2.5 m 時(shí)，應(yīng)間隔開挖。

(7)護(hù)壁模板制作，當(dāng)樁徑為0.8～1.2 m 時(shí)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(shè)計(jì)要求)。護(hù)壁混凝土厚度視孔徑大小用土質(zhì)定，不宜小于0.10 m。進(jìn)行水下澆注混凝土?xí)r，混凝土導(dǎo)管應(yīng)伸入孔底澆注并振搗，邊緩慢提升邊拆管。澆注混凝土應(yīng)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(shí)，樁徑0.80 m 以內(nèi)可不放置鋼筋網(wǎng);大于0.80 m 應(yīng)加鋼筋網(wǎng)在護(hù)壁混凝土中(或按設(shè)計(jì)要求)。樁孔開挖過程中，須有專人巡視現(xiàn)場(chǎng)施工情況。即時(shí)發(fā)現(xiàn)樁位周邊地面塌陷裂縫等異常情況，嚴(yán)格做好挖孔現(xiàn)場(chǎng)全面安全監(jiān)護(hù);樁孔開挖應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行。樁孔成型后即驗(yàn)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(yán)禁有人員作業(yè)。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，人工挖孔灌注樁被廣泛的運(yùn)用在橋梁基礎(chǔ)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(fù)雜以及干擾因素強(qiáng)的特點(diǎn)，因而為了提高工程施工質(zhì)量和安全，必須嚴(yán)格按照施工要求和安全技術(shù)要求進(jìn)行施工，做好科學(xué)組織，謹(jǐn)慎施工，從而對(duì)工程施工安全和質(zhì)量進(jìn)行保證。

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