高速公路橋梁建設中的人工挖孔樁施工技術綜述

王 勃

（中交路橋北方工程有限公司，北京 100000）

0 引言

由于橋梁基礎的施工技術水平不斷提升，促使橋梁基礎的種類變得更加豐富。人工挖孔樁是采用小型機具人工開挖成孔，機械安裝鋼筋籠并澆筑混凝土的方式之一[1]。人工挖孔樁的操作十分簡單，具有機具設備簡單、施工操作方便、占用施工場地小、速度快、工程造價低、施工質(zhì)量可靠等特點，在施工時，對周邊環(huán)境建筑物影響小，所以在山區(qū)橋梁的施工過程中具有十分廣泛的應用。

1 工程概況

本文所闡述的高速公路橋梁樁基施工是貴黔高速公路的TJ2標段，項目區(qū)域位于貴州高原北部向四川盆地過渡的斜坡地帶，是大婁山脈的東南段，海拔高程大致為550 m～1 200 m，地形高低差異明顯。其中包含主線、百花湖互通區(qū)。主線開始于K7+000～YK14+350，路線的總長度為7.35 km。起始點K7+000在貴陽市的觀山湖地區(qū)，沿線依次經(jīng)貓?zhí)哟髽?、新田大橋、百花湖互通區(qū)、破巖大橋、木老沖0號、3號、4號的中橋、木老沖1號、2號的大橋、白巖1號、2號的大橋最終抵達本標段的終點。合同段中主線有大橋7座，中橋3座；百花湖互通區(qū)共有5條匝道、1條L匝道橋，有較大的地形起伏，主線以橋梁為主。以地質(zhì)狀況及地形地貌為依據(jù)，通過綜合的考慮與分析最終決定采用人工挖孔樁。

2 人工挖孔樁概述

2.1 施工方法特征

施工用到的設備、工器具簡單，可以形成固定的作業(yè)系統(tǒng)是人工挖孔樁施工方法的主要特征。施工人員的數(shù)量定量化；施工的操作過程較為簡單，工藝不復雜；占地面積較小，土石方開挖量和棄土量比較少，對環(huán)境的影響低；地質(zhì)條件要滿足一定的要求，在施工的過程當中要及時勘查地質(zhì)狀況；工程造價比較低；不過安全風險比較大，應該制定較為規(guī)范的安全制度。

2.2 適用范圍

人工挖孔樁的應用范疇如下：其基礎樁的直徑或最小邊寬度宜≥1.2 m。挖孔的深度一般宜≤15 m，不過地質(zhì)條件良好時可適當放寬。適用于無水無地下水或地下水比較少的勤土，粉質(zhì)勤土里含少量的砂、砂卵石、漿結(jié)石，特別適合在黃土層中使用，在巖石地質(zhì)里也有著應用。

3 人工挖孔樁的施工技術

3.1 施工準備

（1）整平土地。在正式開始施工之前，應該對施工的現(xiàn)場展開整平處理工作，把表面的雜物清理干凈，施做施工平臺；

（2）樁位的放置。樁位放置的高度對高速公路的運行有著非常重要的影響，規(guī)定孔口應設置高出地面至少30 cm的護圈，以防止施工時物體掉入孔內(nèi)，危及操作人員的安全；

（3）孔口的開設。其包含孔口的開挖和澆筑孔口的混凝土。當孔口在開設時，應該測量出孔口的大小與深度，在一定的范圍內(nèi)澆筑孔口的混凝土，保證孔口的質(zhì)量，確保施工人員的安全問題。當孔口開設完畢以后，應考慮提升支架的安裝問題，以方便之后的施工；

（4）測量放樣。在施工放樣時，應該嚴格按照圖紙設計坐標進行。在保證孔洞的位置合理后，對樁基中心點位做好十字護樁。并用砂漿或者混凝土為其加固，以便在開挖的過程中實行對樁位的校正工作。

3.2 成孔施工

當進行挖樁孔時，首先檢測孔口位置是否正確，使用全站儀復核，并在孔口位置設置標高控制點，當符合標準之后便可展開正常的開挖施工作業(yè)。其施工工藝為：場地的整平工作→測量并放樣→提升架安裝→準備施工所用的儀器與工具→挖掘→清理。

覆蓋層一般通過風鎬配合人工的方式成孔，同時進行護壁工作，如果巖層需要爆破，通常選用淺眼松動的形式完成，但要嚴格控制炮眼深度，硬巖深度應該控制在0.4 m左右，軟巖深度控制在0.8 m左右，其炸藥使用量需根據(jù)要求來控制，一般不超過炮眼深度的1/3，注意藥包不可裸露。所設置的炮眼斜插方向、位置、數(shù)量等，要根據(jù)巖層斷面的方向設置，四周斜插主要進行挖邊，中間一組負責完成掏心。完成孔內(nèi)爆破以后，需要及時進行排煙工作，其孔壁不需要特意開展修光處理，不過需反復檢查傾斜度及樁徑。

3.3 護壁

在人工挖孔樁施工的過程中，如遇到土層的土質(zhì)較差，應該依照一定的要求做好開挖支護工作[2]。通常狀況下，可運用混凝土或鋼筋混凝土進行護壁，具體的施工方式依照實際施工情況設計。上級和下級兩者之間應該用梯形的模式搭建，在接頭處搭建鋼筋。在施工時，如遇到含水層及其之下的混凝土護壁時，因為地下水不斷滲漏并且順著井壁下流，會給施工造成一定的影響，所以在作業(yè)過程中要保證混凝土的抗沖刷能力。如果巖層孔深較淺，且條件較為良好，就無需進行護壁，反之必須進行。同時，混凝土強度必須和樁身混凝土同標號，且每進尺0.9 m～1.2 m設置支護，其厚度一般≥15 cm。如果挖孔時出現(xiàn)滲水的情況，立即展開支護處理；若挖孔內(nèi)的滲水量比較大，需進行抽水工作。如果孔內(nèi)水量比較大，且土層較為松軟，可以采用對角開挖的形式。

3.4 鋼筋籠安裝

由于施工現(xiàn)場的實際情況限制，吊車等設備無法進場作業(yè)，所以在孔口處設置支架，一邊制作一邊放下。其方法及步驟如下。

（1）加工鋼筋配料。依照樁基的設計、實際深度，確定鋼筋籠的加工長度；

（2）搭設鋼筋籠制作、下放支架。所搭設的下放支架高度設置為2.5 m，其搭設鋼管規(guī)格為壁厚6 mm，直徑110 mm，而制作鋼筋籠支架高度設置為6 m，搭設鋼管規(guī)格為壁厚3 mm，直徑48 mm，支架搭設位置為孔口處的混凝土基礎之上，其工作平臺的設置為每2 m一設；

（3）在下放前進行相應的檢查。其檢查內(nèi)容包含：下放鋼管支架、手拉葫蘆、鋼絲繩、加強箍筋與主筋焊接情況及鋼筋對接套筒的安裝情況等；

（4）下放鋼筋籠。在加強箍筋與主筋的對稱位置上加設吊點，利用手拉葫蘆將其吊起，之后下放，下放時應保持對稱。下放過程中每2 m需將鋼筋籠掛于孔口，下放時必須嚴格控制其高程、垂直度、平面位置等；

（5）鋼筋籠的接長。對完成下放的鋼筋籠進行加長處理，并重復以上步驟，直到鋼筋籠長度滿足設計長度為止。

3.5 混凝土灌注

混凝土澆筑方法有2種，分別為干灌注和水下灌注[3]，這時則要根據(jù)具體的施工情況來選擇：當孔內(nèi)水的上升速度較?。▍⒖贾担? mm/min）時，直接采用串筒干灌；當孔內(nèi)水的上升速度較大（參考值＞6 mm/min）時，按水下混凝土灌注法灌注，具體分析如下。

（1）混凝土干灌注

混凝土的坍落度應控制在7 cm～9 cm間，從導管式串筒自由傾落，分層振搗厚度不超過0.3 m，混凝土灌注連續(xù)進行。

對于混凝土干灌注每次混凝土澆筑的高度應不超過0.5 m，并用插入式振搗器分層振搗密實，每層混凝土初凝前，澆筑下一層混凝土，并對上一層混凝土進行充分的二次振搗；

（2）灌注水下混凝土

清孔滿足各項指標后，即可灌注混凝土?；炷敛捎霉捃囘\輸，根據(jù)各樁位現(xiàn)場情況選擇地泵泵送入孔或直接灌注，需注意的是，坍落度控制在8 cm～12 cm間。

灌注水下混凝土時，混凝土灌注導管采用內(nèi)徑Φ300型螺紋接口管，按《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTG/TF 50—2011要求，在混凝土灌注前進行水密承壓和接頭抗拉試驗、長度測量標碼等工作，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后下放導管，導管底口至樁孔底端的間距控制在0.2 m～0.4 m。

首批灌注混凝土的數(shù)量滿足導管首次埋置深度（≥1.0 m）和填充導管底部的需要，根據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》的公式，計算不同樁長和不同條件下的鉆孔樁首批灌注混凝土所需方量。現(xiàn)場設料斗，料斗存混凝土方量超出首批混凝土方量，確保能夠連續(xù)灌注后，再進行首批混凝土灌注施工?，F(xiàn)場技術員會同監(jiān)理員測定首批混凝土灌注深度合格后，方可進行后續(xù)混凝土灌注施工。

4 結(jié)語

在工程建設的過程中，人工挖孔樁在其中起到了重要的作用，此施工方法不僅具有操作簡便、成本較低、對環(huán)境影響較小等特點，還具有方便質(zhì)量控制、成型效果較好等優(yōu)點。在實際的運用過程中，需要注意對地質(zhì)資料詳細解讀，在此基礎上，嚴格遵循相關要求，將質(zhì)量安全做到位，從而提高技術應用的水平，保證工程質(zhì)量。