德余高速公路橋梁項目人工挖孔樁施工技術

張海峰 李尊武 齊曉龍

中交一公局第一工程有限公司 北京 102205

1 工程概況

2 施工工藝

2.1 施工現(xiàn)場清理與測量定位

根據(jù)項目所處的地質(zhì)、水文條件，選用C30 混凝土材料進行施工，施工前需徹底清理地面的石頭、雜土。提前探查施工所處環(huán)境，若發(fā)現(xiàn)坡面存在裂隙，根據(jù)實際情況進行維修。測量墩臺十字線，提前確定樁孔位置，并依照標準擺放護樁。此外，在孔口周邊開挖排水通道，構建排水系統(tǒng)，以便及時清理地表水。提前搭設孔口雨棚、拼裝提升設備、設計出渣線路、合理擺放各施工器械。

2.2 設置井口防護

施工前在距離孔口2m 的四周環(huán)繞擺放安全防護網(wǎng)，高度＞1.2m，并張貼反光警示標志。樁口周邊可用混凝土材料制成圓圈，高度必須超出地面0.3m 以上，阻擋外界雜質(zhì)和水進入井孔內(nèi)。護壁使用C30 混凝土材料進行澆筑，厚度＞0.1m。施工時應注意同步澆筑圍護與第1 層護壁，且第1 層護壁深度應在0.8～1m。待圍護即將凝固之前，在其上方釘入4 個直徑5cm 的鐵釘，具體位置可擺放在任意2 個相互垂直直徑的延長線上。

2.3 挖掘

（1）項目單位執(zhí)行3 班倒制度，確保作業(yè)連續(xù)流暢。施工過程中每2 人1 組，1 人進入樁孔內(nèi)、1 人位于樁孔邊。挖掘順序應根據(jù)土層屬性及樁體位置決定。若項目所處地段地下水位低，則可以同步開挖多個樁孔，以此加快進度。挖掘時，需按照先中間后四周的順序有序開挖，合理控制樁孔尺寸，根據(jù)土質(zhì)條件，決定每段挖掘深度。土質(zhì)條件較好，挖掘深度控制在1m 左右；若土質(zhì)堅硬，可控制在1.5m 左右；若土質(zhì)松軟、含水充足，應控制在0.4～0.8m。應及時檢查樁孔尺寸，確保滿足設計標準。

（2）借助提升設備輔助施工時，處于下方的人員必須按標準佩戴安全帽，上方的人員需要按標準佩戴安全帶。待吊桶與樁孔上方距離1m 時，需適當轉(zhuǎn)動吊桶位置，使吊桶順利拉出樁孔。同時，吊桶需在小推車內(nèi)卸土，即將小推車運輸?shù)骄嚯x孔口外側(cè)3m 左右的距離，集中處理所有廢土。若施工需要直接在孔口上方完成卸土，需要及時推移活動安全蓋板，將孔口蓋住，從而有效避免廢土再次墜入孔內(nèi)。卸土工作完成后，挪開蓋板，繼續(xù)下放吊桶。

孔深滿足設計規(guī)定后，可借助桿孔規(guī)檢測孔直徑及樁壁圓弧度，適當進行修正。若施工時發(fā)生滲水，需暫停施工，先排出積水。需要注意的是，在進行挖孔與支撐護壁時，不得出現(xiàn)中斷，一旦中斷則極易造成坍塌。此外，若孔內(nèi)二氧化碳含量＞0.3%或開挖深度≥10m，則需要借助專業(yè)設備進行通風，暫停工作時要及時關閉蓋板。

（3）項目團隊在開挖孔樁時極易受到地下水的影響。若地下水位偏小可以直接通過抽水的方式清理，若地下水位偏大，則要同時對多個樁孔抽水，以此降低水位。若項目處于細砂、粉砂層地質(zhì)環(huán)境中，可以根據(jù)流砂含量確定挖孔深度，必要時使用鋼護筒配合施工。

其次，水和土壤是花卉正常生長的必備條件。為更好的維持土壤的質(zhì)量，在澆水后需及時對花卉植物進行松土，以免水分流失。多數(shù)觀賞性花卉處于旱生植物和濕生植物之間，即為中生植物，例如茉莉、桂花、月季等，對于中生植物而言，其土壤中含水量應掌握在50～60%之間。而被栽植在水邊或空氣濕度相對較大的植物，例如垂柳、水仙等，其具備耐濕性，需遵照寧濕勿干的澆水原則。另外，因為夏天降水量相對較大，花卉周邊會長滿了雜草，對花卉養(yǎng)料吸收、光合作用均會產(chǎn)生不同程度的影響，此時管理人員需及時去除雜草。

（4）若是開挖地段處于淤泥層，需要在開挖過程中及時使用模板、木板進行支撐，必要時可適當減小開挖深度，并澆筑護壁以提升整體結構的穩(wěn)定性。開挖過程中要及時記錄相關數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常應立即停止施工、告知上級部門進行排查。待開挖深度達到設計標準后，需對樁孔內(nèi)部進行清潔。

2.4 護壁

2.4.1 護壁形式

項目單位應結合護壁的形式與厚度選擇分段護壁法進行施工，通常包含鋸齒狀護壁與平直狀護壁。

若項目所處地質(zhì)屬一般土層，每段深度應≤1m；若處于松軟土層中，則深度需≤0.5m；若項目所處地區(qū)地質(zhì)條件復雜，則每段深度大小取決于護壁安全狀況。護壁厚度，通常情況下控制在100～150mm。若項目所處地段屬于黏土性軟弱土層，需要在上下相鄰護壁之間添加≥Φ8mm、間距≤200mm 的豎向鋼筋。

2.4.2 護壁施工

（1）可以依照拆上節(jié)支下節(jié)的方法循環(huán)使用護壁模板，且在使用過程中借助木樁進行加固，確保其軸線與樁中心保持在一條垂直線上，誤差應≤10mm，樁徑可略大于設計值。施工過程中，相鄰模板可以使用卡具扣件進行連接。為了便于施工，無需給模板安設水平支撐，但模板安裝完畢后，需對其位置進行測量，保證其水平和垂直方向均滿足設計標準。

（2）制作護壁時，必須保證同心度、圓順度、垂直度均滿足設計標準。施工人員可以在模板拆除之后，將一線吊球順著圍護4 鐵釘連線交點拋下，待其位置不動之后測量吊球與護壁、模板以及垂線方向不同的6 個點之間的距離，確保其相差值＜1cm。

（3）如果護壁高度測量為30cm，此時可以直接把模板放置在離上層護壁5～8cm 的位置進行澆筑，并同步進行振搗，確保其密實性；如果護壁高度測量為50cm，需要先安裝距上層護壁頂端25cm 以下的內(nèi)模，待其澆筑完成后，再將剩余高20cm 的內(nèi)模安裝起來，再次振搗。

（4）由于項目選用分段開挖法進行施工，因此需要在其內(nèi)部安置模板，及時澆筑護壁，澆筑時必須確?；炷了涠仍?0cm，且嚴格把控澆筑后的護壁強度和厚度等參數(shù)，根據(jù)施工所處的氣候狀況，修改靜置時間，必須確保護壁混凝土強度達到1.2MPa 后才能拆模。

2.5 安裝吊運設備及通風、照明、安全設施

（1）挖孔用提升設備可借助0.5t 卷揚機輔助施工。使用的門架由方鋼制成，并用螺栓連接；安裝時，將門架放置在樁孔上側(cè)，確定位置后立即進行加固，確保門架位置不受后續(xù)施工的影響。安裝提升設備時，需先排查所有的配套設備是否齊全完好，保證鋼絲繩沒有破損處。

（2）安裝活底吊桶、活動蓋板、照明系統(tǒng)、水泵以及通風機。安裝吊桶時，注意吊桶位置與護壁保持安全距離，以避免在后續(xù)施工過程中引發(fā)安全事故。施工時必須使用＜36V 的電源進行照明；為保障施工人員的安全，需提前在孔口周邊安設圍護欄，若樁孔深度＞10m，需要開啟井下機械通風，特殊情況下還需要及時往井下輸送氧氣。施工過程中應保持上下人員輪流工作，位于上方的施工人員應密切關注下方人員的狀況，避免出現(xiàn)安全事故。

2.6 終孔檢查處理

待施工人員挖孔深度到達設計標準之后，需要清理孔底，確保底部平滑，沒有沉淀。施工人員工作時，要時刻關注所處地質(zhì)條件，一旦發(fā)現(xiàn)與設計資料不吻合時，需立即告知負責部門，排查原因后再施工。

2.7 鋼筋籠的制作和安裝

（1）項目使用電弧焊焊接鋼筋籠，在制作過程中必須確保主筋軸線處于同一水平線上，需測試其抗拉、抗折能力，保證達到設計標準。為鋼筋骨架配備三角形內(nèi)撐架，并將其與內(nèi)部加強筋連接在一起，間距≤3m，需給骨架綁扎鋼管，以此提升骨架強度，避免在后續(xù)運輸、施工過程中出現(xiàn)形變。整體驗收完畢后，將其運送至指定地點。

（2）為避免鋼筋籠在澆筑時發(fā)生上浮，應該在施工過程中配備4 根有吊環(huán)的余熱處理帶肋鋼筋，其中一側(cè)與鋼筋骨架相連、另一側(cè)則用吊環(huán)放置在鋼管內(nèi)，吊環(huán)長度需根據(jù)項目需求確定。對鋼筋籠進行定位，可以在鋼筋骨架上提前焊接所有的定位筋，從樁體頂部開始焊接，且相鄰2 根定位筋之間需間隔2m。

2.8 灌注混凝土

2.8.1 安裝導管

選用Φ30cm 鋼管作為導管，兩端使用螺絲連接。導管預制完成后需對其進行水密性以及抗拉性能測試，將導壁內(nèi)部所有的灰漿、泥砂清理干凈，確保所有指標達到設計標準后才能投入使用。吊放導管時，嚴格控制下放速度，確保其一直處于正中央，以避免碰撞到鋼筋骨架與孔壁，導管需與底部維持0.3～0.4m 的距離。

2.8.2 混凝土拌和、運輸

提前根據(jù)設計配比預制好所有的混凝土漿液。根據(jù)項目需求，設計了2 臺拌和站。施工人員在進行混凝土預制前，應檢查所準備的原材料是否足夠，若不足不得開始預制。預制混凝土需選派專業(yè)人士進行配比，并如實填寫配比通知單，待監(jiān)理工程師審批通過后才能真正開始施工。拌和過程中必須確保所使用的混凝土配比符合設計規(guī)定，若需要使用外加劑也應該用電子秤嚴格稱量、裝袋。合理控制混凝土拌和時間，以保證各成分分布均勻。相關負責人員還需實時觀察其坍落度，同時需保證在后續(xù)運輸、使用過程中不出現(xiàn)離析、泌水等問題。

2.8.3 水下混凝土灌注

待儲料斗內(nèi)承載的混凝土材料達到上限之后，需立即更換混凝土罐車，以便打開導管閥門施工過程中能夠源源不斷地向儲料斗中輸送新的混凝土，從而保障施工的連貫性，提升材料下落時的沖擊力[1]。需要注意，整個灌注過程不能中斷，且在施工前和施工時派專人檢查混凝土坍落度，混凝土坍落度應在18～22cm。

在進行灌注時，應時刻觀察導管內(nèi)部混凝土材料的墜落情況，觀察灌注高度，以便及時調(diào)整或撤除導管。灌注工作完成后，應保證最終混凝土高度超過樁頂0.5～0.8m，在混凝土凝固之前緩慢拔除導管。

應實時測量孔內(nèi)混凝土材料高度，確保導管埋深維持在2～6m，抬高導管時應保持垂直、居中、速度緩慢。

3 無地下水情況下樁基混凝土的灌注

3.1 干灌法施工方法

此方法主要是借助串筒進行灌注，串筒直徑在0.4m，每節(jié)長度控制在1.5m，上下相鄰處使用吊耳進行連接，確保串筒底端與孔內(nèi)底端高度差＜2m。

提前在攪拌站預制好混凝土漿液，用混凝土罐車中運送到現(xiàn)場；將混凝土罐車擺放在下料斗處，灌注時，必須確保每層灌注高度控制在0.3m 以內(nèi)，每層灌注結束后需及時振搗。為了保障最終樁頂?shù)墓嘧⑿Ч?，需將表層的浮漿及時去除，并適當超灌。需要注意，干灌法施工必須確保澆筑工作一次性完成。

3.2 干灌時如何消除水的影響

澆筑樁身混凝土時，必須嚴格把控混凝土的強度，確保均勻性、密實性均符合設計標準[2]，而影響混凝土性能最關鍵的因素就是孔內(nèi)的水含量。

3.3 孔底積水

在進行澆筑前需要將孔內(nèi)的積水完全抽干，且需要給潛水泵安設逆流閥，確保撤除水泵時，抽水管中的積水不會回流至樁孔中。若孔底還有殘留水，可在孔底添加適量的干拌混凝土混合料或干水泥，并在其表層澆筑混凝土；若孔內(nèi)積水較多，則需要直接更換施工方法，選用水下澆筑法進行施工。