人工挖孔桩在桥梁施工中的应用

闫立群 山西晋城路桥建设有限公司

人工挖孔桩在桥梁施工中的应用

闫立群 山西晋城路桥建设有限公司

目前，由于地下水资源的流失，桥梁工程施工中人工挖孔桩的技术要求越来越成熟。掌握其施工经验是保证工程质量的重要途径。

人工挖孔桩；施工准备；施工控制

artificial dig-hole pile; Construction preparation; Construction control

我项目部所承建的长晋一级公路中K69+573.5处设计一座天桥，该桥上部为2×20m装配式小箱梁，下部桥墩采用桩柱式墩，基础采用摩擦桩，桥台采用肋板式桥台，基础采用摩擦桩。我部在施工过程中根据地质情况桩基采用人工挖孔，本人通过1-1桩基施工过程对挖孔桩在桥梁施工中的应用作出探讨，以供大家参考。

一、施工前的准备

1、技术准备工作：

①组织现场施工技术人员熟悉图纸并领会设计意图。

②组织现场施工人员进行岗前技术、安全培训，人员培训合格后进行施工，特种作业人员焊工、吊车司机等凭证上岗作业。

2、人员、机具设备到位，平整场地。

3、变压器安装，自备一台200KW发电机，满足桩基施工用电需要。

4、浇注混凝土采用25T吊车吊0.8m3料斗进行施工。

5、混凝土搅拌在大桥料场集中拌和，罐车运输，混凝土标号为C25，坍落度控制到70～90mm。

6、人员投入情况：

施工技术负责人：1名；施工技术员：1名；质检员：2名；试验员：2名；投入劳动力：30人。

7、材料使用情况： 28螺纹钢筋,25螺纹钢筋，16螺纹钢筋，10光圆钢筋。

水泥：焦作中晶水泥； 碎石：水东石料厂 ；砂: 河南信阳砂。

二、施工过程控制

1、施工准备

1）施工前根据地质和水文条件，遵循安全施工和因地制宜的原则，选择与桩基同标号的混凝土进行孔壁支护。

2）测量放样，测出桩位：放样前先平整场地，铲除松软土层并夯实。然后按施工图纸准确放出桩位中心线。挖孔前，按桩的中心位置向桩的四边引出4个中心控制点，用铁桩固定。根据设计单位提供的导线点用全站仪放出桩孔准确位置，并设置护桩以便于施工过程中经常检查桩孔是否偏位。

3）为防止井口坍塌，用混凝土浇筑锁口，技术人员对锁口标高进行测量并记录，锁口要求：高出地面不小于30cm，厚度为20～30cm，混凝土强度不小于桩基混凝土强度等级。

①开挖桩孔土方：开挖桩孔从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸；孔口开挖成口小底大的葫芦状，以便于施工人员在孔内作业。

②支护壁模板附加钢筋：为防止孔壁塌方，确保安全施工，成孔设置锁口井圈，并放附加钢筋。

③浇筑护壁混凝土：桩孔挖完一节后立即浇筑护壁混凝土，人工浇筑捣实。

2、挖孔的安全技术措施

①按设计挖孔。

②人工挖孔时坑壁的稳定及吊具设备有专人经常检查。孔顶出土机具有专人管理，并设置高出地面的围挡。孔口无堆积土渣及工具，四周设置围栏，3米之内没有重车通过。相邻两孔中，一孔进行浇注混凝土作业时，另一孔的挖孔人员停止作业，撤出井孔。

③人工挖孔在下孔作业前，先用鼓风机将孔内空气排出更换。深度超过10米以及二氧化碳气体含量超过0.3%时，采取机械通风措施。当其含量虽不超过规定，但作业人员有呼吸不适感觉时，也采取通风等措施。深度超过10米时，加设照明设施，照明灯距孔底约2m左右。

表1

④孔内有岩层需要爆破时，采用浅眼爆破法，严格控制炸药用量，并按爆破安全操作规程的规定，一丝不苟组织好爆破作业；孔内爆破后，先通风排烟15分钟，并经检查无有害气体后，施工人员下井作业。

⑤人工挖孔采用混凝土护壁，每挖深1 m(土质不好时要适当减少)，立即浇筑护壁，护壁厚度不小于10cm，如地质情况较差将护壁长度缩短，随挖随护。护壁混凝土强度不低于桩身混凝土强度等级。

⑥挖出的土方随出随运，暂时不能运走的，堆放在孔口边1m以外，堆土高度不超过1m；孔内人员作业时，孔上有监护人员，并随时与孔下人员保持联系，不得擅自撤离岗位。孔上工作人员随时注意孔底施工情况，发现异常时，立即协助孔内人员撤离，并向有关人员汇报情况。

⑦每次交接班时认真检查起吊设备和架子是否可靠，采用风镐凿岩时，注意气管畅通。

表2

⑧桩孔开挖过程及成孔后，及时加设护筒顶盖，随用随取。

3、挖孔作业

①组织三班倒连续作业，采用10KN～20KN慢速卷扬机提升吊桶出渣，每班4人组成，一人挖孔掘进。

②挖掘时，使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。在挖孔过程中，每挖一段检查一次桩孔尺寸和平面位置。

③挖孔时采用混凝土护壁；护壁用两个半圆钢模板支撑，浇筑C25混凝土，错台施工。当掘进深度大于10m时，使用机械通风。

④终孔检查处理

在挖孔达到设计标高后，进行孔底处理，孔底平整，无松渣、污泥及沉淀等软层。对孔深、孔径和孔的垂直度进行检查，符合要求后灌注混凝土。

4、钢筋笼的加工与制作

1）钢筋的加工

①钢筋具有出厂质量证明书和试验报告单，并抽样进行力学性能试验。

②钢筋按不同钢种、等级、牌号及规格分批验收，分别堆存，设立识别标志。钢筋在运输过程中，避免锈蚀和污染。钢筋堆置在仓库（棚）内。

③钢筋在加工前表面洁净，使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。

④钢筋平直，无局部弯折，Ⅰ级钢筋用钢筋校直机校直。

⑤加工钢筋时在钢筋工作台上制作，保证操作台水平，使做出的钢筋笼竖（顺）直。

2）钢筋的焊接与绑扎

①纵向钢筋的连接，采用手工电弧焊。

②钢筋接头采用搭接电弧焊，双面焊缝的长度不小于5 d，焊缝厚度不小于0.3d，焊缝宽度不小于0.7d，单面焊缝的长度不小于10d，焊缝饱满。

③加强筋与主筋点焊牢固、主筋与螺旋筋进行绑扎或点焊，绑扎呈梅花状。

④钢筋焊接前，焊工持证上岗，根据施工条件进行试焊，合格后正式施焊。

3）钢筋笼的制作

①制作方法

钢筋笼的制作采用加强筋成型法施工。把桩基加强筋设在主筋的内侧，每2m一道，自身搭接部分采用双面焊。定位钢筋每隔2m设一组，每组4根均匀设于桩基加强筋四周。桩基钢筋笼分段插入桩孔中，各段主筋采用单面搭接焊，钢筋绑扎接头的截面面积占总截面面积的百分率不大于50%。

制作时按设计尺寸做好加强筋，并标出主筋的位置，并把主筋摆在平整的工作台上，标出加强筋的位置。焊接时，加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后转动骨架，将其余主筋逐根照上述方法焊好，然后吊起骨架搁于支架上，套上钢筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上。

②钢筋笼的焊接与组装

a.钢筋笼具有足够的刚度和稳定性。

b.钢筋笼的焊接在坚固的工作平台上进行，并在拼装前检查其焊接接头的钢筋符合焊接要求。

表3

表4

表5

c.小直径的钢筋在焊接时下面垫以厚度适当的垫块。

d.钢筋的交叉点用细铁丝绑扎结实，或采用点焊将其焊牢固。

e.钢筋骨架的保护层厚度为5.4cm。

5、吊装钢筋笼

钢筋骨架经检查合格后入孔。

①钢筋骨架的起吊采用16t汽车式起重机。为了保证骨架起吊时不变形，用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二点同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架与地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼入孔后，用电焊机由下而上逐个割掉十字钢筋。继续下降到钢筋笼最后一个加强箍筋处，用工字钢穿过加强箍筋下临时支承，再吊来下一节钢筋笼，使上下两节钢筋笼位于同一竖直线上，进行焊接，焊接采用单面搭接焊。接头焊完后，稍提钢筋笼，抽去临时支托，钢筋笼慢慢下降，最后将4根I级φ16或φ20钢筋制作的吊环与钢筋笼主筋焊接，用工字钢横穿吊环，并架设于孔口枕木上，即可松开钢筋笼的吊点。

②钢筋笼中心偏位控制：钢筋笼就位后在孔口处用已标定好的中心线校正钢筋笼中心。检测钢筋笼底面标高是否符合设计要求，满足规范要求的允许偏差±50mm。

6、下导管

导管制作力求坚固，内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。导管内径为25-35cm，各节导管内径大小一致，偏差不大于±2mm。

7、灌注混凝土

1）原材料检验及混凝土配比见表3、表4、表5。

每m3混凝土材料用量（kg）

水泥: 砂：10～30碎石：10～20碎石：5～10碎石：水=394：630：468：468：234：205

2）混凝土的拌制、运输

混凝土拌和采用集中拌和，罐车运输。

3）混凝土的灌注、振捣

砼连续灌注不中断，井口用料斗并连接砼串筒，串筒出口离砼面高度不超过2.0米。

为保证砼密实度，采用振动棒分层捣实，每段灌注高度0.5米。插入下层10cm左右，振动棒操作“快插慢拔”，在振捣过程中将振动棒上下略作抽动，以使上下振捣均匀。每点振捣时间一般为2 0秒～3 0秒，直到表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

4）混凝土的养护

砼灌注完毕，桩顶覆盖土层养护。

三、桩基完整性检测

在桩基施工前，预埋3根声测管道。106天后采用武汉岩海RS-ST01D 非金属超声测试仪进行检测，评价结果桩基完整，属I类桩。

currently, due to the loss of groundwater resources in bridge engineering construction, artificial dig-hole pile more mature technical requirements.To master its construction experience is ensuring the quality of projects of important ways.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.040