挖孔桩在桥梁基础施工中的应用研究

谢凡东

(贵州路桥集团有限公司)

1 前 言

桥梁桩基是整个桥梁施工过程中的重要部分，它的施工质量直接影响着桥梁的质量、寿命、养护及安全。本文重点介绍了挖孔桩在桥梁基础施工中的应用，对挖孔桩的优越性、施工过程等进行了详细的说明。目前的桥梁基础施工过程中，桩基础通常首先使用人工进行钻孔，然后利用混凝土进行灌注。

2 挖孔桩的优越性

挖孔桩有很多优点:(1)施工操作工艺和所需设备非常简单，施工方便，人工挖孔桩的施工过工程只需要最为简单的模板进行支模和最为简单的起吊设备进行吊装，不需要大型的机械设备。(2)挖孔桩的质量更好。人工挖桩时，桩底不会有沉淀类物质，单桩承载力高，受力性能可靠，不容易断桩。(3)施工速度更加快捷，并且可多桩同时进行，特别是在层岩等地质施工时，挖孔比钻孔速度要快，节约了桥梁建设的工期。(4)价格低廉。挖孔桩的费用要比灌注桩降低约四分之一的成本。大大降低了整个桥梁施工的费用。

3 挖孔桩的适用范围

人工挖孔桩适用于桩直径大于800 mm 且不含地下水或者地下水含量较少的黏土，适用于深度大约20 m，有少量砂、鹅卵石的黏土，特别适用于黄土层。而容易出现流砂的土层如粉细砂或地下水位较高、冲击地带以及含水量较高的淤泥土质则不宜使用人工挖孔桩的方法。

4 挖孔桩的施工准备

施工前，应该做好相应的准备，才能使施工顺利进行。(1)进行挖孔桩施工前，应先熟悉当地的地质条件和水文条件，确保因地制宜，根据当地的实际条件来选择合适的施工器械。根据支承土或者当地岩石的性质明确是否适合人工挖孔桩，充分估计在施工过程中将要遇到的困难。(2)选择合适的挖孔桩桩基的尺寸、制定出合适的施工方案，并且采用设计中拟采用的容许承载力，提前考虑并且验算桩基的沉降等问题。(3)清理场地，清除场地表面的危石浮土等异物，表面有裂缝或者坍塌现象应该予以保护，夯实松软土层。桩基在陡坡上要先确定土体是否稳定，若不稳定应及时予以铲除。(4)确定桩孔精确位置，计算开挖深度，从而在孔口四周挖好相应的排水口，做好排水系统有效排除地表水。(5)安装好提升设备，布置好出渣通道，合理安放好材料和机具，不影响到施工。井口周围用木料等制成框架且高度应高于地面20 ～30 cm，以免杂物滚入孔内伤人。

5 挖孔桩的施工过程

5.1 挖桩成孔的一般过程

挖桩成孔的过程中，施工人员应当首先设立空口架子来确定挖桩的中心位置，然后工程人员在地面画出护壁外径，在进行人工挖孔时候可以采用铁锹、镐等挖掘工具进行一般土质的挖掘，但是挖到深入风化岩层的时候，就需要用到相应配备的凿岩机了。在人工挖孔的时候，正常土质中，每挖1 m，就要设置内模浇筑护壁混凝土。地层比较硬的时候，可以增加到1.5 m，如果地层松软的时候，可以减小到0.5 ～0.8 m。在人工挖孔的过程中，如果遇到渗水的情况，应该在桩孔底部挖一积深度为0.6 m 直径为0.8m 的积水坑，并且最后要用潜水泵将积水坑中的积水抽出。相邻桩孔同时进行施工时，要按对角分布挖掘，以免开孔或者浇筑过程中发生串孔事故。孔挖到一定深度后，应采用合适的照明灯具进行照明，同时配备相应的小型鼓风机向孔内通风换气，风量应不低于25 L/s。

5.2 钢筋笼的制作安装

现场制作钢筋笼，制作钢筋笼的钢筋使用前都要进行质量验收，并进行相应的力学性能和焊接性能的实验，合格后方能使用。采用锥螺纹连接的方法进行连接，对于深桩的钢筋笼制作安装来说，由于起吊设备的高度是有限的，所以就不能采用整体绑扎钢筋笼吊入井下这一方法。就需要采用孔内绑扎的方法，就是先在钻孔的孔侧壁上打上直径20 cm长30 cm 的圆钢，然后放入主筋和箍筋，钢筋应从下往上一次绑扎，从而使钢筋与侧壁钢的连接更加紧密和牢固，完成后现场工作人员还要自习检查各个桩轴线的位置。

5.3 混凝土的浇筑

(1)护壁混凝土浇筑

护壁混凝土应当按照设计要求施工，按照严格的配比进行配制，对混凝土使用量较大，所以一般不用人工在桩口面自搅，通常利用搅拌机进行搅拌或者使用商品混凝土。混凝土的拌合时间一般不少于120 s，所用混凝土应用铁皮铺设安放，不能随意放在地面上，混凝土的运输路线应尽可能通畅且不宜过长，避免混凝土的离析现象。护壁如果有轻微的渗水要及时处理堵塞，以免影响桩芯混凝土的浇筑。

(2)桩芯混凝土的浇筑

混凝土浇筑前应先把孔内积水抽干清理干净，补好护壁渗水部分。混凝土下料采用沿溜管直下，溜管口埋入混凝土内10 ～20 cm，以免浇筑过程中混凝土飞溅。对于混凝土的配比，不仅要保证混凝土自身有足够的前度，还需要满足易性和初凝时间的具体要求。施工过程中一般采用对混凝土垂直灌入孔内分层浇筑，每隔0.8 ～1 m，就需要分层震动一次至桩顶，在下层混凝土初凝前就要完成上层混凝土的浇筑，并且每个分层厚度都不能超过0.5 m。浇筑桩芯混凝土时可以比桩顶浇高10 cm，然后做凿浮浆技术的处理，以保证桩芯混凝土的质量。在混凝土浇筑的过程中，施工人员一定要注意过程不能间断要保持连续作业。施工人员还要注意浇筑混凝土的速度，需要在尽量短的时间内浇筑好。

6 结 语

挖孔桩的施工是桥梁基础施工的重要组成部分，人工挖孔灌注桩是成桩技术中相对历史悠久、技术成熟的一种方法，其施工方便、质量可靠、速度快捷、价格低廉等优势为整个桥梁工程的顺利进行打下了坚实的基础。

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