人工挖孔桩基础施工技术研究——以草埔园枢纽互通主线1#桥施工为例

赵小忠

(福建省第一公路工程公司第四分公司)

人工挖孔桩基础施工技术研究
——以草埔园枢纽互通主线1#桥施工为例

赵小忠

(福建省第一公路工程公司第四分公司)

以草埔园枢纽互通主线1#桥人工挖孔桩基础施工为例，分别在施工准备阶段、人工挖孔施工、钢筋笼的制作安装以及混凝土灌注等几方面，详细论述了人工挖孔桩基础施工技术。

人工挖孔桩;地质条件;安全;施工

0 引言

人工挖孔桩由于在施工过程中不需要大型的机械设备，相比于钻孔灌注桩基础能够有效的降低工程造价，而且施工技术方便简单，因此在桥梁工程施工中得到了广泛的应用。人工挖孔桩主要适用于施工作业区域地下水位较低、地质条件相对良好、区域地层土体较为密实以及桩长较短而桩径相对较大的桩基础施工作业。但是由于人工挖孔桩施工作业的条件较差、人工劳动强度较高，因此，确保人工挖孔桩施工作业安全，提高工程施工质量以及工程施工效率，已经成为人工挖孔桩施工管理的关键内容，这对于桩基础施工作业的顺利开展也具有重要的意义。本文将以草埔园枢纽互通主线1#桥桩基础施工作业管理为例，具体论述人工挖孔桩施工作业技术。

1 工程项目概况

草埔园枢纽互通主线1#桥桥梁全长520.5 m。桥梁下部0桥台设计为群桩、肋式台，20#台为柱式台;柱式墩、桩基础。本桥设计桩基嵌岩桩135根，长度10～29 m不等，桩基直径 1.5 m、1.6 m、1.2 m 三种，桩基主要采取人工挖孔的方式进行桩基础的开挖。

2 人工挖孔桩基础施工准备

(1)施工场地的布置。在人工挖孔桩施工作业之前，必须要完成施工作业场地的平整以及压实处理工作，并在人工挖孔桩的外侧挖设排水沟，以确保排水顺畅。同时做好施工作业场地施工便道的规划建设，为施工机械、工具的进场与停放安置提供场地，同时完成施工现场的测量放样工作。

(2)施工材料以及机具的准备。用于混凝土拌制的水泥一般选用普通硅酸盐水泥，为了提高混凝土的强度可以采用标号为425的水泥。砂可以选择中粗砂，同时严格控制含泥量不超过5%。骨料一般使用粒径为0.5～3.2 cm的卵石或者碎石，控制用于桩身混凝土的粒径不超过5 cm，含泥量不超过2%。施工的机具设备主要包括卷扬机组或电动葫芦、手推车或翻斗车、混凝土搅拌机、电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵等设备。

(3)施工作业条件的准备。井壁支护方式应该按照施工区域的土质特点、地下水分布情况，进行井壁支护的计算和设计。一般采取混凝土护壁施工，局部特殊地质如流沙层可采用沉管法。在全面开展人工挖孔桩施工作业之前，应该有针对性的选择部分区域开挖试验桩孔，分析土质、水文等为原施工方案的调整提供依据。

3 人工挖孔桩的土方开挖施工

(1)测量放样。在完成人工挖孔桩施工作业场地的三通一平之后，应该按照测量控制网的资料以及桩基础平面布置图，测定好桩位中心，以中点为圆心，按照桩身半径加护壁厚度为半径，采用撒石灰线标示处人工挖孔桩孔开挖尺寸线。在完成人工挖孔桩的桩基定位之后，应该及时的进行检查，确保测量放样准确无误之后方可进行开挖。

(2)第一节土方的开挖施工。对于第一节桩孔土方的开挖，应该按照从上到下的顺序逐层进行开挖，每一节的开挖高度应该按照施工作业区域的地质条件确定，一般控制在0.9～1.2 m左右。为了避免人工挖孔作业过程中出现孔壁坍塌的事故发生，对于成孔应该及时的设置井圈，井圈类型可以结合地质条件选择使用素混凝土和钢筋混凝土，现浇钢筋混凝土井圈的稳定性与整体性能较好，应该作为优先选用措施。一般情况下第一节护壁应该高出地面600 mm，以便于发挥挡土、挡水的作用，护壁厚度一般控制在100～150 mm左右。在第一节土方开挖施工之后，应该及时的检查桩位(中心)轴线及标高，确保开挖质量满足技术要求。

(3)施工机具设备的安装。在第一节桩孔成孔以后，应当及时在桩孔上口架设垂直运输支架、电动葫芦或卷扬机、水泵、通风机等机械设备。对于垂直运输支架必须确保安装的稳定以及牢固，水泵和通风机主要是为了及时的排出人工挖孔桩开挖作业过程中的地下渗水以及输送氧气，这些也是确保人工挖孔桩施工作业安全顺利开展的关键。

(4)人工挖孔桩后续节段土方的开挖。从人工挖孔桩的第二节开始，就应该利用垂直运输支架以及提升设备运土，为了确保施工作业的安全，在这一阶段，应该要求施工作业人员佩戴各种劳动安全防护用品。在桩孔挖至规定的深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平顺，修整孔壁。在挖土工作结束之后，应该及时的浇筑护壁混凝土，这一阶段的混凝土一般采取人工浇筑的方式。之后逐节校测桩位平面轴线位置、桩径尺寸、倾斜度情况及标高。在土方开挖过程中，如果遇坚硬状障碍物或岩层时，可以采取风镐掘进的作业方式。同时为了保证卵石层顺利掘进，避免流砂现象的发生，应该在施工场地内布置几个降水井，降低地下水位，保证含水层开挖时无水或水量较小。如果开挖过程中遇到坚硬的岩层，应采用浅眼松动爆破的方式进行掘进，最后300 mm深度范围应采用风镐开挖至孔底。

(5)成孔的清理以及成孔质量检查。人工开挖到桩底设计标高之后，在经过监理工程师确认标高及地质条件与勘察设计资料一致后，方可终孔。当确认终孔后应对孔底进行清理，并对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定，确保各项指标满足技术指标要求。

4 人工挖孔桩基础钢筋笼吊装以及混凝土浇筑

(1)钢筋笼的制作。在本工程项目之中，钢筋笼在钢筋加工场进行加工制作，在钢筋笼的加工过程中，严格控制钢筋的质量、搭接方法等，确保钢筋加工接长符合设计和有关标准的规定。对于钢筋的焊接，严格按照按设计要求焊接方式进行焊接时，均采用双面焊，应确保骨架无漏焊、开焊。钢筋笼制作完成后，应及时报经监理工程师检查验收，方可进行下一道安装工序，钢筋制作质量标准及验收如下表所示:

钢筋笼加工的允许偏差

(2)钢筋笼的吊装。在完成钢筋笼加工制作后，应该采用吊车分节吊装和焊接，钢筋笼的吊装采用十字吊架进行多点吊装，以防止钢筋笼变形。首先将第一节钢筋笼吊放入孔中，并横穿钢管将钢筋笼固定于孔口，再将下节钢筋笼吊起与第一节对准后应对主钢筋进行机械连接或焊接连接，依此顺序进行。钢筋笼就位后利用弯钩的短钢筋将钢筋笼挂在孔口的钢管上，并焊接固定在孔口，防止钢筋笼下沉、移动或灌注混凝土时上浮。

(3)桩身混凝土的浇筑。桩身混凝土可使用粒径不大于40 mm的石子，坍落度控制在80～100 mm，机械搅拌方式生产。使用溜槽加串桶向桩孔内浇筑混凝土。混凝土的浇筑应连续进行，分层振捣密实。采用插入式振动器振捣，振捣应以“快插慢拔”，直到表面平坦不在泛浆为止，一般情况下分层高度控制在50 cm左右。混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在剔除浮浆后，确保桩顶标高符合设计要求。在施工过程中，应该确保灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。

5 结语

随着施工技术的不断改进完善，人工挖孔桩基础的使用范围也不断拓展，在造价以及技术方面的技术优越性更加明显。为了确保人工挖孔桩基础施工作业高质量的完成，必须提前做好施工作业前的地质勘探，并严格按照相关施工组织规划进行现场作业管理，确保施工过程中各项工序满足工程施工质量要求，为桥梁工程施工提供安全坚实的基础。

［1］杨永康，张季超.人工挖孔桩、水泥土搅拌桩复合支护的应用［J］.地下空间与工程学报，2010，(S1).

［2］蔡来炳，李永盛，施峰.花岗岩残积土持力层人工挖孔桩承载力研究［J］.同济大学学报(自然科学版)，2006，(1)

［3］福建省高速公路建设总指挥部.福建省高速公路施工标准化管理指南(桥梁)［J］.人民交通出版社，2010，(4).

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1008－3383(2014)04－0095－01

2014－01－25