跨永定河引水渠桥梁桩基人工挖孔技术分析

薄福英

（忻州市水利建筑工程公司，山西 忻州 034000）

跨永定河引水渠桥梁桩基人工挖孔技术分析

薄福英

（忻州市水利建筑工程公司，山西 忻州 034000）

桥梁已是城市交通、公路、铁路等工程建设的重要组成部分，现代桥梁工程下部结构较多采用桩基础作为承重结构。很多时候，桩基成孔受地形、空间及环境噪音要求等条件的制约，无法采用现代化的专业成孔设备进行施工作业，必须选择人工挖孔方法。通过北京市石景山区西黄村路跨永定河引水渠桥梁桩基工程，分析桩基人工挖掘成孔的施工工艺。

桥梁桩基；人工成孔；挖掘技术

1 概述

跨永定河引水渠桥梁工程位于北京市石景山区西黄村路，是连结永定河引水渠南北两侧道路的一条重要通道。该桥全长23m，宽度30m。桥梁上部结构为16片一跨预应力混凝土T梁，下部结构为钻孔灌注桩接边墩盖梁，每端设基础桩6颗，桩体直径为1.3m，每根桩全长15m。

根据勘察单位提供的岩土勘察报告显示，本场区成桩深度范围内地层分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，以碎石填土、卵石、圆砾层、中砂、细砂层为主，25m深度未出现地下水。

该桥桩基成孔由于受到地形、空间及环境噪音要求等条件的制约，无法采用现代化的专业成孔设备，故在施工方案中采用人工开挖成孔方式。

2 人工挖孔施工

2.1 桩孔开挖前的准备作业

为了保证顺利成孔，在桩孔开挖前，必须对桩基成孔处及影响范围内的地下环境进行现场调查，探明该范围内的地下管线，并确认管线的产权及其性质等，如发现影响桩孔开挖施工时，应与相关产权单位联系，在桩孔开挖前完成改移处理。

桩孔人工开挖的关键点在于桩孔临时支护的牢固性，应对施工过程中出现的地质意外变化等因素，所以在桩孔开挖前应做好施工技术安排和组织安排，以及必要的安全防护措施和应急措施。

2.2 桩位测量放样

平整场地后，先对各桩位进行测量放样。桩位测量放样对桥梁工程桩基施工来说具有非常重要的现实意义，如果出现测量错误，不仅会使桥梁位置偏离设计，更严重的是上部盖梁及T梁无法准确落位甚至无法落位，引发工程技术质量事故。所以在桩位放样测量时应严格按照规范程序和要求进行放样、复核、报审、批准，经书面确认符合要求后才可进行人工挖桩孔施工作业。

2.3 桩基人工挖孔方法

桩基人工挖孔作业，一般由三个工人组成一个施工作业小组，其中一人在孔底进行开挖、装渣、修整、支模、浇筑混凝土等作业，孔外二人其中一人负责与孔内人员联系和吊运孔内渣土，另一人负责护壁混凝土拌制及其他辅助作业。桩孔开挖施工时，一个施工小组一般同时开挖一对桩孔，一孔浇筑护壁混凝土后，在混凝土凝结期间进行另一孔施工作业，两孔依次交替循环直至成孔。

2.3.1 桩孔开挖作业

该桥桩长设计为15m，深度相对较小，为了方便吊运渣土及在另一孔施工时移换设备，选用三木搭，手动卷扬机、吊桶等简易垂直运输工具。由于桩孔内空间比较狭小，且砂砾质地层自稳能力较差，为了避免电动工具振动引起塌方，故选用手铲、镐等手动工具进行挖孔作业。开挖时，采用由上而下顺序进行，先挖除中心土，然后再扩挖周边土，开挖至一节护壁模板高度时进行安装模板和灌注护壁混凝土。在开挖过程中如遇到复杂地质结构时，要求每挖深0.5m后采用钢钎对孔底进行探查，判断下层土体是否存在洞穴、软土等不良地质情况，并根据探明的情况确定合适的开挖方法。每开挖完成一节，均应按要求进行桩孔中心垂直度及桩孔直径校验（其允许偏差+3cm），在安装护壁模板后应进行二次校核，以确保桩孔位置精度符合要求。

为了防止在施工过程中地面渣物坠落孔内，桩孔设护口，高出地表面20cm，且要求距孔口2m范围内不得堆放任何杂物。在移换至另一桩孔施工时应对该孔口进行有效覆盖。在施工中作业人员应随时注意桩孔内的一切不良情况，如发现较大流沙、涌水，护壁变形、异味气体等不安全征兆，应立即停止作业并将孔内作业人员迅速撤离至孔外，经确认安全后再行恢复施工。

2.3.2 护壁混凝土施工

护壁混凝土主要作用是桩孔开挖过程中支撑孔壁，防止塌孔，保护开挖作业人员安全，以及在灌桩身混凝土前保持桩孔形状不发生变形。

根据计算，其强度选用C25，护壁混凝土厚度为15cm，采用现场机械拌制。由于桩孔较小，开挖时间较短，且两孔交替施工，为了尽量减少工艺间歇时间，要求提护壁混凝土具有较高的早期强度，故一般选用早强型水泥或添加早强剂，并使用速凝剂，护壁混凝土塌落度控制在10～12cm之间。

护壁混凝土模板采用定制专用组合钢制模板，由四块弧形模板拼装组成，拼装后呈倒圆锥台形状，上、下口均为正圆形，上口直径比下口大30cm，模板高度为80cm，模板间用U形卡连接，不需要另设支撑，上下节间依次周转使用，直至末节护壁混凝土浇筑完成。混凝土拌和物灌入模板后，使用钢筋将混凝土拌和物手工振捣密实，每节护壁混凝土均应连续施工完成。

第一孔上节桩孔土方开挖完成后，安装模板，灌注护壁混凝土，在混凝土凝结期间，作业人员移至第二孔进行土方开挖、安装模板、灌注混凝土，之后再移至第一孔进行挖孔，挖孔完成后拆除上节模板（模板拆除强度最低为5Mp），将其安装到下节，两孔依次交替循环，直至完成桩孔开挖作业。

桩孔完成至设计深度后应及时清除孔底余渣，由专业技术人员采用经批准的仪器和方法，对孔位、孔深、孔径、孔形和垂直度等进行检查。经检查确认桩孔符合设计要求后，方可进行钢筋笼吊装和桩体混凝土浇筑。

3 人工挖孔的施工安全

人工挖孔同任何施工一样，都应遵守”安全第一、预防为主、以人为本”的安全原则，施工前应根据现场实际情况对其危险因素进行分析、评估，从而有针对性地制定预防措施。桩孔开挖施工过程中作业人员一直在桩孔内作业，空间非常狭小，且整个施工过程始终处于进料与出料的循环状态，所以安全控制应贯穿桩孔开挖的整个过程。

施工安全管理人员应在班前班后对提升设备进行检查，确认塔架牢固、索链完好、保险扣有效，防护设施到位。在施工过程中，孔口与孔内作业人员应随时保持联系，当桩孔内作业人员感到视线不良和呼吸不畅时，应向孔内增设低压照明，及时输送新鲜空气。

4 结语

桩基人工挖孔具有工艺简单、质量可靠、成孔速度较快、造价较低等优点。在受到地形、空间等条件限制而无法采用现代化的专业成孔设备时，采用人工挖孔成桩是较好的一种选择。

U445.55+1 ［

］C ［

］1004-7042（2016）07-0037-02

薄福英（1976-），女，2011年毕业于中国地质大学土木工程专业，工程师。

2016-05-13；

2016-06-18