公路桥梁人工挖孔桩基础施工工艺

蒋贵华 贾志强

摘 要：公路桥梁人工挖孔桩施工是一种传统的桩基础施工工艺，它适用于多种地层，具有工艺简单，投资小，见效快的特点，对施工场地要求不高，现场条件受限制的重丘区，人工挖孔桩不啻为最优选择；在施工场地良好的平原微丘地区，采用人工挖孔桩施工工艺，可同时开展多个工作面，加快施工进度。

关键词：人工 挖孔桩 施工工艺

一、工程概况

本方案丹江口库区X011线公路复建工程QL-03标段干沟河大桥跨径组成为13*20m，全长269.54m。由于桥梁处于山间河道，风化灰质岩地质为主，桩基础采用爆破法人工挖孔桩，按嵌岩桩设计。下部构造采用桩柱式桥墩，墩柱直径为1.5米，桩基直径为A2.0米，桩顶设置地系梁连接；由于本桥墩身較高，根据墩高的不同，分别设置了1、2或3根中系梁以增加结构的横向稳定性。

二、施工准备

1.场地准备。

1.1做好施工现场“三通一平”，尤其做好雨季施工期间的便道、排水工程；

1.2认真规划场地，合理布置施工机具及临建设施；

1.3在道路规划红线内组织施工，采用商品混凝土，材料机具统一调配，保证少占用耕地。

1.4建立临时设施，设立安全警示标志及质量宣传牌。

2.技术准备。

2.1组织施工技术人员认真审阅施工图纸，领悟设计意图，掌握施工要求，确定施工方法及施工中的重点、难点；

2.2检测和标定仪器，做好开工前的测量放线工作。

2.3做好各项安全技术交底工作，确保工程施工安全。

3.人员准备。

根据本段的施工特点和施工工期要求，桩基施工共计配备施工人员43人，对特殊工种必须执证并经现场考核后才能上岗；对所有进场人员都要进行安全和技术交底。人员安排详见：表1 施工人员表：

4.材料和机具准备。

4.1根据人工挖孔的特点，试验室提供坍落度为7～9cm和18～21cm两种C25混凝土配比，干桩振捣砼采用7～9cm坍落度的配合比；水下灌注混凝土用坍落度为18～21cm的配合比；

4.2建筑材料经检验合格后，依据用料计划进场：细料采用河砂；粗料采用级配合理的碎石；水泥采用中联PO42.5#水泥；钢筋采用甲供安钢国标钢筋。

4.3每孔配备1套电动提升架、橡胶桶、安全绳、安全钩及作业人员必备的安全带、安全网等设施，同时每作业班组至少配备1台潜水泵，及时排除孔内积水，保持孔内干状态作业。

三、施工工艺

1.施工方法选择。本标段桩基础拟采用人工挖孔施工工艺，主要从以下几方面考虑：第一、地层情况稳定，且无地下水或水量较小；第二、边开挖边支护，支护采用10cm～15cm厚C25砼护壁，加强井壁稳定性，并有效避免孔内积水，使孔内基本保持干作业状态；第三、作业机械设备相对简单，对现场要求低；第四、不需泥浆池，没有污染，有利于环境保护；第五、不需大功率用电设备，避免停电或农网电力不足带来的不利影响；第六、可以多根桩同时开工，有利于加快工程进度；第七、实际地层情况清晰，随时可以发现不利地质状况，并采取相应措施进行处理；第八、处于干状态浇注桩，桩身质量有保障；第九、不受清孔换浆限制，钢筋笼焊接可以很细致操作，保证施工焊质量，且定位准确，有利于墩柱准确定位连接；第十、桩头处理相对简单。

2.施工工艺流程。挖孔灌注桩的施工程序是：场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架以及照明、排水、通风等设备→第二节桩身挖土→清理孔壁、校核桩孔垂直度和直径→支模浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→清理虚土、排除积水、检查尺寸→吊放钢筋笼就位→浇筑混凝土。人工挖孔示意图见：图31 人工挖孔示意图。

3.人工挖孔桩施工工艺。

3.1挖孔方法。上部亚粘士层用镐和铁锹进行挖掘，全风化岩用风镐、铁锹进行挖掘清理，弱（微）风化层需进行爆破作业。

每孔配备1套电动提升架、橡胶桶、安全绳、安全钩及作业人员必备的安全带、安全网等设施，同时每作业班组至少配备1台潜水泵，及时排除孔内积水，保持孔内干状态作业。

孔深在10米以下或遇特殊地层情况时，必须进行孔内空气质量检测，并进行通风换气处理，以保证挖孔工人的身体健康甚至生命安全。

3.2一般工艺要求。（1）桩孔开挖及护壁两道工序必须连续作业，不宜中途停顿，以防坍孔；（2）在挖孔过程中，须经常检查桩孔尺寸和平面位置：群桩桩位误差不得大于100mm，排架桩桩位误差不得大于50mm；桩的倾斜度不超过0.5%；孔径、孔深必须满足桩身设计要求；（3）挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理；（4）对挖出的渣土应暂堆放在距桩位8m以外，以减小对孔壁的压力，并及时清理出场，避免污染农田。

3.3孔内爆破施工。在弱（微）风化岩层挖孔需进行爆破施工，为确保施工安全，提高生产率，孔内爆破施工应注意以下事项：

（1）爆破作业必须由专业爆破人员组织装药、警戒、引爆、解除等工作，以确保安全；引爆必须使用电雷管和自动引爆装置。（2）必须打眼放炮，严禁裸露药包。对于软岩石层炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石层炮眼深度不超过0.5m。炮眼的数目、位置和倾斜方向，应按岩层断面方向来决定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边；（3）严格控制药量，以松动为主，一般中间药眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节；（4）有水眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮，如有瞎炮要按安全规程处理。（5）炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔；（6）孔内放炮后须迅速排烟，可采用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等措施；当孔深大于10m时，每次放炮后人员进入清渣之前用仪表测定孔内有毒气体浓度，当有毒气体含量降低到合格标准范围内人员方可下孔施工；（7）多孔同时开挖施工时，尽量安排在同一时间爆破作业，为确保安全，一孔内进行爆破作业，其他孔内的施工人员也必须到地面安全处躲避，并且对施工场内人员进行清理及设备保护。

3.4支撑护壁。（1）为了保证孔壁牢固及有效的防止渗水，每次挖孔进尺保持在0.8～1.0m，开挖完毕应立即浇筑一道C25细石混凝土护壁，护壁厚度10cm～15cm，护壁内径不小于桩径，若土层松软，或需多次放炮开挖时，可在护壁内设置φ6或φ8的钢筋，钢筋靠内径放置；第一节混凝土护壁应高出地面最小20cm；护壁结构形式见图3-1；（2）护壁混凝土施工采用一节组合式钢模板拼装而成，循环周转使用；（3）混凝土浇筑采用吊桶运输人工捣实，混凝土浇筑时必须做好防排水处理，保证混凝土质量。

3.5终孔检查处理。挖孔达到设计标高后，应进行孔底检查处理，使孔底基本平整、无松渣、污泥及沉淀等软弱松散层；及时检查孔底标高、孔径和垂直度。

四、施工安全防护措施

1.孔口防护。搞好施工场地内的安全防护工作，设专人进行巡查，设立安全警示牌和临时围栏，严禁非施工人员进入施工现场，同时做好工地夜间照明，避免意外事故发生。孔口护壁必须高出原地面20cm以上，有效防止滚石、杂物掉入孔内伤人，收工后作好覆盖。

2.作业防护。施工作业必须配备足够的安全保护设施（安全帽、安全钩、安全爬梯、漏电保护装置），电器设备由专业人员操作、检修、维护，孔内照明必须用36V安全电源。

3.爆破防护。

3.1爆破作业要由专业爆破人员进行装药、警戒、引爆和解除等工作，爆破前撤离施工场地内所有人员，并对设备进行保护，确保安全施爆；

3.2储藏爆破材料的库房应干燥良好，室内温度应保持在18～30℃之间，炸药和雷管须分开贮存，不得将不同性质的炸药共箱存放，其储存数量根据工程需要而定，不得超量储存；

3.3爆炸物品的儲存要在当地公安机关备案，要设专人保管，专人警卫，并严格执行保管、消防等有关制度，严防破坏或发生意外事故；

3.4爆破材料贮藏仓库与民房、地方道路、临建等的安全距离应符合有关规定；

3.5爆破物品要严格遵守出入库管理制度，库区附近严禁吸烟，不得带打火机、火柴等易燃易爆品进入保管区；严格遵守爆破材料的领、用、退制度；

3.6爆破材料的装卸应轻拿轻放，不得有摩擦、震动、撞击、坠落等发生，应使用专门车辆进行运输，押运人员及车内装备符合有关规定及要求。

五、质量保证措施

1.质量标准。

2.质量保证措施。

2.1加强教育和培训，强化管理人员和工人的质量意识，树立质量重于泰山的质量方针；

2.2各分项工程开工前均要进行技术交底，明确质量要求及施工方法。

2.3加强工序控制管理，严格执行工序质量控制的自检、专检和交接检制度，并向上级报验，发现问题及时解决；

2.4加强测量和实验控制工作：执行桩位放样复核制度，保证桩位准确；进场原材料必须经过检验，合格后方能使用；砼拌制严格按实验室提供的设计和施工配合比配置，指导施工；

六、结语

人工挖孔桩施工技术，虽然是一种传统的施工工艺，但由于它所具有的施工优越性，不但没有被机械化大生产所代替，并且随着近年来对施工环保要求的不断提高和安全保证措施的不断加强，人工挖孔桩技术也有了很大的改进和提高，其发展空间也在不断拓宽。

参考文献：

[1]干沟河大桥设计图纸及相关文件资料.

[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）.

[3]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF801-2012）.