人工挖孔樁施工技術(shù)

曾麗華+趙育英

[摘要]文章根據(jù)阜新至朝陽高速公路第一合同段橋梁工程人工挖孔的工程實際，闡述了人工挖孔樁施工工藝，質(zhì)量與安全控制以及特殊地質(zhì)條件下的處理措施等。

[關(guān)鍵詞]挖孔樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615043

1工程概況

鐵嶺毛家店（遼吉界）到朝陽三十家子（遼冀界）高速公路項目阜新至朝陽段路基工程第一合同段為第四系松散土體工程地質(zhì)區(qū)（I），構(gòu)造剝蝕低山，丘陵工程地質(zhì)區(qū)（II），主要為亞黏土、砂巖、泥巖和角礫巖，工程地質(zhì)條件一般。根據(jù)實際地質(zhì)情況，本標(biāo)段部分基樁采用人工挖孔的施工方法進(jìn)行施工作業(yè)。

2施工準(zhǔn)備

21作業(yè)條件

（1）人工成孔樁孔，井壁支護(hù)根據(jù)該設(shè)計的土質(zhì)特點、地下水分布情況，進(jìn)行井壁支護(hù)的設(shè)計。

（2）開挖前場地完成三通一平。地上、地下的障礙物排除處理完畢。各項臨時設(shè)施，如照明、動力、通風(fēng)、安全設(shè)施準(zhǔn)備就緒。

（3）熟悉施工圖紙及場地的地下土質(zhì)、水文地質(zhì)資料，做到心中有數(shù)。

（4）按基礎(chǔ)平面圖，設(shè)置樁位軸線、定位點；樁孔四周撒灰線，測定高程水準(zhǔn)點。放線工序完成后，辦理驗收手續(xù)。

（5）如地下水位比較高，先降低地下水位至樁底以下05m左右。

（6）人工挖孔操作的安全至關(guān)重要，開挖前對施工人員進(jìn)行全面的安全技術(shù)交底；操作前對吊具進(jìn)行安全可靠的檢查和試驗，確保施工安全。

22施工機具

振搗器、1t翻斗車、手推車、鎬、鍬、手鏟、釬、風(fēng)鎬、線墜、混凝土攪拌機、吊桶、溜槽、導(dǎo)管、插釬、粗麻繩、安全活動蓋板、防水照明燈（低壓36V、100W）、電焊機、通風(fēng)及供氧設(shè)備、揚程水泵、木轆轤、活動爬梯、安全帶等。模板：組合式鋼模、弧形工具式鋼模四塊（或八塊）拼裝。卡具、掛鉤和零配件。木板、木方、8#或12#槽鋼等。

3挖孔工藝及流程

31工藝流程

放線定樁位及高程→開挖第一節(jié)樁孔土方→支護(hù)壁模版放附加鋼筋→澆注第一節(jié)護(hù)壁混凝土→檢查樁位（中心）軸線→架設(shè)垂直運輸架→安裝木轆轤→安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵、通風(fēng)機等→開挖吊運第二節(jié)樁孔土方（修邊）→先拆第一節(jié)支第二節(jié)護(hù)壁模板（放附加鋼筋）→澆注第二節(jié)護(hù)壁混凝土→檢查樁位（中心）軸線→逐層往下循環(huán)作業(yè)→開挖擴(kuò)底部分→檢查驗收→吊放鋼筋籠→放導(dǎo)管→澆注樁身混凝土。

32各工序施工工藝

（1）放線定樁位及高程。

在場地三通一平的基礎(chǔ)上，依據(jù)測量控制網(wǎng)站資料和基礎(chǔ)平面布置圖，測定樁位軸線方格控制網(wǎng)和高程基準(zhǔn)點。確定好樁位中心，以中點為圓心，以樁身半徑加護(hù)壁厚度為半徑畫出上部（即第一步）的圓周。撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線。樁位線定好之后，必須經(jīng)有現(xiàn)場進(jìn)行復(fù)查，辦好預(yù)檢手續(xù)后開挖。

（2）開挖第一節(jié)樁孔土方。

開挖樁孔要從上到下逐層進(jìn)行，先挖中間部分的土方，然后擴(kuò)及周邊，有效地控制開挖樁孔的截面尺寸。每節(jié)的高度根據(jù)實際土質(zhì)好壞，操作條件而定，控制在095m。

（3）支護(hù)壁模版（放附加鋼筋）。

①為防止樁孔壁坍方，確保安全施工，成孔設(shè)置混凝土井圈。護(hù)壁的厚度定為75～150mm。

②護(hù)壁模版采用拆上節(jié)、支下節(jié)重復(fù)周轉(zhuǎn)使用。模版之間用卡具、扣件連接固定，在每節(jié)模版的上下端各設(shè)一道圓弧形的用槽鋼或角鋼做成的內(nèi)鋼圈作為內(nèi)側(cè)支撐，防止內(nèi)模因張力而變形。不設(shè)水平支撐，以方便操作。

③第一節(jié)護(hù)壁高出地坪300mm，便于擋土、擋水，樁位軸線和高程均標(biāo)定在第一節(jié)護(hù)壁上口，護(hù)壁厚度75～150mm。

（4）澆注第一節(jié)護(hù)壁混凝土。

樁孔護(hù)壁混凝土每挖完一節(jié)以后要立即澆注混凝土。人工澆注、人工搗實，混凝土強度一般為C25，坍落度控制在50～70mm，確?？妆诘姆€(wěn)定性。

（5）檢查樁位（中心）軸線及標(biāo)高。

每節(jié)樁孔護(hù)壁做好以后，將樁位十字軸線和標(biāo)高測設(shè)結(jié)果在護(hù)壁的上口，然后用十字線對中，吊線墜向井底投設(shè)，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度。隨之進(jìn)行修整，井深以基準(zhǔn)點為依據(jù)，逐根進(jìn)行引測，保證樁孔軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸滿足設(shè)計要求。

（6）架設(shè)垂直運輸架。

第一節(jié)樁孔成孔以后，即著手在樁孔上口架設(shè)垂直運輸支架，搭設(shè)穩(wěn)定、牢固。

（7）安裝木轆轤。

在垂直運輸架上安裝木轆轤，選擇適當(dāng)尺寸。

（8）安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵和通風(fēng)機。

①在安裝木轆轤及吊桶時，注意使吊桶與樁孔中心位置重合，作為挖土?xí)r直觀上控制樁位中心和護(hù)壁支模的中心線。

②井底照明用低壓電源（36V、100W）、防水帶罩的安全燈具。樁口上設(shè)圍護(hù)欄。

③當(dāng)挖孔時，向井下通風(fēng)，加強空氣對流。必要時輸送氧氣，防止有毒氣體的危害。操作時上下人員輪換工作，樁孔上人員密切注視觀察樁孔下人員的情況，互相呼應(yīng)，切實預(yù)防安全事故的發(fā)生。

④當(dāng)?shù)叵滤坎淮髸r，隨挖隨將泥水用吊桶運出。地下滲水量較大時，吊桶已滿足不了排水，先在樁孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，邊降水邊挖土，水泵的規(guī)格按抽水量確定。日夜三班抽水，使水位保持穩(wěn)定。地下水位較高時，要先采用統(tǒng)一降水的措施，再進(jìn)行開挖。

⑤樁孔口安裝水平推移的活動安全蓋板，當(dāng)樁孔內(nèi)有人挖土?xí)r，掩好安全蓋板，防止雜物掉下砸人。無關(guān)人員不得靠近樁孔口邊，吊運土?xí)r，再打開安全蓋板。

（9）開挖。

開挖吊運第二節(jié)樁孔土方（修邊），從第二節(jié)開始，利用提升設(shè)備運土，樁孔內(nèi)人員要戴好安全帽，地面人員要拴好安全帶。吊桶離開孔口上方15m時，推動活動安全蓋板，掩蔽孔口，防止卸土的土塊、石塊等雜物墜落孔內(nèi)傷人。吊桶在小推車內(nèi)卸土后，再打開活動蓋板，下放吊桶裝土。樁孔挖至規(guī)定深度后，用支桿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，上下要垂直平順，修整孔壁。

（10）先拆除第一節(jié)支第二節(jié)護(hù)壁模版（放附加鋼筋）。

護(hù)壁模版采用拆上節(jié)支下節(jié)依次周轉(zhuǎn)使用。模版上口留出高度為100mm的混凝土澆筑口，接口處搗固密實，強度達(dá)到1MPa時拆模，拆模后用混凝土堵嚴(yán)，水泥砂漿抹平。

（11）澆注第二節(jié)護(hù)壁混凝土。

混凝土用吊桶送來，人工澆注，人工插搗密實。混凝土可由試驗室確定滲入早強劑，以加速混凝土的硬化。

（12）檢查樁位中心軸線及標(biāo)高。

以樁孔口的定位線為依據(jù)，逐節(jié)校測。

4質(zhì)量控制措施

（1）垂直偏差過大：按要求每節(jié)核驗垂直度，防止挖完以后垂直度超過規(guī)范要求。每挖完一節(jié)，根據(jù)樁孔口上的軸線吊直、修邊，使孔壁圓弧保持上下順直。

（2）孔壁坍塌：因樁位土質(zhì)不好，或地下水滲出而使孔壁坍塌。開挖前掌握現(xiàn)場土質(zhì)情況，錯開樁位開挖，縮短每節(jié)高度，隨時觀察土體松動情況，必要時在坍孔處用砌磚、鋼板樁、木板樁封堵；操作過程要緊湊，不留間隔空隙，避免坍孔。

（3）成孔、修邊以后虛土、碎磚，清除。在放鋼筋籠前后認(rèn)真檢查孔底，清除虛土雜物。

（4）孔底出現(xiàn)積水：當(dāng)?shù)叵滤疂B出較快或雨水流入，抽排水不及時，就會出現(xiàn)積水。開挖過程中孔底要挖集水井坑，及時下泵抽水。用導(dǎo)管水下澆注混凝土的辦法，確保施工質(zhì)量。

5挖孔樁的技術(shù)保證措施

根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)情況，影響挖孔的主要不利因素為地下水和粉砂、沙礫層。施工中采取的技術(shù)保證措施如下。

（1）對于地下水的處理措施。

①地下水量不大時?？蛇x用潛水泵抽水，邊抽水邊開挖，成孔后及時澆注相應(yīng)段的混凝土護(hù)壁，然后繼續(xù)下一段的施工。

②水量較大時。當(dāng)用施工孔自身水泵抽水，也不易開挖時，應(yīng)從施工順序考慮，采取對周圍樁孔同時抽水，以減少開挖孔內(nèi)的涌水量，并采取交替循環(huán)施工的方法，組織安排合理，能達(dá)到很好的效果。

③對不太深的挖孔樁?？稍趫龅厮闹芎侠聿贾媒y(tǒng)一的輕型管井降水分流，對基礎(chǔ)平面占地較大時，也可增加降水管井的排水，一般即可解決。

④抽水時環(huán)境影響。有時施工周圍環(huán)境特殊，一是抽出地下水進(jìn)出時周圍環(huán)境，基礎(chǔ)設(shè)施等影響較多，不允許無限制抽水；二是周圍有江沙、湖泊、沼澤等，不可能無限制達(dá)到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。處理這類問題最有效的方法是截斷水源，封閉水路。樁孔較淺時，可用板樁封閉；樁孔較深時，用鉆孔壓力灌漿形成帷幕擋水，以保證在正常抽水時，達(dá)到正常開挖。

（2）人工挖孔在遇到細(xì)砂、粉砂層地質(zhì)時，再加上地下水的作用，易形成流沙，為防止發(fā)生井漏，造成質(zhì)量事故，采取控制措施如下。

①流沙情況較輕時。有效的方法是縮短這一循環(huán)的開挖深度，將正常的09m左右一段，縮短為05m，以減少挖層孔壁的暴露時間，及時進(jìn)行護(hù)壁混凝土灌注。

②流沙情況較嚴(yán)重時。采用的辦法是下鋼套筒，鋼套筒與護(hù)壁用的鋼模板相似，以孔外徑為直徑，分成6段圓弧，再加上適當(dāng)?shù)睦邨l，相互用螺栓連接，在開挖05m左右，即分片將套筒裝入，深入孔底不少于02m，插入上部混凝土護(hù)壁外側(cè)不小于05m，裝后即支膜澆注護(hù)壁混凝土。若放入套筒后流沙仍上涌，采取突出挖出后即用混凝土封閉孔底的方法，待混凝土凝結(jié)后，將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。

6安全措施

61施工安全措施

（1）人工挖孔前首先用彩條布圍圈予以維護(hù)，保證非施工人員進(jìn)入現(xiàn)場，在周圍設(shè)置明顯警示牌，同時開口周圍用磚砌護(hù)筒，護(hù)筒直徑大于設(shè)計孔徑，高出地面30cm，防止土、石等雜物滾入孔內(nèi)傷人。

（2）每挖095m時必須停止挖孔，進(jìn)行混凝土護(hù)壁施工，混凝土標(biāo)號為C25，厚度為75～15cm，在護(hù)壁筒澆注完畢后，方可再進(jìn)行挖孔，并采用全孔護(hù)壁，以防止塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)。

（3）當(dāng)挖孔挖至10m以后，或挖至地下水位后，如出水應(yīng)隨時用潛水泵抽水，同時用混凝土護(hù)壁堵塞小眼。

（4）在遇到巖石后，盡量采用風(fēng)鎬處理，如必須采用爆破時，項目部爆破工程師及爆破安全人員必須在施工現(xiàn)場，施工爆破使用炸藥量必須經(jīng)過精確計算，以保證施工人員安全。

（5）工作人員必須佩戴安全帽，系安全繩，并有專職安全員現(xiàn)場監(jiān)督。

（6）當(dāng)挖至10m以后，必須在作業(yè)面安裝通風(fēng)換氣設(shè)施（如鼓風(fēng)機通風(fēng)等），以避免施工人員因缺氧而發(fā)生安全事故。如孔內(nèi)采用爆破施工，爆破后應(yīng)先通風(fēng)排煙15min，并經(jīng)檢查無有害氣體后，施工人員方可下井作業(yè)。

（7）本項工程嚴(yán)禁夜間施工。

（8）嚴(yán)格按照施工規(guī)范和安全操作規(guī)程施工，在作業(yè)地點掛警告牌，嚴(yán)禁違章操作，野蠻施工。

（9）制定嚴(yán)密的安全監(jiān)督體系，并對參加施工人員進(jìn)行安全教育，提高安全意識。

（10）成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)立專職安全員，專職安全員要認(rèn)真做好安全監(jiān)督工作，建立安全臺賬，對進(jìn)入施工現(xiàn)場的機械及參加施工人員進(jìn)行安全教育，參加施工的人員必須配戴安全帽。

7結(jié)論

在施工過程中，我單位嚴(yán)格按照上述施工工藝流程及安全質(zhì)量措施進(jìn)行控制，未發(fā)生任何傷亡及質(zhì)量事故，圓滿地完成了施工任務(wù)。