人工挖孔樁施工安全控制關(guān)鍵技術(shù)

翟明++曾文鋒

[摘 要]受地形條件的限制，部分山區(qū)橋梁下部樁基礎(chǔ)成孔方式無(wú)法采用既有機(jī)械設(shè)備，必須人工開(kāi)挖成孔，此施工工藝難度大，風(fēng)險(xiǎn)極高，鑒于此，本文結(jié)合某工程實(shí)例，介紹了人工挖孔樁施工安全控制的關(guān)鍵技術(shù)，供相關(guān)工程參考借鑒。

[關(guān)鍵詞]山區(qū)橋梁；人工挖孔樁；安全控制；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）21-0153-01

0 引言

目前，橋梁樁基礎(chǔ)的成孔方式多種多樣，有旋挖鉆機(jī)開(kāi)孔、沖擊鉆開(kāi)孔、回旋鉆開(kāi)孔、人工挖孔等形式。針對(duì)不同地質(zhì)條件，成樁工藝有所取舍，其中，旋挖鉆、回旋鉆適宜于軟弱地基、淤泥、軟巖等土質(zhì)，一般形成摩擦樁基礎(chǔ)。沖擊鉆適宜于土質(zhì)堅(jiān)硬的嵌巖樁。以上兩種成孔方式均要求具有穩(wěn)固可靠的施工平臺(tái)。人工挖孔樁則適宜于機(jī)械設(shè)備無(wú)法到達(dá)、地質(zhì)條件相對(duì)較好的地區(qū)（多為我國(guó)西部山區(qū)）。人工挖孔樁成樁效果較好，樁基質(zhì)量容易保證，但施工風(fēng)險(xiǎn)極大，如何保證施工過(guò)程中人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，是目前亟待解決的問(wèn)題。本文以某工程實(shí)例為依托，詳細(xì)介紹了人工挖孔樁的安全控制技術(shù)，以期為類似工程提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

某山區(qū)高速公路橋梁橋址區(qū)為沖溝、斜坡地形，自然坡度25～40度，局部略陡。地層主要為第四系全新統(tǒng)崩坡積碎石土層及少量角礫土，土層厚度3.10-7.70m，地基承載力低，工程地質(zhì)條件差。

工程區(qū)地貌上屬溝谷斜坡地貌，斜坡坡度較陡，下伏巖性為巴東組的粉砂質(zhì)泥巖為主，粘土礦物富集，巖體破碎，覆蓋層與風(fēng)化層發(fā)育，且飽水易軟化，失水易干裂。鑒于地理?xiàng)l件約束，橋梁樁基成孔方式采用人工開(kāi)挖，樁基共計(jì)56根，孔徑1.2m，最大孔深達(dá)30.7m。

2 成孔技術(shù)介紹

（1）樁位放樣

布設(shè)施工測(cè)量控制網(wǎng)，經(jīng)校核無(wú)誤后，按照設(shè)計(jì)圖紙測(cè)定樁位軸線方格控制網(wǎng)和高程基準(zhǔn)點(diǎn)。

（2）鎖口施工

為防止樁孔周圍土石滾入孔內(nèi)造成安全事故，也為了防止地表水流入樁孔，需在挖孔前澆筑筑井圈鎖口，井圈鎖口采用C30混凝土澆筑，并預(yù)埋插筋與第一圈護(hù)壁砼連接。井圈壁厚不少于30cm，頂面高出施工基面30cm以上。

（3）樁基開(kāi)挖

①人工挖孔樁的開(kāi)挖遵循“一米一節(jié)，分節(jié)開(kāi)挖，分節(jié)支護(hù)”的原則。

②碎石土層開(kāi)挖工具選用鐵鍬、尖鎬；強(qiáng)風(fēng)化層采用風(fēng)鎬配合鋼釬鑿碎、挖除；中風(fēng)化硬質(zhì)巖層采用松動(dòng)取芯機(jī)開(kāi)挖。

③孔內(nèi)開(kāi)挖遵循“為中心后周邊”的順序進(jìn)行，樁徑允許誤差30mm。

（4）垂直運(yùn)輸

①設(shè)備選型

本項(xiàng)工程挖孔所使用起重的工具有：卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼支架、鋼絲繩、鐵吊桶等。為了避免在施工過(guò)程中發(fā)生高處墜落、傾覆等事故，特進(jìn)行以下驗(yàn)算，確保安全。

②出渣

出土采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提運(yùn)出孔外，桶內(nèi)裝渣量不得超過(guò)容積的2/3，人工用斗車運(yùn)至指定堆放地點(diǎn)（距孔口1m范圍外），然后由挖機(jī)、裝載機(jī)械外集中運(yùn)至棄土場(chǎng)。

（5）支模澆筑

①每層挖深1.0m達(dá)1m后，綁扎護(hù)壁鋼筋，安裝護(hù)壁鋼模板后，人工拌制混凝土進(jìn)行澆筑；

②護(hù)壁鋼筋綁扎時(shí)，上一段護(hù)壁堅(jiān)向鋼筋按設(shè)計(jì)要求伸入下一段護(hù)壁內(nèi)不小于20cm，同時(shí)上下節(jié)護(hù)壁的搭接長(zhǎng)度不得小于50mm；

③為加快挖孔樁施工進(jìn)度，可在護(hù)壁砼中加入水泥用量1%～2%的早強(qiáng)劑，對(duì)地下水較多的地層，還可加入速凝劑。

3 潛在風(fēng)險(xiǎn)與安全保證措施

（1）潛水層承壓水的處理

挖孔時(shí)如果遇到涌水量較大，可采用水泥砂漿壓灌卵石環(huán)圈將潛水層進(jìn)行封閉處理，效果較好。首先用水泵將孔內(nèi)的水排盡，然后把潛水面沿孔壁周邊完全開(kāi)挖出來(lái)，再在孔壁設(shè)計(jì)半徑外面開(kāi)挖環(huán)形槽，在孔底干鋪20cm厚卵石層，其上安設(shè)5mm厚、高度稍大于潛水層的鋼板圈，其內(nèi)徑等于樁徑。在鋼板圈內(nèi)卵石層上設(shè)置2根直徑25mm的壓漿鋼管。壓漿管埋入混凝土頂蓋處焊一鋼板，以利定位及防止壓入的水泥漿沿管壁上流。鋼板隔離圈與孔壁之間填充卵石，其孔隙率要求40%左右。為了省工、省料，便于繼續(xù)開(kāi)挖，在隔離圈內(nèi)填充裝泥麻包（草包），要求填塞密實(shí)，減少孔隙。灌注水下混凝土頂蓋，標(biāo)號(hào)75號(hào)，厚50cm。壓漿：同一壓漿管按材料分的給進(jìn)程序先壓泥漿，將鋼板圈內(nèi)的空隙用泥漿填充，以節(jié)省水泥，再壓純水泥漿，最后壓進(jìn)水泥砂漿，其配合重量比1：1。封閉完成繼續(xù)開(kāi)挖，封閉完成48小時(shí)后可將水抽盡，水位不上升，即可用風(fēng)鎬將混凝土頂蓋按孔徑要求開(kāi)挖，并吊出泥裝麻包，拆除鋼板圈，繼續(xù)進(jìn)行挖孔工作。

（2）挖孔遇到溶洞的處理

施工前需仔細(xì)查閱詳細(xì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，并對(duì)照里程樁號(hào)，對(duì)于每個(gè)樁位有無(wú)溶洞，溶洞位置，溶洞大小等數(shù)據(jù)要做到準(zhǔn)確無(wú)誤。人工挖孔施工過(guò)程中，下挖深度接近地質(zhì)勘察報(bào)告中表示的溶洞位置時(shí)，放慢下挖速度，小面積、試探性開(kāi)挖找出溶洞。溶洞位置確定后，立即采取處理措施，施工人員需在腰間系好安全帶，用安全栓連接安全繩的一端，另一端連接孔口附近的構(gòu)造物上，施工時(shí)設(shè)專人指揮，隨時(shí)與孔內(nèi)施工人員保持聯(lián)系。溶洞處挖孔先開(kāi)挖距孔壁50cm四周部分，溶洞填充并筑壁完成后，再下挖中間部分。溶洞處挖孔每次下挖深度不得超過(guò)50cm，平整孔底，清除虛土、軟泥、淤泥，若溶洞內(nèi)有泥漿或者水溢出的，需進(jìn)行抽水。孔底清理完畢后開(kāi)始處理溶洞，采用磚塊沿孔壁四周砌筑磚墻，直徑為挖孔直徑。上部預(yù)留孔隙，以便填充混凝土。磚墻砌筑完畢后，通過(guò)預(yù)留孔隙，進(jìn)行混凝土填充，混凝土采用C20混凝土，填筑量按溶洞大小而定?；炷撂钪瓿珊螅Ｖ棺鳂I(yè)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后，才可進(jìn)行繼續(xù)作業(yè)，施工護(hù)壁后按此方法繼續(xù)進(jìn)行施工，直至溶洞全部處理完畢，恢復(fù)正常人工挖孔施工。

（2）挖孔遇到流沙的處理

人工挖孔樁基開(kāi)挖時(shí)，如遇細(xì)砂、粉砂層地質(zhì)，加上地下水的作用，極易形成流砂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生井漏，造成質(zhì)量事故，流砂情況較輕時(shí)，將正常的1m一段，縮短為0.5m，以減少挖層孔壁的暴露時(shí)間，及時(shí)進(jìn)行護(hù)壁混凝土灌注。當(dāng)孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成樁孔時(shí)，可用紡織袋土逐漸堆堵，形成樁孔的外壁，并控制保證內(nèi)壁滿足設(shè)計(jì)要求。流砂情況較嚴(yán)重時(shí)，下放鋼套筒，在開(kāi)挖0.5米左右，即可分片將套筒裝入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土護(hù)壁外側(cè)不小于0.5m，裝好即支模澆注護(hù)壁混凝土。若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突擊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。

4 結(jié)語(yǔ)

人工挖孔樁風(fēng)險(xiǎn)極高，主觀、客觀因素均易造成安全事故的發(fā)生，快速準(zhǔn)確地辨識(shí)危險(xiǎn)源，建立高效的應(yīng)急處治聯(lián)動(dòng)機(jī)制，是類似工程必須認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題，本文通過(guò)工程實(shí)例總結(jié)，分享了施工過(guò)程中安全管控難點(diǎn)與應(yīng)對(duì)措施，以期為相關(guān)工程的實(shí)施提供參考，“安全無(wú)小事”，望各位同仁提高警惕，警鐘長(zhǎng)鳴。

參考文獻(xiàn)

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