浅谈人工挖孔桩施工技术在桥梁工程中的应用

2011-12-30肖红

科学之友 2011年10期

肖红

（柳州市诚信建设监理有限责任公司，广西柳州 545007）

人工挖孔桩基础是用人工挖竖井的方法，挖出桩孔放入钢筋笼，灌注混凝土而成桩，而后在桩顶部灌注承台混凝土或墩柱混凝土作成桩基础，是一种历史较长但不断发展的施工技术。由于其具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因而近几年在桥梁施工中得到广泛的应用。

1 人工挖孔桩的适用范围

（1）人工挖孔桩适用于地下水位以下的黏性土、粉土、填土、中等密实度以上的砂土、风化岩层。而粉细砂或粉细砂夹淤泥等易于出现流砂的土层以及流塑状的淤泥层都不适宜采用人工挖孔桩。

（2）人工挖孔桩持力层的选择甚为重要，持力层的力学强度如何，直接关系到桩基的合理与安全。挖孔桩持力层应选择无软弱持力层且中等风化、微风化岩层，透水性较小的中密以上的碎石黏土或砾石黏土层，地基承载力大于200 kPa的残积黏性土。

2 施工工艺

2.1 施工准备

根据工程所在地的土质特点、地下水分布情况，编制切实可行的施工方案，进行井壁支护的计算和设计。开挖前场地完成三通一平。地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施准备就绪。必须认真研究设计图纸，熟悉场地的地下土质、水文地质资料。看清桩基地质条件，符合人工挖孔桩的条件一般为：地质情况良好，无流沙、无丰富地下水，桩长不宜大于20 m，孔径不小于1.2 m。按基础平面图，设置桩位轴线、定位点，桩孔四周撤灰线。测定高程水准点。放线工序完成后，办理预检手续。全面开挖之前，有选择地先挖两个试验桩孔，分析土质、水文等有关情况，以此修改原编施工方案。在地下水位比较高的区域，先降低地下水位至桩底以下0.5 m左右。人工挖孔操作的安全至关重要，开挖前对施工人员进行全面的安全技术交底，操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。

2.2 桩孔定位和成孔质量控制

施工过程桩孔开挖前应由土建施工单位测放出基础底板轴线，然后由测量人员根据建设方提供的基础平面图及控制坐标，用激光全站仪进行复核无误后，方可进行正式开挖，然后再测放出抗浮桩桩位。

成孔的流程一般为：场地平整→放线→定桩位→架设支架或电葫芦→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→每次下挖的清理。挖孔时以人力为主、小型机械辅助，挖孔弃渣采用卷扬机提升至孔外。土质桩孔人力开挖，石质桩孔风钻打眼采取松动爆破开挖。爆破前，孔口应做好覆盖防护，施工点两端应按规定做好安全警戒和防护。爆破结束后，应先检查相邻既有线，确认安全方可放行通车，而后，通风、排烟、检查孔内安全，确认安全后方可入孔继续作业。为防止人员掉入孔内，孔口无人施工时，应用盖板盖好，以保证安全。如在有人区域施工，须设置专职安全人员对下边坡及施工区的情况进行监控，保证施工人员及机具安全。

2.3 护壁

在土质及整体性差的石质中挖孔时应作好开挖支护，支护一般为混凝土或钢筋混凝土护壁，根据工程特点进行护壁设计。护壁紧跟开挖分节施工，上下节采取梯形搭接。接头面布置间距20 cm，直径8～16 cm，长度不小于60 cm的搭接钢筋。护壁施工到含水层及以下混凝土护壁时，由于地下水不断漏出顺井壁下淌，给桩护壁混凝土的施工造成困难，因此须在桩壁混凝土施工中加入混凝土超早强剂、防水剂和密实剂，提高护壁混凝土的抗冲刷能力。另外，每节护壁混凝土的接槎处采用混凝土堵漏剂，控制接槎处的大量漏水，从而控制井内水面的高度，使操作人员在抽泵的配合下能连续施工。

2.4 制作和安装钢筋笼

（1）制作钢筋笼：钢筋笼制作采用箍筋成型法，按设计图纸制作加强箍筋后，在加强箍筋内将主筋位置作上记号，依次焊牢，然后再焊（或绑扎）其它箍筋和加强箍筋，采用单面焊接时搭接长度大于10 m，采用双面搭接焊接时搭接长度大于5 m。为了控制孔壁与钢筋笼保护层厚度，钢筋笼每隔2 m处于同一截面对称设置四个钢筋“耳环”，耳环钢筋直径为16 cm。

（2）安装钢筋笼：为了确定孔内无塌方和沉渣，安放前需再检查孔内的情况，安放要对准孔位，扶稳、缓慢、顺直，避免碰撞孔壁，严禁墩笼、扭笼。放入后应反复校正设计标高并用工艺筋固定，防止钢筋笼下沉或上浮。

2.5 混凝土灌注

为了保证桩体砼的质量，混凝土灌注前先排除积水，把井内积水抽干。用串筒法灌注砼，串筒末端距孔底高度不宜大于2 m，宜采用插入式振捣器振实砼，如果渗水量过大，则应采用导管法在水下灌注。

水下混凝土必须具有良好的和易性，塌落度18～22 cm，水泥用量不少于360 kg/m3，水下混凝土含砂率为40%～45%，并选用中粗砂，碎石骨料的最大粒径不大于40 mm。导管埋深不宜少于2 m，每盘砼的拌和时间不得少于90 s。混凝土浇筑前必须做坍落度检测，调整好流动性，使其具有较好的粘聚性，为了方便指导砼配合比的调整，灌注时做坍落度损失的观察，拌和好的砼应立即使用，有离析现象的严禁灌入桩孔；混凝土运至现场后，由质检员检验其坍落度，合格后方可开始浇灌。

为了保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度是关键，必须在最短时间内完成一个桩身混凝土浇筑，在进行混凝土浇筑时，采用高频插入式振动器分层捣振。整个桩芯混凝土通过连续浇筑完成，不留施工缝。特别是在有地下压力水情况时，为了领先混凝土自身重量压住水流的渗入，要求集中足够的混凝土短时间浇入。对于深度大于10 m的桩身下线，可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣。