广乐高速公路单竹迳特大桥人工挖孔桩施工工艺总结

摘 要：人工挖孔桩作为一种干作业成孔灌注桩具有施工操作工艺简单、施工方便、桩承载力高、工程造价低等优点，是一种经济适用的基础形式，一般适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。有承压水的砂土层、滞水层、厚度较大的高压缩性淤泥层和流塑淤泥质土层中施工时，必须采取可靠的安全技术措施。

关键词：人工挖孔桩;施工工艺;爆破

Abstract: Artificial hole digging pile as a dry construction of bored pile construction with simple process, convenient construction, pile has high bearing capacity, low construction cost advantage, is a kind of economical foundation forms, generally applicable to underground water level above the clay, silt, sand, medium dense, fill soil the weathered rock. The confined water sand layer, stagnant water layer, high thickness larger shrinkage silt layer and flowing mucky soil in the construction, we must adopt reliable safety measures.

Key words: artificial hole digging pile; construction technology; blasting

中图分类号： TQ639.2 文献标识码：A 文章编号：

前言

人工挖孔桩是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺，适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层，因其占施工用场地少、成本较低、工艺简单、易于控制质量且施工时不易产生污染等优点而广泛应用于桩基工程的施工中。人工挖孔灌注桩适用于桩径800mm以上，在无地下水或地下水较少的软质岩(强风化岩)、稍密一中密的碎石土、粘性土、粉性土地基中，特别适于湿陷性黄土层中，深度一般不超过15m，当大于15m时应采取相应工程防护措施。对有流砂，地下水位较高、涌水量大的冲积层及近代堆积的含水量高的淤泥、淤泥质土层中不宜使用或慎用。

1 工程简介

广乐高速公路单竹迳特大桥位于山区地形，地处粤北山区，南领山脉，山峦起伏较大，山系多近东西向展布。地势上总体由北往南，大致呈北高南低，海拔高程在160-350m，相对高差较大。标段地貌属构造剥蚀丘陵地貌。地段主要岩性为灰深灰色灰岩、炭质灰岩，及粉砂岩。

大桥起址终点桩号分别为YK16+335(ZK17+336.46)和K17+415，左右幅桥长分别为1090m和1089m，桥跨布置为〔3×（5×40）+3×（4×40）〕m 预应力混凝土T梁。桥墩的桩基础共196根，其中桩径为2.0m的桩有64根，桩径为1.8m的桩有76根，桩径为1.5m的桩有56根，有嵌岩桩和摩擦桩两种，桩长最长达40m，全部桩基均可在陆地上作业，均采用人工挖孔灌注桩。

2 人工挖孔桩施工方案

2.1 施工程序

场地平整测量定桩位 开挖桩孔（一般为 1 米深度） 支设护壁 模板进行护壁砼施工按每节护壁要求高度重复开挖、护壁施工直到设计桩底标高 钢筋笼制作、吊装到位 桩基砼浇筑

2.2 施工工艺

1）、测量定位

采用全站仪按设计桩位进行放样，保证桩位准确。并在桩位外设置纵、横向十字线控制桩，确保孔口平面位置与设计桩位偏差不大于 5 ㎝。

2）、桩体开挖

安装卷扬机配三角架提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔轴线位置一致，为挖土时粗略控制中心线。挖孔过程中，应经常检查桩孔尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况，如有偏差应随时纠正。 人工自上而下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先中间部分，后挖周边。每挖深 1.0m 为一节，每节开挖完成后尽快施工砼护壁。当遇弱风化岩层和较硬基岩风镐难于作业时，采用少量炸药进行浅孔松动爆破或 预裂爆破，炮眼深度控制在 50cm 以内，严格控制炸药用量，装药量不超过 炮眼深度的三分之一。

挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、 泥、沉淀土。如地质复杂，应钎探了解孔底以下地质情况是否能满足设计 要求，否则应与监理、设计单位研究处理。

3)护壁

①、采用 C25 砼护壁，砼现场人工拌合、孔内人工浇捣。护壁每节高 度与开挖进尺一致，桩孔挖掘及砼护壁两道工序必须连续作业，不得中途 停顿，以防坍孔。

②、护壁砼模板由 4 块钢模板组成，插口连接，支模要校正直径及圆 度，护壁孔圈中心线要与桩轴线重合。

③、采用外齿式混凝土护壁，护壁混凝土厚度上口 15cm,下口为 10cm，上下

护壁间搭接 50mm，用 C25 混凝土浇注。详见挖孔桩护壁示意图。

④、第一节护壁兼作挖孔锁口圈，高出周围地面 200mm 以上，以防地 面水灌入孔内，上口厚为 180mm，下口厚为 120mm。

⑤、护壁混凝土施工:护壁混凝土应严格按配合比下料搅拌,塌落度控 制在４～7cm 为宜。为提高早期强度可适当加入早强剂,混凝土浇筑时应分接牢固，为便于施工，可在模板顶设置钢板制成的临时操作平台，供混凝土浇筑使用。

⑥、当护壁混凝土养护达到一定强度后，便可拆除模板，通常拆模时 间为 24 小时，再进行下一节施工。挖孔桩护壁示意图如下：

⑦、护壁混凝土厚度的确定：

施工前必须计算护壁混凝土的厚度。计算简图见下图。

护壁厚度可按下式计算：

t≥kpD /2fc 

k-安全系数，取 k=1.65；

fc -混凝土轴心抗压强度；

P-土和地下水对护壁的最大侧压力( MPa ) D-圆形构筑物外直径

对粘性土且有地下水时，

P=γhtg2(45-ψ/2)+(γ-γw)(H-h) tg2(45-ψ/2)+(H-h)γw

其中：

γ－土的容重( kN / m3 )；

W －水的容重( kN / m )； H－挖孔桩护壁深度(m)； h－地面至地下水位深度；

ψ－土的内摩擦角(°)；

根据工程地质勘察报告，SQZK1-46 号桩孔的检测结果土的天然密度为1.85～2.06g/cm3 则取γ=20.6 kN / m3 ，内摩擦角ψ= 22.7°，地下水位标高为224.80m。原地面标高为 227.00m，桩底标高为200.00m，则桩基挖深 H 为27.00m，γ =10KN/m3，h=225.00-224.8=0.2m

所以：侧压力为

P=γhtg2(45-ψ/2)+(γ-γw)(H-h) tg2(45-ψ/2)+(H-h)γw

=20.6*0.2*tg2(45-22.7/2)+(20.6-10)(27.0-0.2)*tg2(45-22.7/2)

+(27.00-0.2)*10

=1.8+125+268=394.8kn/m2

采用 C25 砼,轴心抗压强度设计值 fc=11.5MPa 按三天砼强度达到设计 强度的 42%计算。构筑物直径 D=180cm

厚度 t=k*P*D/(2 fc)=1.65*286*180/(2*11.5*0.42*103)=12.2cm

考虑到护壁砼采用现场人工搅拌各种材料的计量不可能很准确，现拟确定护壁的最小厚度为 15cm，完全可以安全需要。

⑧出渣采用小型慢速卷扬机提升架配吊土桶出渣，手推车运至临时场地后集中处理。为了安全，出渣桶装渣的高度不得超过桶的上平面

4)、排水

开挖过程中，孔内渗流量不大时，采用出渣桶将泥水一起吊出，如渗水量较大,则在孔底一侧挖集水坑,用高扬程水泵排出。

5)、通风及照明

挖孔桩施工深度超过 8 米时，必须采取通风措施，要用鼓风机连续向 孔内送入,风管口要求距孔底 2m 左右,孔内照明采用防爆灯炮,灯炮离孔底

2m。特别注意孔内爆破完毕后，及时通风排出有害气体。

6）、桩芯砼灌注

①、当成孔及钢筋笼验收合格后，方可开始浇灌桩芯混凝土。混凝土 要满足：混凝土配合比应严格按监理审批的配合比拌制。

②、如果孔内无积水，砼按无水下砼进行浇筑。砼采用串筒灌注砼， 串筒灌注孔内，串筒的直径为 40cm，每节长度在 1.5m 以内，上下节采用吊耳挂接，且串筒底部与孔内底部混凝土面高度不大于2m。随着浇筑，逐段取下串筒。

③、混凝土在搅拌站集中拌制，砼罐车运输。混凝土采用手推车把混 凝土从罐车推至井口的下料斗,然后由串筒导入井底，每层灌注高度不得超 过 30cm,分层捣实直至桩顶。振捣方法由井下的操作工人每 30cm 振捣一遍。 串筒中间用尼龙绳吊牢防止脱落伤人。为了保证桩顶砼的质量，其表面浮 浆应及时凿除并超灌不小于 20cm。

④、桩芯混凝土浇灌过程中必须一次性浇灌完成。

⑤、每根桩桩芯砼按规范要求留置试件。

⑥、如果孔内有积水时，按灌注水下混凝土施工。砼施工同钻孔灌注 桩施工方法。

图1 图2 图3

桩芯混凝土浇筑示意图

8．挖孔桩施工工艺流程见下图

2总结

全桥桩基桩身混凝土完整、密实，强度达到设计规范要求，桩底无明显沉渣，质量优良，为今后施工同类型地质情况的挖孔灌注桩基积累了宝贵的经验。

人工挖孔灌注桩具有施工机具操作简单，占有施工场地小，对周围环境影响小，桩质量可靠，可全面展开，缩短工期，造价较低等优点。挖孔桩在施工过程中，工人在井下作业，劳动条件差，安全事故多。据调查显示，桩基施工中发生安全事故以挖孔桩为最多。主要集中在地面或高空坠物、地面人员失足跌入桩孔、触电、起重工具失灵、桩孔内出现有毒气体致使人员窒息和桩孔内涌水、流砂等六类。所以在施工中要针对以上情况采取必要的措施，防止事故的发生。

参 考 文 献

JTG/T F50—2011 公路桥涵施工技术规范

梁华庐. 浅谈人工挖孔桩施工技术[J].科技风,2010