桩长大于25m人工挖孔桩施工工艺浅析

摘要：本文以广东省广梧高速公路河口至平台段第十四合同段白石岭高架桥桩基施工为例，从施工工艺的角度出发，详细阐述了在工艺创新上、在质量控制上对桩长超过25m的人工挖孔桩的施工工艺及施工中应注意的问题进行了探讨分析。

关键词：桩基 人工挖孔 工艺控制

一、工程概况

本桥位属于丘陵山地区，地形起伏，山体植被茂密，地面标高约191.6-215.7,白石岭高架桥在路线上处于分离式路基段,左线中心里程LK94+180,桥跨组合16×30，桥长480m，右线中心里程RK94+180，桥跨组合14×30+2×20，桥长460m，上部结构为预应力混凝土先简支后连续刚构，下部为桩基础。左线桥面宽12.0m，净宽1×11m，右线桥面宽12.0m，净宽1×11m。

1．桩基情况：

白石岭高架桥左幅6#墩A桩B桩桩径为150cm，桩长为29m,桩基为嵌岩桩，桩基采用人工开挖。

2、地质情况

地层由第四系冲积层、寒武系板岩、变质砂岩及其风化层组成。左幅6#墩桩号：K94+120，桩顶标高：210，桩底标高：181。6#墩地质钻探孔QZK343桩号：K94+120，孔口标高：210.52,与轴线关系:左6m; 地质钻探孔地层：210.52~200.22为强风化变质砂岩，200.22~183.52为弱风化变质砂岩，183.52~174..22为微风化变质砂岩。

二、人工挖孔桩施工工艺控制

人工挖孔桩的基本施工工艺为：平整场地施放中线埋设护筒安设提升设备布置出渣道路布设通风照明设备人工掘进护壁检验成孔质量安设钢筋骨架浇筑桩身混凝土。

1、施工准备

平整场地，清除表面危石浮土，铲除松软土层并夯实。施测墩台十字线，定出桩孔准确位置，设置护桩并经常检验校核。挖掘桩孔现场浇筑第一节孔口护壁；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，准备好孔口雨棚，安装提升设备；布置好出渣道路；合理堆放材料和机具，使其不影响施工。

2.挖掘的工艺要求及控制方法

松土或强风化层采用人工风镐开挖，直到人工挖不动的弱风化层、微风化层采用人工钻孔松动爆破开挖。开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。每节的高度应根据土质好坏、操作条件而定，一般以0.9～1.2m为宜，渣土采用绞车或卷扬机提升，人工移至桩外。质量控制方法如下：

①、在挖孔过程中，每开挖一节桩孔土方后应检查桩孔尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况。如发现偏差，随时纠正，，群桩桩位误差不大于100，单排桩不大于在50mm的范围内，直桩倾度不超过0.5%，挖孔直径比设计桩径大30cm。

②、挖孔时如有水渗入，应及时支护孔壁，防止水对孔壁浸泡造成坍孔。

渗水应设法排除（如用井点法降水或集水泵排）。渗水较大时，增加抽水设备以加大排水能力。

③、桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业，不宜中途停顿，以防坍孔。

④、挖孔如遇到涌水量较大的潜水层承压水时，可采用水泥砂浆压灌卵石环圈，或其它有效的措施。

3. 护壁模板制作与安装

施工的桩基直径150cm，采用现浇混凝土护壁，混凝土标号采用C25，其拌和方式采用机械拌和，护壁厚度≥15。在靠近水面的，对于受水压力作用较大的区域，采取加厚护壁和设置构造钢筋的钢筋混凝土护壁。随着开挖的地质情况调整护壁厚度。进入微风岩层后可不必设护壁，对于渗水较厉害或有强透水层的加设适当构造钢筋或加厚护壁。

护壁采用现浇混凝土进行支护时，首先应该制模，一般采用圆形钢模，由四块相等的模板组成。模板高1m，其上口直径与桩基设计直径相等，底口直径比设计桩径大10cm。桩基开挖到一定的位置后，在孔的四周绑上钢筋（Ø6.5）网片，钢筋网片间距为20cm×20cm，然后将圆形钢模立好，并使其中心与桩基的设计中心相符，使四周护壁混凝土厚度均匀。当第一节护壁混凝土浇完后，以后进行每一节支护时，均要用垂球检查圆形模板的中心位置，从而保证桩基的垂直度。护壁结构示意图如图1所示。

模板立好后，即可浇筑护壁混凝土，浇筑混凝土时要用震捣棒进行捣固，使混凝土密实，并与四周土体紧密接触，形成一个整体。按照这种方式逐节下挖，逐节支护。开始进行第一节支护时，护壁混凝土应高出地面30cm，以防止四周杂物掉入孔内伤人和地表水流进成形的孔内，挖孔停止时必须将井口覆盖，以防出现安全事故。如地下水较大或遇流砂时，可改为0.5m高的模板加快支护速度。

4、排水

一般排水采用井点法降水和集水泵排。根据渗水量设置调整抽水泵的位置和数量。渗水量较大时，可在浇筑护壁时埋入软式透水管，浇筑完护壁之后，让其流排水，减轻护壁的承受压力，在下次浇筑护壁时绑起，等护壁施工完后，再打开让孔内有一定的压力，以免洞内外的压力差过大，造成安全事故。地表墩台周围挖截水沟并妥善引流远离桩孔。遇有特殊地段应进行特殊处理。

5、终孔检查处理

挖孔达到设计标高后，应进行孔底处理。必须做到平整、无松渣、污泥及沉淀等软层。嵌入深度应符合设计要求。开挖过程中应经常了解地质情况，若与设计不符时，应立即报知监理、业主及设计代表，等待批示处理。

三、挖孔过程主要问题处理

1、地下水

地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。采取的对策是：地下水量不大时。在这种情况下，一般采用潜水泵抽水，边抽水边开挖，保持柱孔内基本不积水，桩孔成形且承载力满足设计要求后必须及时浇筑相应桩段的混凝土护壁，然后进行下一段桩基的施工。

2、淤泥质土层

在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。

四、人工挖孔桩施工注意事项

针对人工挖孔桩施工过程中出现的各种安全事故,分析事故发生的原因和前提,制定一些安全技术措施,避免安全事故的发生,因此人工挖孔桩中,应注意以下几方面问题,确保施工事故不发生。

4.1 安全通风

孔桩的通风是确保施工安全的关键。因此要保持孔桩通风,挖孔6―10m深,每天至少向孔内通风1次,超过10m,每天至少通风2次,孔下作业人员和感到呼吸不畅也可及时通风。人工挖孔桩作业一旦发生人员中毒,窒息等事故,必须在现场按应急措施要求实施抢救。根据情况及时送医院,进一步抢救,治疗,并报当地建设主管部门,劳动局卫生部门,以便采取相应措施。

4.2 施工现场电力设施

在人工挖孔桩的时候,各方面施工都要用电,施工现场要有电源,电器等,为避免事故的发生,在电源,电路的安装和拆除的时候必须有专业电工操作。同时,在用电设备必须严格接地零保护且安装漏电保护器。

结束语：

从上述可以看出，对于桩长超过25m桩基，尝试采用人工挖孔桩的施工工艺进行施工，无疑是一项挑战，其管理的意义所在，已远远超出了对质量的控制，由于桩长较深，地下不明因素较多，倘若不加注意，轻则造成质量缺陷，重则引发安全事故，因此，我们不得不加以重视，尽量在工艺、在管理上寻求一种安稳、高效的施工办法，为加深学习，本人通过整理整理形成本文，供业内同行日后在从事类似工程施工控制时能起到一定的参考价值。