人工挖孔樁技術在橋梁施工中的應用

范坤

（山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600）

0 引言

人工挖孔樁是一項常見的基礎施工技術。若施工現場條件比較惡劣，難以實現機械挖孔樁作業，就會選擇人工挖孔樁技術?，F階段，人工挖孔樁技術工藝較為成熟，且具備造價低、操作簡單、受力可靠以及單樁承載力強等優勢。本文將以某橋梁項目為例，重點分析人工挖孔樁施工技術及其應用。

1 人工挖孔樁技術的優點

（1）工藝流程簡單。人工挖孔樁采用的機械設備有絞車、模板等，通常很少會使用大型機械設備，工藝操作流程較為簡單。

（2）施工效率高。通常有多位技術人員參與施工，作業效率較高，成孔速度較快。

（3）成樁質量好。相較于其他挖孔樁技術而言，形成的樁體清潔度良好，且樁底無任何其他雜質，成樁整體質量較好[1]。

（4）污染小。施工噪聲小，使周邊居民免受大型機械設備噪聲污染之害。

（5）成本低。人工挖孔樁技術通常無需采用大量機械設備，相較于其他挖孔樁技術而言，施工成本低。

（6）操作便捷。針對大型機械設備難以進場或樁基施工數量較少的橋梁項目，選擇人工挖孔樁技術能顯著提升作業效率，同時在保證樁基施工質量的前提下，達到控制造價成本的目的。

2 工程背景

某橋梁項目全長822.7m，需橫跨山間谷地，橋墩處在斜坡位置，通過項目現場地質條件調查發現部分坡段發育呈崩塌狀。同時考慮到現場地形陡峭，機械設備難以運輸到場，經研究決定選擇人工挖孔樁施工技術。

3 施工技術

3.1 前期準備

橋梁項目正式施工前，要組織所有人員嚴格審核施工圖紙，全方面了解與掌握施工設計資料，確定施工人員組織及管理架構，結合項目要求做好材料、機具準備工作。與此同時，項目現場必須保證水通、電通及路通，安排測量人員精準測放樁位，將坡段表面碎石、腐殖土等清理干凈，若坡段存在張拉裂縫或滑塌現象，則必須提前做好支護處理。

3.2 樁孔測放

根據設計圖紙中的導線控制點，專業人員用全站儀精準測放橋梁中心軸線，確保其偏差值符合規范基本要求。與此同時，結合樁基和橋梁中心軸線水平距離確定樁位點，然后以鋼卷尺復測，以保證測放結果的準確性[2]。此外，必須注意的是樁孔中心軸線傾斜度低于樁深0.5%，且樁孔中心位置坐標和設計坐標要求數值偏差小于5cm。

3.3 鎖口施工

待現場測量工作完成后，選擇弧形鋼模（厚度為3mm）實施支模處理，同時以C30混凝土為材料進行鋼混鎖口澆筑，然后從鎖口混凝土面布設樁心十字控制線，用紅色油漆做好標記，把高程控制點引放到井圈頂部，從而為施工過程中的垂直度和孔的深度控制提供參考依據[3]。當標記點布設結束后，在樁孔周圍3.0m范圍內進行混凝土澆筑，實現場地硬化處理。針對地勢較陡峭部位的樁孔開挖作業，為了避免墜物引發砸傷事故，要在孔口高側安裝擋板。此外，在樁孔周圍安裝護欄，高度不低于1.2m，其中三面固定、一面可活動，從而為孔內渣土排出創造有利條件。在孔口上方覆蓋一層防護鋼筋網片，規格為15cm×15cm，防止施工人員操作不當出現安全事故。

3.4 挖孔施工

（1）挖孔。對于樁孔開挖，按從上到下、從中間至四周的順序進行逐層開挖作業，單節開挖必須做好模板支設，然后以C30混凝土為材料進行護壁澆筑。綜合分析樁基地質條件特點，確定單節開挖高度。以巖土層地質條件為例，單節開挖高度控制在1.0m左右，以軟弱土、砂土層等地質條件為例，單節開挖高度控制為0.3～0.5m[4]。針對不同地質條件，選用的開挖方式及開挖設備均有所區別，比如對于粉質黏土、黏性土，通常選擇鐵鎬、鐵锨進行開挖；對于風化裂隙發育與巖體破碎巖層，主要選擇風鎬設備進行開挖；對于風鎬難以作業的中風化巖層，應選擇爆破開挖方式，但必須注意樁底區域需要由人工開挖方式取代爆破，防止爆破施工對樁基產生擾動，從而嚴重影響樁基結構的承載力。除此之外，施工人員進出樁位需要使用軟梯，若開挖作業階段地層出現變化，則需要從變化部位取土密封，然后結合剖面圖對比分析，最后采取有效措施進行處治。

（2）特殊情況處理。具體如下：①在挖孔施工階段，若遇到流沙等不良地質條件，則需適當調整護壁高度，通?？s短0.3～0.5m，同時護壁材料優先選擇快硬速凝混凝土，以保證混凝土澆筑完成后盡快成型。若流沙問題比較突出，應選擇鋼套筒實施護壁作業，盡可能地縮短模板施工時間，以便于及時完成混凝土澆筑。②挖孔過程中若存在溶洞，則應選取拋填法與鋼套筒法等實施溶洞護壁處理。③挖孔過程中若出現孔壁滲水問題，需要結合實際滲水量，采取相應的處治措施[5]，若滲水量較小，可以把渣土和泥水一同運出；若滲水量較大，則需要設置集水井，然后通過高程潛水泵進行外排，同時混凝土護壁作業完成后要及時封堵導水孔。

3.5 孔內出渣

挖孔過程中產生的土方主要用卷揚機和吊桶運出，其中吊桶的裝土量必須低于容積的2/3，單桶渣土重量不超過50kg，提升裝置為慢速電動卷揚機（重量級為1.0t）與鋼絲繩（直徑為6mm），同時安排專人負責對卷揚機與鋼絲繩進行日檢，若發現問題則必須及時更換，以免影響施工安全。除此之外，渣土外運過程中需要在開挖作業人員上方安裝防護擋板，并將渣土運輸到指定位置，樁孔5.0m范圍內禁止堆土，防止荷載堆積影響孔壁結構的安全性與穩定性。

3.6 孔壁支護

該橋梁樁基施工選擇人工開挖方式，為了確保開挖作業的安全性，必須開挖一層立即防護一層，各層均要設置護壁混凝土（級別為C30）。與此同時，在護壁施工應延伸到土石分界線以下1.0m。若存在強風化巖層或巖石破碎層，在進行樁基開挖時同樣需要建立護壁。在樁孔開挖過程中若局部出現突泥涌水問題，則需要在護壁支護的基礎上做好降水處理，也可以根據實際情況選擇鋼護筒支護，將上護壁鋼筋與下護壁鋼筋的搭接距離控制在50mm以上。

3.7 清孔與終孔檢驗

當挖孔施工滿足設計標高規定要求時，開始實施清底作業，保證孔底平整度滿足要求，無任何松渣或污泥等。清底作業完成后，由相關專業部門負責檢驗終孔質量，具體內容和方法見表1。

表1 終孔檢驗內容及方法

3.8 鋼筋籠制作與安裝

斜坡上的樁基鋼筋籠制作可選方法包括預制場內加工成型、項目現場加工成型及樁孔內部加工成型?？紤]到橋梁施工現場地質條件等因素，現場加工和樁孔內制作鋼筋籠不僅效率較低，而且無法有效保證鋼筋籠制作質量，故選擇預制場加工制作鋼筋籠。當鋼筋籠加工成型后，需要安排專人對其長度、直徑及焊接效果等進行全面檢查，確保合格后方可運輸到現場實施吊裝作業。利用吊車進行鋼筋籠吊放，提前從樁孔區域布設吊準線，以確保鋼筋籠垂直度符合規定要求。若鋼筋籠較長，則應采用分段吊裝的方式，緩慢實施吊裝作業，防止與孔壁發生碰撞，影響孔壁結構的穩定性。

3.9 樁基混凝土澆筑

在樁基混凝土澆筑過程中，若樁孔位置地下水位較低，同時孔底處于干燥狀態，則應以干灌法實施混凝土澆筑作業；若樁孔位置地下水位較高，且孔底涌水量較多，則需要進行孔底抽水處理，然后以水泥為材料將滲水點封閉，同時結合滲水量和滲水速度合理調整混凝土坍落度。若地下水量呈豐富狀態且孔內水位連續性走高，應選擇水下澆筑方式完成樁基混凝土澆筑作業，其中導管插入混凝土內部的深度為2.0～6.0m[6]。此外，混凝土澆筑總量需要比設計標高大，以避免后續破樁施工影響混凝土質量。

4 質量控制

4.1 挖孔質量控制

（1）在挖孔施工過程中，需要使孔內壁呈較輕微的凹凸感，以提升樁基礎摩擦力，為后續施工創造有利條件。

（2）該項目挖孔施工階段，應間隔適當距離以吊垂球的方式檢查樁孔垂直度，保證開挖樁孔垂直度符合設計規定基本要求。

（3）在挖孔過程中若發生滲水問題，則要求施工人員結合實際情況對孔壁實施支護，防止孔壁遭受雨水侵蝕后容易坍塌。根據滲水狀況，采用集水泵或井點降水等將孔壁水排出。

（4）若遇到滲水量較大的突發性情況，需從樁孔區域填充水泥砂漿與卵石，實現孔內涌水量的有效控制。

（5）待挖孔施工完成后，需要清理孔底，保證孔底區域無任何雜質。

（6）挖孔施工須嚴格按照設計方案及要求進行，同時采取一系列有效措施避免發生超挖現象。

4.2 混凝土質量控制

待成孔施工完成后，設計人員、技術人員、監理人員及安全監督人員等須一同檢查驗收成孔質量，保證成孔效果符合標準規定基本要求后，方可開始樁基混凝土澆筑施工。如果澆筑施工過程中孔洞內部滲水量大于0.3L/s，則應及時調整混凝土澆筑方式，通常選用水下澆筑作業方式。

5 結語

隨著我國經濟的快速發展，橋梁建設規模與數量呈持續性增大趨勢，這對不同區域的橋梁建設質量及安全提出了新要求與新目標。與其他成孔施工技術相比，人工挖孔樁技術優劣勢并存，因此須結合橋梁項目實際情況，嚴格按照技術流程及要求進行作業，加強施工質量控制，確保有效發揮該技術的優勢，保證橋梁整體建設質量與安全。