高速公路人工挖孔樁施工技術探討

收稿日期：2023-11-15

作者簡介：路東剛（1990—），男，陜西西安人，本科，工程師，研究方向：橋梁道路。

摘 要：人工挖孔樁技術雖然作為一種傳統的施工方法，具有施工簡便、成本低廉、適用范圍廣、投入設備少等優點，但經常因挖孔深度較深，成為超危大工程，技術上存在一些難點和風險，如何保證施工質量和安全尤為重要。依據本項目實際施工情況，探討高速公路人工挖孔樁施工技術的特點、施工工藝、質量控制及安全管控措施，目的是在保證安全的前提下，提高施工效率，保證工程質量，降低工程成本，為高速公路建設者提供參考。

關鍵詞：高速公路；人工挖孔樁；安全；措施

中圖分類號：TU7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）03-0025-03

0 引言

結合高速公路人工挖孔樁的現場實際施工特點，對人工挖孔樁的開挖、邊坡防護、樁身混凝土澆筑、周邊及人員安全等展開研究。在施工中，優化開孔方式、支護方式，加快人工挖孔樁施工進度，以縮短施工時間來保證現場出現安全隱患的頻率。通過降低樁位地面標高、增加臨路排架防護，切實確保施工人員及臨路車輛通行安全，以期對類似工程具有借鑒意義。

1 工程概況

本工程抗滑樁共86根，其中清平高速左側設置了26根，清平右側設置了60根。樁基尺寸均為1.8 m ×2.4 m，其中ZK11+750-ZK11+840段樁基按15 m間距布設，其余均按5m/根的間距進行布設。樁長除右側YK11+535～YK11+650段共24根的樁長為25 m，其余均為20 m；樁身高出原狀路面高度為10 m，鋼筋主筋直徑32螺紋鋼筋，采用機械方法連接?？妆谥ёo厚度0.25 m，采用C25混凝土施工，樁身澆筑采用C30混凝土施工。

2 人工挖孔樁施工技術

2.1 挖孔樁開挖順序

抗滑樁處于施工區域高邊坡防護段，靠原狀邊坡第一級邊坡進行設置，樁基距離原狀施工路肩約5～11 m，交通占道疏解后不會對周邊行車造成影響，經過方案研討決定采用人工挖孔的施工工藝。周邊無其他結構物，地質主要為強風化、中風化及微風化地質，挖孔施工較為安全[1]。本次施工由于工期緊張，根據地質情況及相關規范，采用了3種不同的開挖方式。

根據安全規范，為減少樁基開挖后產生的安全風險，加之施工現場作業面較小，對土質邊坡考慮施工方便，采用“隔二挖一”的方式，按3批次進行施工劃分?！案舳谝弧狈峙伍_挖示意圖，如圖1所示。

根據安全規范，減少樁基開挖產生的安全風險，對全風化巖層邊坡降低施工作業平臺，適當增大作業面，采用“隔一挖一”的方式，按2批次進行施工劃分?！案粢煌谝弧狈峙伍_挖示意圖，如圖2所示。

根據現場抗滑樁施工地質條件及工程特點分析，對石質（主要為中風化或微風化）邊坡及設計樁基間距為10 m的樁基，采用邊坡一次開挖到原地面，不需要進行填筑平臺施工，同一批次采取全斷面開挖施工。石質地質同批次開挖示意圖，如圖3所示。

2.2 首節開挖及鎖口施工

在放樣完成后，沿開挖線進行首節樁孔土方開挖，開挖樁孔時應從頂層向底層逐層進行，先挖樁孔中間部分的土方，然后向四周擴散開挖，有效地控制樁孔開挖截面。第一節樁孔開挖50 cm深，為防止樁孔周圍石渣滾入孔內造成安全事故，也為了防止平臺水流入樁孔，需在挖孔時先澆筑鎖口及孔圈。

鎖口一般采用C25鋼筋混凝土澆筑，鋼筋采用Ф12鋼筋，厚度40 cm，鎖口頂面標高與平臺面標高相同，寬度為1 m?？兹υO置在鎖口頂，高度高出地面18 cm，澆筑時預埋φ16的U型鋼筋，作為軟爬梯的受力固定點[2]。挖孔樁軸線位置及鎖口、護壁剖面示意圖，如圖4所示。

2.3 出渣、照明及通風等設備安裝

出渣設備采用在樁孔上方安裝支架、卷揚機、吊桶等提升系統，利用鋼絲繩和吊桶進行出渣。安裝時，應使吊桶鋼絲繩中心與樁孔中心線一致，以作挖孔時粗略控制中心線用。支架要求搭設穩定、牢固。支架搭設好后在上方擱置木枋，滿鋪彩條布形成防水雨棚，確保雨水不進入樁內。

在垂直運輸架上安裝滑輪組和穿卷揚機的鋼絲繩，選擇適當位置安裝卷揚機[3]。卷揚機配重采用混凝土預制塊或其他重物施壓，經計算配重不小于525 kg即滿足要求。地面運土用手推車，運至5 m開外位置集中堆載，以便機械統一裝車外運。在安裝滑輪組及吊桶時，注意讓吊桶與樁孔中心線位置處于同一條豎直線上，作為樁位鉆進時直觀上控制樁位中心的依據。當支架安裝完成后現場技術員和專職安全員對支架的穩定性進行檢查。

孔口四周設置高度不低于1.2 m的鋼管圍欄進行維護，并設置樁基銘牌、安全提醒警示標志。

2.4 孔壁防護

樁孔護壁施工采用內齒式鋼筋混凝土護壁，每節開挖深度達到時立即安裝模板澆筑護壁混凝土。護壁頂厚30 cm，底厚20 cm，每節平均厚度均保證25 cm?；炷敛捎肅25鋼筋混凝土，同時在護壁中按設計要求用綁扎Φ12鋼筋來加固，以加強混凝土壁受力性能，防止開裂。

護壁模板采用0.5～1 m一節組合模板拼裝而成，通過拆除上節來安裝下節的形式循環周轉使用。模板支撐要插扣、連接牢固。每節模板安裝完成后，應嚴格校核樁孔中心位置及護壁厚度，可使用制作十字架對準軸線做標記，通過懸吊垂球于十字交叉中心，復核模板位置，確?？孜淮怪倍?。

為確保樁的成孔質量，施工每完成三節，需校核樁孔的中心線位置和垂直度一次。在護壁模板支護好后，應檢查樁孔直徑和護壁厚度在滿足設計及施工要求后，方可進行下一步鋼筋混凝土護壁施工[4]。

2.5 成孔施工

完成鎖口及孔圈施工后，開始第一節護壁施工，正常情況下，每天進鉆進深度控制在100 cm以內。當挖孔至中風化和微風化巖層時，通知業主、監理及設計單位進行現場巖樣及入巖前標高及進尺深度確認。

挖孔時采用水磨鉆逐層掘進，水磨鉆頭直徑為16 cm，鉆頭長度63 cm，每次掘進深度宜為75 cm左右。鉆孔時孔與孔之間重疊5 cm，樁徑最外圈的鉆孔采取斜向鉆進，形成上小下大的臺階狀，保證上部的孔徑與設計樁徑一致。

在鉆進時應不斷注意地層與地質變化，在發生變化處留存原巖樣并用袋子裝好密封，判明后記入施工記錄表中，并與地質剖面圖進行核對，通知現場監理進行確認。挖孔完成后對樁孔中心位置、樁身直徑、孔底標高、樁孔垂直度、基巖土質進行全面測定，并做好施工記錄。

2.6 鋼筋籠制作安裝

由于操作空間限制，本項目挖孔樁鋼筋籠采用孔內綁扎安裝。根據各樁配筋規格、數量，人工分別運送至樁邊、放入孔內進行安裝。先設置矩形形箍筋和加勁箍筋，加強箍筋為點焊，點焊時控制電流，保證焊接質量，熔點均勻、無裂紋、無燒傷。將加勁箍按設計間距用短鋼筋焊牢支撐于混凝土護壁上口，施焊時加強送風，再放入縱筋均勻布置綁扎。鋼筋接頭應錯開連接，相鄰接頭的間距應大于35 d且大于500 mm。

考慮施工場地空間局限性，鋼筋主筋采用人工逐根下放，下放固定后進行孔內綁扎，下孔人員嚴格佩戴安全帽、安全帶及安全繩等安全防護措施。

2.7 樁身混凝土灌注

人工挖孔樁混凝土采用C30混凝土，澆筑方法根據現場地下水位情況決定，若孔內無積水則采用干法澆筑施工，混凝土經便道罐車運輸至現場直卸。若孔內積水上漲速度達到6 mm/min用水泵難以抽干時，則采用導管法進行灌注，用25 t起重機提升導管?；炷吝\輸至澆注地點后應進行和易性和坍落度檢測，符合設計及規范要求后方可澆筑混凝土。

干法澆筑施工，即料斗配合串流筒送料分層澆筑，混凝土自由落距不大于2 m避免混凝土離散，分層振搗密實至樁頂標高，混凝土澆灌時分層厚度不宜超過30 cm。采用插入式振搗器，每層混凝土振搗，振搗器應插入下層5～10 cm，采用快插慢抽，振動至混凝土密實為止。

導管灌注施工時，若孔底滲水量豐富，水位上漲達到6 mm/min用水泵難以抽干，需采用導管法水下灌注混凝土，起重機提升導管?；炷凉嘧⒋_保一次性連續澆注完成，混凝土澆筑過程中需及時測量孔內混凝土面的位置，及時調整導管埋深，并做好記錄工作，導管埋深控制在2～6 m?；炷凉嘧㈨敇烁呖刂茷樵O計樁頂標高＋0.3 m，以利于浮漿鑿除后確保澆筑標高。

2.8 成樁檢測及驗收

在挖孔樁混凝土澆筑完成后，復測樁軸線中心和樁頂標高，在混凝土強度達到設計及規范要求后進行樁基質量檢測。正常采用對樁身進行無破損檢測，檢測由有資質的檢測單位進行，根據樁基檢測規范，檢測數量≥總樁數的20%。

當樁基混凝土強度和完整性滿足設計、規范要求后，完善質檢資料，報請相關單位進行驗收，通過驗收后便可進入下一工序施工。

3結束語

人工挖孔樁存在諸多施工優點，如工藝簡單、程序少、投入設備少，但存在有限空間施工及臨路、高邊坡施工安全隱患，施工過程中一定要加強現場管理和安全監控，確保整個施工期施工安全。人工挖孔樁相對來說施工周期較長，施工過程中各個項目需要根據現場及項目的實際情況，對施工方案進行動態調整，以滿足施工安全及進度的要求。希望本文能為高速公路建設提供一定的幫助。

參考文獻

[1] 王勇.建筑工程中人工挖孔樁施工技術淺析[J].江西建材， 2020（7）：147-148.

[2] 楊磊.建筑工程中人工挖孔樁施工工藝研究[J].陜西建筑， 2020（6）：115-119.

[3] 陳理.山區高速公路建設中的人工挖孔樁技術[J].交通世界， 2019（11）：58-59.

[4] 魏迎東.高速公路橋梁工程中人工挖孔樁的施工技術[J].四川建材，2019（5）：131-133.