浅谈人工挖孔桩的施工细节

2012-08-24徐丹

科学之友 2012年1期

徐丹

（太原路桥建设有限公司，山西太原 030006）

1 工程概况

K79+195扭泉沟大桥位于宁武县新堡乡新堡村扭泉沟，冲沟呈V字形发育，地形复杂。桥梁起点桩号左幅K78+842，右幅K78+832，终点桩号左幅K79+568，右幅桩号K79+558，桥梁全长726 m。上部结构采用先简支后连续40 m预应力连续T梁，下部结构采用钢筋混凝土矩形薄壁墩，柱式台，钻（挖）孔灌注桩基础。

2 施工计划

本桥计划在左幅K79+245，右幅K79+235处，即对10#8根桩处进行试挖桩，以确定地质情况是否与设计图纸一致。本桩位处地质为：黏土2.5 m，强风化泥岩17 m，弱风化泥质砂岩5.2 m，微风化泥质砂岩4.5 m，设计桩长25 m，虚桩4 m左右，为嵌岩桩。

3 施工方案

3.1 施工准备

（1）熟悉图纸、会审施工图，领会施工组织设计意图。

（2）对业主提供的坐标和水准点进行复核。

（3）搭设施工临时设施，敷设现场临时水电供应管线。

（4）确定设备安装位置，按顺序组织设备就位安装。整平施工场地。

（5）上岗前对工人进行安全培训和安全交底。

3.2 人工挖孔桩工艺

3.2.1 测量放样

利用全站仪依次放出各桩位，并进行闭合校正。钉上木桩，并以桩上的铁钉作为标记，用砼固定木桩，桩位经监理单位测量人员在开挖前进行验证后，即可进行下一道工序。

3.2.2 桩孔中心点的控制

为防止杂物在开挖时落入孔中，也便于第一节砼护壁施工，防止地表水渗入井内，开挖前应以桩中心点为中心，按相应的桩径加大20 cm浇筑混凝土并保证高出井周围地面200～300 mm（即做沿口圈），同时通过桩中心引两条垂直直径线与井圈相交得4点，在这4点处设置4个钢钉，或用油漆在这4点作标记，作为控制中心点及施工中控制垂直度的依据，控制点必须牢靠直至终孔验收，要求每模都进行吊中，拆模后进行复检，及时修正，做到中心偏差在10 mm以内。

3.2.3 桩井开挖掘进

（1）无论什么地质，孔深超过1 m后，孔口都应支设钢筋砼护壁，护壁应高出地面20 cm以上，以防雨水流入孔内和石块滚入孔内伤人。1 m以下可根据地质情况浇筑钢筋砼护壁或混凝土护壁，所有桩孔采取全程护壁。如遇不良地层或砂砾层，采用锥形台阶式护壁，见图1。经过计算确定护壁厚度：上口护壁厚15 cm，下口壁厚10cm，错台宽5cm，下段护壁将上段护壁封脚，封脚高5cm，厚5 cm；护壁采用C25级砼浇筑；桩身配筋环向钢筋为φ8@200，纵向钢筋为φ12@400，其长度要能插入下节护壁的一定深度，以利其连接。

图1 锥形台阶式护壁

（2）护壁质量要求：①支护后截面尺寸必须满足设计要求；②钢筋位置准确，保证砼的保护层厚度不超过2.5 cm；③砼强度等级不低于C25级，为了使护壁尽早起到支护作用，可在砼中掺加早强剂。

（3）挖孔：井内挖孔为土质时只需人工用镐和短锹在井内施工，土层较硬时用风镐松动。若遇岩层时，可采用小型爆破方法进行处理。爆破第一层时，打眼要向中心倾斜，见图2，炮眼距孔边应大于30 cm。以下各层可采用直炮眼，炮眼的平面布置采用梅花型，距孔边≤25 cm。炮眼的多少，可根据孔径大小、岩层坚硬程度等因素决定，炸药用量应以松动为主，雷管采用毫秒分段雷管（最好是用1#和5#雷管）。井口加盖钢筋骨架组成的橡胶盖，以缓冲飞出的石块。对于井内有水的情况，应采用防水炸药。炮口还要用事先准备好的短木棒塞好。爆破完后，先用鼓风机吹干净毒气烟尘，人工再用风镐清理井壁和孔底。每挖一层（2 m左右），需重新从井口引纵、横轴线，检查井内尺寸是否正确。

若为嵌岩桩时，应记录好地质变化情况，遇与设计图纸不符时，及时报与监理工程师，由监理工程师确认后上报业主和设计单位，等待变更批复。因泥岩不能作为嵌岩桩的持力层，地质情况必须准确，终孔后用￠16的探钎往下探1 m，检查有无软弱层，才能终孔。

图2 爆破打眼

3.2.4 孔内排水

孔内少量泥水可在桩孔内挖小集水坑，随挖随用吊桶将弃土吊出；如大量渗水，可在桩孔内先挖较深集水井，用小型潜水泵将地下水排出桩孔外，随挖随加深，井内集水涌出可采用潜水泵排入场内临时排水沟；涌水量很大时，可将一桩超前开挖，将附近桩孔地下水位降低。护壁时可在模板上预留几个小洞，插上硬塑料管作为引流管，浇护壁混凝土时孔壁的渗水可通过引流管流出，不会对混凝土产生离析。

3.2.5 成孔检验

成孔后要用专用孔规或自制的验孔器（长4～6 D，D为设计孔径，直径不小于钢筋笼直径加10 cm），对成孔各项指标进行检测。待自检合格后报驻地监理进行验收，验收合格并签认后，方可进行钢筋笼吊装。

3.3 灌注桩砼灌注

钻孔桩采用水下C25砼灌注，人工挖孔桩渗水量较大时必须采用水下灌注，旱桩和渗水量小的桩可按照干桩处理，但必须振捣密实。

灌注前应先对桩孔进行清理，抽干积水，下井清理沉渣，保证清底干净。

灌注前应做砼验证配比试验，并按照最终监理工程师签认的配合比进行施工。采用一套2000型砼搅拌站和一台750型砼搅拌机拌和，砼运输采用砼罐车运输。水下砼坍落度控制在18～22 cm，干桩灌注时坍落度控制在10～12 cm，砼连续灌注不得中断。

砼灌注完毕，应按要求留置试块，桩顶覆盖草袋养护并经常湿水或蓄水养护。

3.4 钢筋笼的制作、运输、吊放

3.4.1 施工准备

（1）根据试验规程截取钢筋试样，做冷弯、拉伸及可焊性试验，合格者方可组织进场。

（2）进场后的钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产产家分批验收、分别堆放，不得混杂，且应设立识别标志。

3.4.2 施工方法

（1）钢筋的截断和弯曲：钢筋的截断和弯曲均应在加工棚内进行。需搭接焊时，应用弯曲机将两钢筋搭接端预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头双面焊缝的长度不小于5 d，单面焊缝的长度不小于10 d（d为钢筋直径，下同）。

（2）加强箍筋的制作：根据设计尺寸，在一圆形铁板上用￠22短钢筋头（长度约8 cm）焊成一圆形内骨架，搁置在弯曲机上。一人操作控制开关，一人握住钢筋，利用电机的转动带动转盘，弯制成圆形箍筋，先点焊再双面焊接，加强筋设内撑架。

（3）骨架钢筋的焊接：钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊，焊工必须持焊工证，在考试合格后上岗。钢筋接头宜采用双面焊缝，且接头应设置在内力较小处，并错开布置。

（4）钢筋笼骨架的制作：在加工场内用枕木或方木带线找平，骨架钢筋搁于方木上，用粉笔画出加强筋的位置，加强筋每2 m设置一道，垂直焊接于受力钢筋上，加强箍筋上用粉笔等分刻上记号，受力钢筋用卡板顺直焊牢，固定于加强箍筋上，要求双面焊接、端部整齐、接头错开。待全部受力钢筋焊接定位后，检查断面尺寸及间距，符合要求时方可套上调直的箍筋圈，在受力筋上刻上等距的记号线，螺旋筋必须紧贴主筋，用22#铁丝绑扎固定。螺旋筋的接头长度应不小于30 d，且末端弯制成135°的弯钩。定位钢筋每2 m设置1组，每组4根均匀焊接于加强筋四周。

（5）钢筋骨架的运输及吊装：钢筋骨架制作完毕，自检合格后，报请监理工程师抽检，监理工程师检验合格的钢筋笼才能安装。运输采用简易炮车，运至施工桩位处，汽车吊缓慢平稳地起吊，大、小吊钩配合，直至钢筋笼垂直竖立，对准桩孔中心慢慢下放，即时拆除加强筋内支撑。围上箍筋，绑扎固定，报请监理工程师检查。当钢筋笼下放到孔底设计标高时，应用吊环将钢筋笼架立于孔口横梁上，并调整钢筋笼中心与桩孔中心至重合，焊接支撑定位钢筋。