重庆港人工挖孔桩施工工艺及安全措施

李连明，周宇

（广州南华工程管理有限公司，广东 广州 510230）

人工挖孔桩施工，具有不需大型机械设备，施工作业方便，占用施工场地小，施工对周围影响小，可缩短工期，费用低，施工质量可靠等优点，因此在房建工程、市政工程、陆地桥梁工程中广泛采用，也是山区河流港口码头桩基础工程的首选施工技术。

1 工程概况

重庆港佛耳岩作业区一期工程，位于重庆市巴南区江滨路以西约1 km的佛耳岩，长安铃木汽车制造厂商品车停车场下方的长江右岸。该工程两个泊位均采用浮码头（趸船）靠泊，分别为3 000 DWT吞吐量为40.58万t/a（含集装箱2.3万TEU/a）多用途泊位1个，由斜坡道与趸船连接；400车位吞吐量为15万辆/a滚装泊位1个，由下河道经钢联桥与趸船连接。码头堆场建在标高212 m处，常年低水位为164 m左右。由于地形限制以及泄水的需要，下河道设计为之字形，1座半径为15 m的半圆形、1座为15 m的四分之一圆形桥梁2座；斜坡道为4根架空轨道梁；桥梁和架空轨道梁均采用桩基基础。

2 施工工艺

施工工艺流程为：场地平整→定位放线→开孔下挖→护壁→下挖→护壁（重复至设计标高）→成孔→钢筋笼加工安装→混凝土浇筑。

2.1 场地平整

在初步确定的桩位处平整出用作挖孔作业场地，并在孔口外围约1 m范围进行地面硬化处理，防止泥土杂物、雨水进入孔内，以利展开挖孔作业，包括临时堆放孔内运出渣土石料。

桥梁桩和第三排4根轨道梁基础桩均处地势平坦的坡地上，且地表只约50 cm厚的松软土砾石层，土砾石层以下便是岩石，施工时清除地表松软土砾石层就可进行开孔；轨道梁基础桩第四、五、六排共12根桩处于坡度60°～70°的陡坡上，地表松软土层只有20～50 cm厚，部分岩石裸露，清除地表松软土层，把高处岩石人工凿低、低处岩石上砌砖或混凝土找平形成足够的作业平台，同时考虑挖出料的外运通道，以便孔内挖出料的及时出运。

2.2 定位放线

准确测出桩位的中心点，并在孔口设置固定标点，便于施工过程中的检查，标点呈“十”字。开挖、护壁过程中检查：在孔口上拉十字线，由十字线的交点（桩中心点）吊0.25 kg垂球落至作业层处，以垂球为中心，以开挖尺寸为半径划圆检查，以控制孔径和垂直度。

2.3 开孔下挖

在平整出的场地上，以桩中心点为中心，以桩半径范围开始下挖[1]。本工程采用取芯钻机掘进下挖。地面下1 m内渣料直接由人工提升出料外运；当下挖1 m以后，在地面孔口上方搭设转盘辊辘或慢速卷扬机，本工程采用人力摇动转盘辊辘把装料吊桶垂直提升，装料吊桶装料不得过满，防止提升时晃动渣料溢出坠落伤及孔内作业人员；装料吊桶提升至孔口后，用人力运至孔口2 m外堆放，渣料堆放不得过高过多，应及时转运至安全场地，防止对孔周边产生过大土压力。

考虑到施工安全，防止孔口重物坠落伤人，在孔内作业点的上方2 m处设防冲击挡板；孔下作业人员通过钢爬梯上下；如果孔太深或夜间作业，孔内设置低压照明；开挖深度超过8 m时，孔内设通风系统，以保证孔内空气流通。

桩径800 cm，孔内安排1人掘进、装料作业，孔口安排1人提升装料吊桶、卸料以及孔口周围安全警戒，每桩位由1组2人作业；机械设备有1座人力转盘辊辘，1组发电机，取芯钻机，铁皮装料桶3只及钢爬梯等辅助设施。

22根桩位均处于较好的岩石上，掘进施工采用取芯机直接在孔内一层一层往下钻取岩石至设计标高（图1）。

2.4 护壁

孔桩开挖至一定深度时就必须开始护壁，防止孔壁坍塌，一般在开挖1 m时就需进行护壁。根据桩位处的地质情况确定护壁的高度和料质形式，护壁可以采用砌砖、钢筋混凝土，也可以采用3块1/3圆形钢板或4块1/4圆形钢板，在孔内焊接成圆形护壁，或其它有效形式。

每节护壁高控制在80～100 cm，护壁上口小下口大，上下口直径差控制在8～10 cm，以利护壁的稳固（图2）。

图1 成孔图Fig.1 Hole-forming picture

图2 挖孔桩开挖示意图Fig.2 Sketch drawing of excavating a digging pile

桩位处均为较好的岩石，开挖后均不需护壁（图2）。

轨道梁第6排的1根桩位于一块凸出、水平向外伸、厚约3 m的大岩石悬崖上，穿过3 m厚悬崖后，桩孔外侧一半为悬崖底部，只有内侧一半有岩石，约有2 m高；该桩成孔后，在悬崖底空洞处用砖砌成半圆封闭成完整的桩孔，然后进行混凝土浇筑施工。

2.5 成孔

挖孔桩挖至设计标高后，按照设计要求对孔底岩质情况、桩位、桩径、垂直度进行检查验收，取出孔底岩石送实验室检验，符合设计要求则进行下道工序施工，否则继续下挖至符合设计要求。

本工程共22根桩，开挖至设计标高取出的岩石经检测均符合设计要求；由于在开挖掘进过程中不间断进行桩位、桩径、垂直度检查，22根桩的桩位、桩径和垂直度均控制在规范要求偏差内。

2.6 钢筋笼制作安装

钢筋笼制作安装与灌注桩相同。传统的灌注桩钢筋笼制作安装是在钢筋加工场制作成完整钢筋笼，然后吊运至现场安装，或分节段制作，吊运至现场拼接。

对于大直径桩孔的钢筋笼，采用传统的钢筋笼制作安装方法，加工制作的稳固需要特殊的支撑，吊运安装非常困难，吊运安装过程中钢筋笼很容易变形，难以保证钢筋笼的质量。采用孔内直接制作钢筋笼，省去了钢筋笼加工制作稳固的特殊支撑、吊运、安装工序，有效防止了钢筋笼吊运安装过程中可能产生的变形[2]，可保证钢筋笼的质量；同时，能提高钢筋笼加工制作效率，降低施工成本。因此，孔内直接制作钢筋笼的方法，在大直径挖孔桩施工中被广泛推广。

2.7 混凝土浇筑

人工挖孔桩混凝土浇筑施工，首先要清除孔内杂物和积水，检测孔深，在得到相关部门认可后方可开始浇筑混凝土。为保证混凝土浇筑施工连续，一般采用商品混凝土；采用人工分层振捣密实；当孔深较深时需采用串筒浇筑，防止混凝土自由下落，串筒底部离孔底或混凝土顶面不得高于2 m。

3 安全措施

1）开挖前施工技术人员必须向作业人员进行安全技术交底，施工过程中不间断进行安全检查，发现安全隐患及时整改到位[3]。

2）孔口周围必须设置一定范围的安全警戒，防止无关人员进入；孔口周围不得摆放作业工具，防止作业工具坠落孔内伤及作业人员。

3）孔内作业一般不能超过2人，作业人员必须戴安全帽，作业人员必须顺爬梯上下，不得乘座提升渣料设备。

4） 保持孔内作业人员与孔口作业人员的联络；当掘进超过8 m后，必须采取孔内通风，保证作业人员呼吸；孔深过深或夜间作业，孔内必须设置低压照明设备，确保孔内作业安全。

5）提升装料吊桶时挂钩必须稳固，装料吊桶装料不得高出吊桶顶口，防止渣料提升时溢出坠落伤及作业人员；经常检查提升设备，保证提升设备各部件完好，防止提升设备故障。

6）经常检查孔内是否有有毒气体；如有积水必须抽排至孔口以外。

7）孔位暂停作业时，应对孔口进行遮盖，防止人员或其它物件坠落孔内。

4 结语

人工挖孔桩施工工艺目前比较成熟，根据现场场地和地质情况不同，可采用不同的护壁形式、不同的掘进设备和不同的提升渣料方法。人工挖孔桩工艺不仅适用于房建工程、市政工程、陆地桥梁工程，也适用于山区河流的港口码头工程。由于孔内作业空间小，孔深太深时采光、通风不便，提升渣料吊桶在作业人员上方运行容易伤及作业人员，因此施工安全显得非常重要。

[1] 齐保珠，崔行周，杨吉光.浅析桥梁施工中人工挖孔桩施工工艺[J].科技创新导报，2011（23）：62.QI Bao-zhu，CUI Xing-zhou，YANG Ji-guang.Analysis on constructing crafts of manual hole digging piles in bridge construction[J].Science and Technology Innovation Herald，2011（23）：62.

[2]黄达.灌注桩常见质量事故预防及处理[J].科技资讯，2009（25）：83.HUANGDa.Prevention and management of common quality problems of cast-in-place pile[J].Science＆Technology Information，2009（25）：83.

[3] 张卫东.人工挖孔桩的施工工艺与安全措施[J].山西建筑，2007（27）：100-101.ZHANGWei-dong.Constructing crafts and safety measures of artificial digging-hole pile[J].Shanxi Architecture，2007（27）：100-101.