试论桥梁桩基础挖孔施工技术

耿业民

摘 要：桥梁桩基础挖孔施工技术，是我们中铁建施工企业最经常使用的施工技术，也是最容易发生偏差的管理环节。本文从理论和实践经验结合的方法上，探索桥梁桩基础挖孔施工技术的实用范围、科学测量控制、充分施工准备、改进挖掘技术、模板制作与加固、护壁砼浇筑、及时排水、稳妥成品保护等一系列科学方法，以求桥梁桩基础挖孔施工技术达到现代化、标准化要求。

关键词：桥梁桩；基础挖孔；施工技术

1 适用范围

挖孔灌注桩基础系用人力和适当的爆破，配合简单机具设备下井挖掘成孔，适用于无地下水或地下水量很少的密实土层或岩石地层。应加强通风和安全措施。

2 开挖测量控制

在开挖第一段时，桩位轴线采取地面上设置十字线。确保孔中线位于设计位置，其偏差不大于0.5%孔深。

3 施工准备

平整场地，清除坡面危石浮土；坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实。施测墩台十字线，定出桩孔准确位置；设置护桩并经常检查校核；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨棚；安装提升设备；布置好出渣道路；合理堆放材料和机具，使其不增加孔壁压力、不影响施工。

4 挖掘工艺

4.1 挖掘方法、程序

组织三班制连续作业，井口架设三脚架，用10KN～20KN慢速卷扬机提升。上部土由人工从上到下分段进行，每段高度控制在1m左右，在同一段内挖土次序为：先中间、后两边。在开挖土质及漂石段时为了考虑护壁施工，故扩挖 5cm，挖掘程序视土层性质及桩孔布置而定。土层紧密、地下水不大者，一个墩基础的所有桩孔可同时开挖，便于缩短工期，但渗水量大的一孔应超前开挖、集中抽水，以降低其它孔水位。

4.2 挖掘的一般工艺要求

1）挖掘时不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩阻力。

2）在挖孔过程中，须经常检查桩孔尺寸和平面位置，直桩倾斜度不超过1%，孔径、孔深必须符合设计要求。

3）挖孔时如有水渗入，应及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡流淌造成坍孔，渗水应及时设法排除。

4）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。

5）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。

6）挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。

7）孔内下部若为硬岩层采用浅眼爆破法挖孔，用凿岩机钻孔，采用小炮眼光面爆破，在距桩底标高以上30cm时，人工开挖至设计标高。

掏槽眼采用斜眼掏槽，角度为75度，掏槽眼深度为90cm，周边眼沿开挖轮廓线布置，外插角3?～5度。，装药结构为集中装药，正向起爆。泥土堵塞长度不少于30cm。起爆网络由传爆线、导爆管和非电毫秒雷管组成，起爆顺序为先掏槽后周边。

4.3 挖掘的安全技术措施及规定

1）人工挖孔桩施工安全措施

人工挖孔桩的常见安全事故有孔口石块或杂物掉入孔口砸伤正在孔中的施工人员；孔口操作人员被地下有害气体中毒昏迷甚至死亡，孔壁支护不当而坍塌砸伤甚至活埋操作工人；孔内电缆、电线磨损受潮导致工人触电伤亡；深孔中突然涌水淹没操作人员等等。实践证明，只要施工人员树立安全意识，加强安全教育，做好安全技术交底，各种安全技术措施到位，人工挖孔桩的这些常见安全事故是完全可以避免的。

2）人工挖孔桩施工安全规定

（1）根据人工挖孔桩施工作业的高危险性，为下井作业人员办理一般规定的保险，并为下孔作业、检查人员（包括施工管理、勘察设计、建设监理、质量监督等）投保人身意外伤害险，投保金额不少于四十万元整。

（2）电动绞车等提升设备及盛土容器必须经企业安全部门检查，检验合格者方可投入使用。

（3）工人上岗前必须进行施工操作培训、接受安全教育和安全技术交底，并做好记录。

（4）挖孔桩作业人员体验，符合条件者才能从事人工挖孔桩作业。

（5）每天开工前和施工过程中必须经常检查辘轳轴和支腿、绳、挂钩（保险钩）、提桶、水泵、风机、电动绞车等设备的机械、电器性能、发现问题应立即修理或更换、并做好记录。

（6）孔内必须设有应急软梯，供人员上下井，使用有电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，禁止脚踏井壁凸缘上下。

（7）孔内应根据一至二道月牙形防护盖板。

（8）孔口四周必须设置护栏，一般加800mm高围栏转护；停止作业时，必须及时加盖钢筋网片。

（9）每日开工前必须验测井下是否有毒有害气体，并应有足够的安全防护措施。

（10）挖出的土石方应及时运离距口，不得堆放在孔口四周2m范围内，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。

（11）施工现场必须配备专职持证电工；施工用电必须遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）的规定，井内照明电源必须采用安全电压且不得大于12V；井下抽水时，井下人员必须先上地面。

（12）施工时，井下通讯联络要畅通，井口不得少于2人，井下作业人员必须经常检查井下是否存在塌方、涌水、涌泥和流沙迹象，若发现异常情况立即停止作业，迅速撤离，并马上报告。

（13）井下作业人员连续工作时间不得超过4小时。

（14）井下作业人员必须配挂安全带。

（15）挖孔遇到孤石或入岩需要爆破时，应坚持“少装药，多次数”的原则，以降低爆破对护壁及临近孔的影响。爆破必须遵守《人工挖孔桩爆破作业规定》。爆破后应适量往井内冲水并经充分送风后方可下井清查。

（16）夜间一般禁止人工挖孔桩作业，如遇特殊情况需要夜班作业时，必须经现场负责人书面同意，且要有领导和安全员在现场指挥和安全指导。

（17）护壁应严格按规范施工，特别是上下节竖筋应勾住，不得脱节。

（18）现场设置专职安全员，在施工前和施工中应进行认真检查，发现问题及时处理；企业安全管理部门经常检查施工现场安全生产情况，抓好安全生产责任制的落实。

（19）项目安全监督管理部门加强抽查力度，对不遵守安全生产管理规定的施工班组，应责令暂停施工，限期整改，屡教不改者，给予相应的处罚。

（20）人工挖孔桩首节护壁必须高出原地面30cm，以防石块坠井伤人，采用电动小卷扬机提升。井口周围应用栏杆围护，非施工人员不允许随意进出工作区。

（21）人工挖孔桩应配备必要的安全帽，安全绳及其他抢体，不带安全帽者不准下井操作，每天第一次下井前应用明火检测井内有毒气体的浓度（co2，co），必要时用鼓风机送风换气。

（22）开挖过程中出现漏水时应短进尺，勤支护并抽排井内水。

（23）多桩孔同时成孔，应采取间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移；

（24）遇塌孔，配适量直径6-8mm间距15cm钢筋，再支钢内模灌筑护壁砼。若遇砂砾流砂层，则应停止挖孔，改用机械钻孔。

5 护壁模板制作与加固

模板用2cm厚20cm宽木板拼装而成，制作时加工成四块，每块为1/4圆周，高为1m。模板制作时，做成下大上小的喇叭形，上圆的直径为1.5、1.6m，下圆直径为1.6、1.7m。

6 护壁砼的浇筑

1、采用内齿式砼护壁。

2、每次混凝土用量小，故采用两个桩护壁同时浇注。

3、采用等厚度现浇砼护壁。

4、当护壁混凝土达到一定强度后便可拆模。

5、爆破后，应用鼓风机往孔内送风，排除有害气体。

6、当开挖到设计标高后，检查基底地质是否与设计相符。

7 排水

在挖孔桩成孔德施工过程中，排水工作至关重要。

1、成规护壁的排水

1）一般性排水

除挖掘顺序中述及的有关排水要求外，还要注意以下事项：

（1）除在地表墩台位置四周挖截水沟外，并应对从孔内排出孔外的水妥善引流远离桩孔。

（2）孔内渗水量不大时，可用铁皮桶盛水，人工提引排走，渗水量大时，可用小水泵排走。孔深小于水泵吸程时，水泵可设在孔外；倘孔深大于水泵吸程，须将水泵吊入孔内抽水。

（3）在灌注混凝土时，若数桩孔均只有小量渗水，应采取措施同时灌注，以免将水集中一孔增加困难。若多孔渗水量均大，影响灌注质量时，则应于一孔集中抽水，降低 其它各孔水位，此孔最后用水下灌注混凝土施工。

2）挖孔遇到潜水层承压水的处理

挖孔时如果遇到较大（90m/h以内）的潜水层承压水（水头9m，压力90kpa），可采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理，效果较好。

8 成桩检测

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。嵌入岩层深度应符合设计要求，开挖过程中应经常检查了解地质情况，倘与设计资料不符，应提出变更设计。若孔底地质复杂或开挖中发现不良地质现象（如溶洞、薄层泥岩、不规则的淤泥分布等）时，应钎探查明孔底以下地质情况。

对于喷射混凝土护壁，为排水作业而钉入孔壁中的木桩，柒凸出壁面的木桩也须锯去，以免削弱基桩的受力断面。

9 成品保护

已挖好的桩孔必须用木板或脚手板、钢筋网片盖好，防止土块、杂物、人员坠落。严禁用草袋、塑料布虚掩。

10 应注意的质量问题

1.垂直偏差过大：由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖完以后垂直超偏。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。

2.孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前应掌握现场土质情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。

3.孔底残留虚土太多；成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，未认真清除。

4.孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。