浅谈建闽高速公路南平段桥梁基础挖孔桩施工

李华

摘 要：本文结合京台线建瓯至闽侯高速公路（南平段）A4合同段大桥施工的具体实践，就桥梁基础挖孔桩施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词：公路特大桥；挖孔桩施工；关键工序；技术控制

中铁十九局集团第二工程有限公司施工的京台线建瓯至闽侯高速公路（南平段）A4合同段起自建瓯市南雅镇梅村，起点桩号K23+700，设杨柏洋隧道与A3标合同段相接，向南布线，经杉溪村，设八外洋1#隧道至八外洋附近与A5合同段相接，终点桩号K29+540。路线总长5.84KM。本标段计有大桥3769.5米/4座、中桥97米/1座。其中，桥梁基础主要采用挖孔桩，钻孔桩主要采用Ф1.2m、Ф1.5m、Ф1.6m、Ф1.8m、Ф2.0m、Ф2.2m、Ф2.4m桩径。现就挖孔桩施工进行介绍。

1.工艺流程

平整场地→桩位放样→进口开挖→浇筑进口砼→安装提升架→→挖孔→浇筑护壁砼→下钢筋笼、浇筑混凝土

2.施工方法

2.1 场地平整

平整场地、清除杂物、夯打密实。桩位处地面应高出原地面50厘米左右，场地四周开挖排水沟，防止地表水流入孔内。

2.2 测量放样

进行施工放样，施工队配合测量班按设计图纸定出孔位，经检查无误后，由施工队埋设十字护桩，十字护桩必须用砂浆或混凝土进行加固保护，以备开挖过程中对桩位进行检验。

2.3桩孔开挖

采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，孔内遇到岩层时采用浅眼松动爆破，严格控制炸药用量，对软岩石炮眼其深度不超过80cm，硬岩石炮眼不超过50cm。挖土顺序为先挖中间后挖周边，按设计桩径加20厘米控制截面大小。孔内挖出的土装入吊桶，采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境。注意挖孔过程中，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。

2.4护壁施工

对岩层、较坚硬密实土层，不透水，开挖后短期不会坍孔的，可不设护壁，其它土质情况下，必须施作护壁，保持孔壁稳定，以策安全。护壁拟采用现浇模注混凝土护壁，混凝土标号与桩身设计标号相同。第一节混凝土护壁（原地面以下1米）径向厚度为20cm，宜高出地面20～30cm，使其成为井口围圈，以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人，并且便于挡水和定位。等厚度护壁如下图示。

该方法适用于各类土层，每挖掘0.8～1.0m深时，即立模灌注混凝土护壁。平均厚度15cm。两节护壁之间留10～15cm的空隙，以便混凝土的灌注施工。

混凝土搅拌应采用滚筒搅拌机拌制，坍落度宜为14厘米左右。

模板不需光滑平整，以利于与桩体混凝土的联结。为了进一步提高柱身砼与护壁的粘结，也为了砼入模方便，护壁方式可采用喇叭错台状护壁。

护壁砼的施工，采取自制的钢模板。钢模板面板的厚度不得小于3mm，浇注混凝土时拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U形卡连接，上下设两道6～8号槽钢圈顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注混凝土和下节挖土操作。

人工挖孔测量检查允许偏差：顶面位置±50mm，孔位中心±50mm，倾斜度0.5%以内。

2.5 钢筋的制作与安装

对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于18米，以减少钢筋接头数量。钢筋接头 采用机械连接方式。

制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。

钢筋骨架保护层设置方法：

钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋转动混凝土垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置8个。

骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时，应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼，或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推，也可运输一般长度的钢筋笼。

钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行连接，全部接头连接好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。

骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。

然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。

钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。

挖孔桩钢筋骨架允许偏差：钢筋骨架在承台底以下长度±100mm，钢筋骨架直径±10 mm，主钢筋间距±10 mm，加强筋间距±20 mm，箍筋间距或螺旋筋间距±20，钢筋骨架垂直度：骨架长度1%。

2.6 混凝土灌注

⑴在灌注混凝土前应对孔径、孔深、孔型全部检查并报监理工程师，经检验合格后方可灌注混凝土。

⑵混凝土采用集中拌合，自动计量，罐车运输，泵送混凝土施工，插入式振捣器振捣。混凝土的浇筑入模温度不低于+5℃，也不高于+30℃，否则采用经监理工程师批准的相应措施。

⑶灌注支架采用移动式的，事先拼装好，用时移至孔口，以悬挂串筒，漏斗底口。从高处直接倾卸时，其自由倾落高度一般不宜超过2米以不发生离析为度 。当倾落高度超过2米时，应通过串筒、溜管或震动溜管等设施下落；倾落高度超过10米时，并应设置减速装置。

⑷混凝土分层浇筑，分层厚度控制在30～45cm。振捣采用插入式振动器，振动器的振动深度一般不超过棒长度2/3～3/4倍，振动时要快插慢拔，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀，减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不超过40cm，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，振动到该部位混凝土密实为止，即混凝土不再冒出气泡。

⑸对于1米直径挖深桩，如果桩身较长，混凝土振捣操作有困难时，可采用水下混凝土方法灌注。水下混凝土浇灌方法详见“冲击钻孔桩混凝土灌注”。

3.结语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九局集团第二工程有限公司建闽高速公路南平段4座大桥的挖孔桩施工合格率均达100%，优良率98.5%，完全满足了设计要求，并为工程优质高效展开奠定了坚实基础。