实例探析挖孔灌注桩在桥梁基础施工中的运用

2015-08-03朱洪峰

黑龙江交通科技 2015年5期

朱洪峰

(贵州桥梁建设集团有限公司)

1 工程概况

三工区位于德江县合兴乡范围内，是思南至遵义高速公路第四合同段主线合兴互通立交连接合兴乡S210 省道途经大兴村二级公路连接线，起点桩号LK0 +000，终点桩号LK5 +203.93，路线长约5.204 km;三工区主要工程有:LK4+320 中桥(现正变更为3 ×13 m 空心板)。共有9 道涵洞，均为钢筋混凝土盖板涵。路基土石方开挖22.5 万方(包括划到二工区连络线服务区LK0 +000～LK0 +280 段约9 万方)，填方工程量7.5 万方。M7.5浆砌片石11 983 m3，三维植被网33 229 m2，喷播植草灌90 470 m2。

三工区只有一座中桥为3 ×30 m 装配式预应力混凝土连续箱梁，下部采用柱式墩、肋板式桥台，桩基础。该桥横跨一条8 m 宽河流，现考虑该段为全兴安置点出口及河流水流不大，提出变更为3 ×13 m 简支空心板。三工区桩基形式为圆孔桩，桩基施工采用人工挖孔。

2 人工挖孔灌注桩特点

2.1 人工挖孔灌注桩定义

人工挖孔灌注桩是指在桩位采用人工挖掘方法成孔，然后安放钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。其桩身直径≥800 mm，桩长不宜大于40 m，也不宜小于6 m。

2.2 人工挖孔灌注桩特点

人工挖孔灌注桩的主要特点有成孔机具简单，挖孔作业时无振动、无噪声、无环境污染，便于清空和检查孔壁及孔底，施工质量可靠。挖孔桩施工燥声小、可全面开挖、全面施工、工具简单、缩短工期、造价比其他桩更经济合理;缺点是人工劳动强度大，会遇到流沙层，有一定危险性。在有地下水区域施工，应先作好人工降低水位，才能保证挖孔桩顺利进行;挖孔桩底部设有扩大头和锅形底，以增加持力层底面积和桩的稳定性及承载力;能直接观察地质变化和进入持力层的土质状况。施工机械简单，混凝土护壁能较好保护孔壁土质的稳定。

3 挖孔灌注桩具体施工要点

3.1 埋设孔壁支护

在施工之前，首先要对场地进行整平，在进行工程测量放样之后，才能够对孔壁支护进行开挖和埋设，根据需要可用预制的混凝土井圈或钢井圈支护，必要时亦可用现浇或喷射混凝土护壁。挖孔平面尺寸大小，以便于施工为宜，但不得小于桩的设计断面尺寸。

3.2 挖孔

负责挖孔的人员为了保证施工安全，必须要配备安全帽以及安全绳，如果有必要需要进行掩体搭设，吊具及卷扬机、钢丝绳等应经常检查，井口围护高出地面30 cm，防止土、石、杂物滚入孔内伤人。挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。还应经常检查二氧化碳浓度，如超过0.3%或孔深超过10 m时，应采用机械通风;孔内岩石须爆破时，应采用浅眼爆破法，严格控制炸药用量，并在炮眼附近加强支护，防止震坍孔壁，桩孔较深时，应采用电雷管起爆，孔内爆破后，应先通风排烟，经检查无毒后施工人员方可下井继续作业。因为在挖孔过程中可能会遇到煤层现象，那么在施工时应该加强对瓦斯的含量进行检查，保证期保持在合理的范围内，并且做好相关安全防范措施。在挖孔时如有水渗入，应及时加强孔壁支护，防止水在孔壁浸流造成坍孔，如遇涌水量较大的承压水时，可视地质情况采用井点法或工程师批准的其它有效的止水措施。

3.3 挖孔检查清孔及允许偏差

在挖孔过程中，应该严格按照施工规范进行施工，并且对孔径以及孔的倾斜度进行严格的控制。当挖孔的深度满足图纸要求之后，需要对孔的全长进行检查。在挖孔达到设计深度之后，需要做到无松渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层;当桩底进入斜岩层时，应凿成水平或台阶。如地质复杂，应探明孔底以下地质情况是否满足设计要求，否则应提出措施报技术负责人批准后实施。挖孔的允许偏差如下:(1)平面位置:群桩不大于10 cm，单排桩不大于5 cm。(2)挖孔边长或直径:不小于图纸规定。(3)倾斜率:不大于0.5%。(4)深度:不小于图纸规定的桩长。

3.4 钢筋笼的制作和安放

对于钢筋笼的加工和制作需要首先在施工现场根据规格以及分段长度进行下料、弯制，再运到孔位附近制作成形，钢筋笼的分段在方便吊装的前提下越少越好，加工钢筋笼必须按照规定的要求制作。加劲箍及十字撑要有足够的刚度，满足在运输安装过程中保持直顺、不变形，钢筋笼及接头必须验收合格，接长吊装完毕后还应检查是否已固定设计位置。

3.5 灌注桩混凝土

在对挖孔检查完成之后，需要及时的进行混凝土的灌注，严禁使桩孔长时间的暴露在空气中，通常均为排水漏斗法灌注混凝土，若桩孔内无水，采用串筒下溜混凝土，插入式振捣棒振动。在施工中要注意的是:混凝土的坍落度，初凝时间;保证钢筋笼位置正确，并采取防止钢筋笼上浮的措施;并且应该作好混凝土灌注记录。挖孔桩成桩质量允许偏差见笑表1。

表1 挖孔桩成桩质量允许偏差

4 人工挖孔灌注桩安全技术

(1)施工负责人须逐孔检查各项施工准备，与质检员、安全员向作业班组做好安全技术交底，使安全质量管理在思想、组织、措施上都得到落实才允许开挖。桩孔开挖后，应在挖孔区四周设置护栏警护区;并应设置红灯为夜间危险警示;进入施工现场作业人员必须佩戴安全帽。

(2)对于多个桩孔进行同时开挖时，应该采用间隔挖孔的方法进行开挖，相邻的桩不能同时挖孔、成孔。必须持相邻桩孔浇灌完混凝土后才能挖孔，以保证土壁稳定性。

(3)应该在挖孔的孔口设置水平移动式的活动盖板。当土吊桶提升到离地面1.8 m 左右，推活动盖板，关闭孔口，手推车推至盖板上，卸土后再开盖板，下吊桶吊土，以防土块、操作人员和工具掉入孔内伤人。桩孔挖土，必须挖一节土做一节护壁或安放一次工具式钢筋防护笼。

(4)对于正在开挖的桩孔，必须每天在施工时加强检查井壁、混凝土护壁以及井中的空气，如果在检查过程中发现存在特殊情况，那么应采取安全措施后方可施工。每桩孔浇注护壁混凝土后，桩孔须加盖以防止人坠孔的安全事故发生;没有作业的桩孔都必须加盖防护。在桩孔内作业人员，上下孔时应设活动爬梯或软梯，腰间系保险绳，由孔上人员拉绳保护，防止意外安全事故发生;严禁沿混凝土护壁上下。

(5)孔底泥渣提上后应堆放离桩孔2 m 远，不准泥渣掉入孔内;孔深挖至超过作业人员高度时，及时在孔下装设半园平护板。吊渣桶上下时，孔下人员应躲藏于护板下;护板位置应随孔深增加，往作业面下引。在孔内上下递物和工具，严禁抛掷、下掉，须用吊索系牢放下孔底。严格遵守安全操作规程。提升渣土时用电铃通知地面人员;有紧急情况时对讲机方便与地面联系。

(6)孔下作业最多不能超过两人;下雨时停止孔内挖土施工，关掉电源，作业人员即上到地面;雨停止后须检查桩边有无塌陷异常情况，一旦发现即报告施工负责人处理。当桩距小于2 倍桩径，或桩距小于2.5 m 时，应间隔开挖。

(7)护壁模板制作，当桩径为0.8～1.2 m 时模板由4 块组成，直径大于1.2 m 的桩孔，模板由5～8 块组成，下部直径大于上部直径0.15 m(按设计要求)。护壁混凝土厚度视孔径大小用土质定，不宜小于0.10 m。进行水下浇注混凝土时，混凝土导管应伸入孔底浇注并振捣，边缓慢提升边拆管。浇注混凝土应超高0.50～1 m;视孔内渗积水、泥浆厚度情况决定超浇混凝土高度。

(8)孔壁土质稳定性较好时，桩径0.80 m 以内可不放置钢筋网;大于0.80 m 应加钢筋网在护壁混凝土中(或按设计要求)。桩孔开挖过程中，须有专人巡视现场施工情况。即时发现桩位周边地面塌陷裂缝等异常情况，严格做好挖孔现场全面安全监护;桩孔开挖应交错进行。桩孔成型后即验收即浇注混凝土，正浇注混凝土的孔，10 m 半径内桩孔下严禁有人员作业。