挖孔桩施工技术

陈风玲

(中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西 西安 710000)

1 概述

广东省梅大高速公路在梅县境内经过丘陵脊线明显，多呈北东或北西展布，丘陵地形切割深，谷地狭小，地势陡峻。多为丘陵和高丘陵，呈脉状延续，多层地形明显，峡谷不发育。大桥多分布在峡谷之中，部分桥梁桩基位于半山腰，施工机械很难到达施工地点，便道修筑工程量大，根据现场地形条件部分桩基采用挖孔桩施工。

2 施工工艺

2.1 施工程序

场地平整→测量定桩位→开挖桩孔→钻爆设计→护壁施工→按每节护壁要求高度重复开挖、护壁施工直到设计桩底标高→钢筋笼制作、吊装到位→桩基混凝土浇筑。

2.2 施工方法

2.2.1 测量放样

根据施工设计图及规范要求，我部对标段范围内导线点进行了全面复测。水准点的复测工作严格按四等水准测量要求进行，附合水准路线的高程闭合差精度在规定范围内，满足要求。导线点、水准点的加密工作已完成，并将大部分加密控制点布设在构造物附近，以提高放样精度。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。

2.2.2 桩孔开挖

人工自上而下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先中间部分，后挖周边。每挖深1.0 m为一节，每节开挖完成后尽快施工混凝土护壁。挖出的土方采用手推车运到指定的位置，严禁倒在孔边，桩周边1 m范围内不得堆土。挖孔时挖成直形:每节1 m，当垂直度、孔径检查合格后，在孔底四周挖5 cm深的企口，以便与下一节很好连接。开挖风化岩层时，采用风镐凿岩挖掘，凿岩时应加大送风量。当遇弱风化岩层和较硬基岩风镐难以作业时，采用爆破开挖。

孔内爆破采用电雷管起爆。孔内爆破时，现场其他孔内作业人员必须撤离，孔口应加盖。爆破完成后，打开孔盖进行通风，约半小时后检查孔内是否有有害气体，然后进行挖孔出渣。

挖孔施工到设计标高后，进行清孔处理。必须做到孔底无松散渣土。对照地质情况是否与设计地质资料相符，否则报于监理、设计单位沟通处理。

2.2.3 爆破设计

1)爆破参数。单位用药量控制在4.0 kg/m3范围内，掏槽眼装药量为周边眼、辅助眼的1.2倍～1.4倍，炮眼利用率按80%设计。

炮眼的布置和单孔装药量:本工程桩径为1.6 m和1.8 m两种，故钻爆设计中炮眼数量均为一种，对单孔装药量及炮眼间距进行分别设计，具体方法见图1。

图1 炮眼布置图

a.掏槽眼:在桩中心设置1个，炮眼竖直，其余3个在第一圈均匀设置，并向桩中心倾斜70°～80°(与水平面夹角)钻孔，形成上宽下窄的楔形结构。中心炮眼深0.7 m，其余3个深1.0 m，单孔装药量桩径为1.6 m的为400 g，桩径1.8 m的为420 g。

b.辅助眼:设置3个，孔深0.9 m，竖直钻孔，单孔装药量桩径为1.6 m 的为290 g，桩径1.8 m 的为305 g。

c.周边眼:设置10个，孔深1.0 m，向外倾斜，以保证护壁开挖尺寸，单孔装药量桩径为1.6 m的为280 g，桩径为1.8 m的为300 g。

2)爆破器材的选择。考虑到孔桩内多有渗水，炸药采用乳化炸药，雷管采用电雷管。装药采用反向形式，装药长度的1/3处装电雷管，装药后用炮泥堵住炮眼。

3)延时分段和爆破网络设计。

a.起爆顺序:掏槽眼→辅助眼→周边眼。起爆时间间隔确定掏槽眼为2段，辅助眼为2段～4段，周边眼为6段～8段。

b.雷管脚线的连接:孔内所有电雷管采用大串联连接，见图2。起爆器采用电容式起爆器，网络连接时，同一网络内的电雷管必须是同厂家、同型号、同批号的电雷管。

图2 起爆网络连接图

4)试爆。施工时根据岩层风化强度和裂理发育程度以及现场实际施工情况进行试爆，以检查爆破效果。以便根据实际爆破情况对爆破参数及时调整，最终达到最好的爆破效果。

5)爆破施工。爆破时，孔口进行覆盖，所有施工人员必须撤离到安全警戒线以外，并设专人指挥爆破作业与施工，做好安全防护及警戒工作。

2.2.4 护壁施工

1)采用C25混凝土护壁，混凝土现场人工拌合、孔内人工浇捣。护壁每节高度与开挖进尺一致，挖孔及混凝土护壁两道工序必须连续，不得中途停顿，防止塌孔。

2)护壁模板由4块钢模板组成，插口连接，支模要校正直径及圆度，护壁孔圈中心线要与桩轴线重合。

3)采用外齿式混凝土护壁:护壁混凝土厚度上口15 cm，下口为7.5 cm，上下护壁间搭接50 mm，用 C25混凝土浇筑，见图3。

图3 挖孔桩护壁示意图

4)第一节护壁兼作挖孔锁口圈，高出周围地面200 mm以上，以防地面水灌入孔内，上口厚为180 mm，下口厚为120 mm。

5)护壁施工时根据地质情况，当地质比较软弱，裂隙较大，地下水丰富时必须在护壁混凝土中设加强钢筋网:采用φ6钢筋，间距10 cm布设。

6)护壁混凝土施工:护壁混凝土应严格按配合比下料搅拌，坍落度控制在4 cm～7 cm为宜。为提高早期强度可适当加入早强剂，混凝土浇筑时间为24 h，再进行下一节施工。

7)护壁混凝土养护达到一定强度后，便可拆除模板，通常拆模时间为24 h，再进行下一节施工。

2.2.5 出渣

采用小型慢速卷扬机提升架配吊土桶出渣，手推车运至临时场地后集中处理。为了安全，出渣桶装渣的高度不得超过桶的上平面。

2.2.6 排水

开挖过程中，孔内渗流量不大时，采用出渣桶出渣时一起将水排出，若渗流量较大，则用水泵排出。

2.2.7 通风及照明

挖孔桩施工深度超过8 m时，必须采取通风措施，采用鼓风机通风，风管口距开挖面2 m左右，孔内照明采用低压照明，现场用电必须安装漏电保护装置。特别注意孔内爆破完毕后，及时通风排出有害气体。

2.2.8 成孔检查及孔底处理

挖孔达到设计深度后，把孔底的松渣等扰动过的软层全部清理掉;并对桩位、孔深、孔径、垂直度(斜度)进行检查，位置利用桩位控制点进行检测;孔径、形状和倾斜度采用外径 D等于钻孔桩钢筋笼直径，长度不小于4D～6D的钢筋检孔器吊入孔内检测;当发现有成孔不直、孔径减小、断面变形超过规范容许值等时进行重新修整。成孔完毕应报监理检查验收。

3 结语

在施工过程中，从实际出发，安全第一，通过全面的综合控制，圆满完成了人工挖孔桩基础施工任务，超声波检测合格率100%，有效的保证了施工进度、环境保护、经济效益。该施工工艺对山区地势陡峭地形桥梁桩基施工具有一定指导意义和参考价值。