浅谈元双公路六标桥梁基础挖孔桩施工

张凯东

摘 要：本文结合云南元双公路六标大桥基础挖孔桩施工的具体实践，就我国西南地区公路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：桥梁基础；挖孔桩施；关键工序；技术控制

中铁十九局集团六公司承建的云南双元公路第六合同段起点里程为K36+820，位于新村河与古岩河交汇处以西约200米古岩河南岸谷坡下部，止于里程为K43+600，全长6.78千米。主要工程量为：桥梁17座，隧道1座，涵洞6道，路基挖方481604m3，填方86135m3。挡墙圬工27023 m3。其中桥梁中有30%采用控孔庄基础，现就控孔桩施工的关键工序和技术控制进行介绍。

挖孔桩施工顺序：测量定位→井口锁口→分节开挖→分节支护→安装钢筋笼→灌注桩基砼→养护→桩基检测。

1 施工准备

1.1机具及模板制作，手摇绞车等。

1.2桩基孔位测量放样。

1.3场地平整，清除孔口淤泥质土层1.0m并夯实，立模板浇筑孔口护壁；孔口高出地面0.3m。

1.4在挖孔区及孔口四周挖排水沟，做好排水系统，做好孔口的防雨设施。

2 桩孔开挖

2.1 桩孔开挖顺序及方法

桩孔同时开挖，两人一组负责两孔开挖，组与组之间相邻孔不能同时开挖，避免间距过小而造成坍孔。

2.2 开挖

挖孔桩土层采用人工开挖，强风化岩及硬土层用风镐凿除，微风化岩层用凿岩机打眼，安装炸药爆破，出土采用吊斗盛土手摇绞车提升，开挖1.0m衬砌1.0m；挖孔至出水层时，如孔内水量过大，在孔中心挖一集水坑，用潜水泵抽水，潜水泵用滤网包好，集水坑设碎石滤层。

挖孔至微风化及以上坚硬岩石，采用浅眼爆破开挖，用手持式凿岩打眼，炮眼深度控制在0.4～0.8m之间，并严格控制装药量，装药深度不得超过眼深的1/3，孔内爆破采用塑料导管非电毫秒雷管起爆。炸药选用防水效果好的硝铵炸药。爆破前对护壁予以保护，并对孔口进行覆盖，以防飞石伤人。

为提高爆破效果，应合理的确定炮眼直径、数目及装药量，结合桩径等实际情况，沿桩径外缘布设周边眼，孔中为斜眼掏槽。

周边孔尽可能垂直桩孔顶面，掏槽眼与孔顶要有一定的斜度，成梭台形，比周边炮眼深10cm左右，通过非电毫秒延期雷管使其优先起爆。

一般炮眼孔径选择40mm。药卷与炮眼壁之间的空隙不大于炮眼直径的15%，施工中最小抵抗线w按50cm取值，炮眼間距a=1.3W确定爆破时单孔装药量的计算公式：

q=kwaH

式中：q-单孔装药量（kg）

k-单位用药量系数（1.2kg/m3）

w-最小抵抗线（m）

H-爆破体的爆除厚度

在接近桩底设计标高（一般为50cm内）时，停止爆破，改用人工开挖，防止超挖以及对基底的扰动。

3 护壁支护

桩孔开挖与护壁支护两个工序连续作业，护壁模板用厚1～3mm钢板卷制而成，用30×30的角钢作横竖带焊成一体，每套模加工成4片，片与片之间用φ14的螺杆联结，为了方便拆模，螺杆联结处用1cm厚的橡胶条或木板填塞。模板加工完毕后进行拼装，检查其孔径尺寸和平面位置，直径偏差不大于±10mm，上下口平面中心偏差不大于5mm。

当每节桩开挖后，利用“孔口架”上的轴线方向交出孔位中心并仔细检查挖孔质量，然后支立模板，用螺杆联结牢固。为防止灌注砼护壁时模板移位，模板与开挖轮廓线之间用方木支顶，待灌砼时，随灌随取出。为了使相邻节护壁有一定的搭接长度和保证护壁不漏水，模板高度比每节开挖高度长10cm。

护壁为C30砼，护壁厚度10cm，一般情况下采用素砼护壁，对个别特殊严重坍孔段，可根据安全情况，再酌情减短护壁长度，必要时，护壁采用钢筋砼护壁，护壁钢筋用单层环向筋和竖向联结筋组成，环向筋采用φ10，竖向联结筋φ8；竖向钢筋加工成“L”形，其长度沿护壁每次衬砌高度大15cm，当一节桩孔开挖完毕后，其伸出部分搬直与下节护壁钢筋相接，防止护壁脱落或护壁之间开裂。

为加快模板周转和提高砼早期强度，砼中掺入早强剂，砼坍落度为5～7cm，捣固采用小直径振捣棒捣实，砼灌注24小时后，强度达到2.5mpa，在此期间不得进行孔内爆破。

4 特殊情况下的桩孔开挖

4.1如地下水比较丰富地质复杂，遇到流砂、流泥层，采用钢护筒打入跟进法开挖，方法：把钢护筒打入流砂、流泥层下0.5m，下部用φ16的钢筋固定好，稳定后在外侧做护壁，或采用压浆加固后再施工。

4.2当遇到松软层时，打入钢筋支撑上部土层，下部用预制砼块支顶，预制砼块重量以25～50kg为宜。砼块支顶后仍不稳定，可在外侧再做一层护壁砼。

4.3挖孔施工中地下水较大时采用潜水泵排水，在孔内挖集水坑集中抽水的方法，把水从桩孔内抽出引至排水系统，防止再次流入或渗入桩孔内。

5 通风、防尘

挖孔深度达10米时，必须进行孔内送风，保证25L/S的风量，遇岩层进行钻眼放炮时，工人必须戴防尘口罩，执行湿式钻孔，采用“一吹一吸”的通风措施，放炮后增送风量，尽快把孔内烟雾排出，确认无毒后再进行下一步作业。

6 成孔检查

6.1挖孔至设计标高后，清除孔底松散土层并清平，当孔底岩层倾斜时，凿成水平或台阶防止桩底承载产生水平分力。

6.2孔径、孔形的检查，采用外径为桩钢筋笼直径加100mm，长度为4-6倍外径的钢筋检孔器吊入孔内检测；质量标准：孔的中心位置允许偏差：群桩100mm，排架桩50mm；孔径：不小于设计桩径；倾斜度：小于0.5%桩长，且不大于200mm；孔深：不小于设计孔深。

7 钢筋骨架制作与安装

钢筋骨架在钢筋加工场地整段制作，用自制平板车运至现场后利用25t吊车整节吊入孔内至设计标高，并在孔口将钢筋笼固定，防止砼浇筑过程中骨架上浮。为使钢筋有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，每隔2m设置Φ20加强箍筋一道，在箍筋上设置塑料定位夹垫块。

钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入，钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计及规范要求。

8 灌注砼

桩基砼采用拌和站集中拌和，砼罐车运至孔口，通过钢串筒溜放至孔内，串筒每节长0.7m，串筒底口至孔底或砼面高度<2.0m，随灌注高度逐节拆除串筒。砼施工过程中设专人旁站监控，严格控制每盘的坍落度、水灰比，并确保桩基砼浇注的连续性。

如地下水较大，则采用水下砼施工方法，水下混凝土的灌注采用导管法，混凝土灌注前先试拌，选定配合比各种参数，严格控制混凝土的坍落度和和易性、连续性，防止卡管。采用直升导管法灌注水下混凝土。导管上设漏斗，漏斗下设隔水栓。開始时漏斗中储备足量的混凝土拌合物，其数量保证在切断隔水栓首批混凝土灌注下去后，导管下口埋入混凝土中不小于1m。以后连续快速灌注，混凝土拌合物通过导管进入已灌好的混凝土中，并始终保证导管口埋在混凝土中（控制在2m-6m范围内），让灌好的混凝土顶托着上面的泥浆和水逐步上升。为使灌注工作顺利进行，尽量缩短灌注时间，使整个灌注工作在首批混凝土初凝以前完成。

导管使用无缝钢管，直径250mm，中间节长2m，底节长4m，接头用螺纹连接。导管使用前进行试拼、试压，不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。

混凝土的坍落度采用18cm-22cm，骨料采用机制砂、碎石，粗骨料粒径2cm-4cm，含砂率宜为40%-50%，水灰比宜为0.5-0.6，水泥用量不少于350kg/m3。

水下混凝土灌注过程中，专人测量混凝土高度及导管埋入深度，并做好水下混凝土灌注记录。

混凝土灌注桩高于设计标高0.7m，待混凝土强度达到75%，凿除桩头。

9 桩基检测

桩基达到设计强度的80%后 （水下灌注砼需破除桩头松散层），对桩身进行无破损检测，检测合格后进行下道工序施工。

10 结语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九集团第六工程有限公司元双六标桥梁挖孔桩施工合格率100%，完全满足了设计要求。