超深人工挖孔桩施工技术是一种在建筑工程基础施工领域具有重要意义的技术手段。

在施工过程中，首先进行精确的桩位定位测量。人工挖孔时，要严格控制挖孔的垂直度，深度不断增加的同时，面临着地下复杂的地质条件挑战，如地下水处理、岩石层开挖等。对于地下水，常采用降水或止水措施确保作业安全。挖掘到设计深度后，进行钢筋笼的安装，需保证钢筋笼的位置准确、稳固。最后灌注混凝土，要确保混凝土灌注的连续性和密实性，以保证桩身质量。超深人工挖孔桩施工技术以其在特定工程条件下较好的适应性和对桩体质量的有效控制而发挥着不可替代的作用。

        人工挖孔桩具有施工工艺简单、施工过程直观、工程造价相对较低、工程质量容易控制等特点,因而在公路、铁路、房屋建筑等深基础中为首选施工工艺,但在目前工程实践中,主要受地下水位、桩孔直径、地质条件等的影响,人工挖孔桩适用范围还是比较受限制。在现行行业标准JGJ 94-94建筑桩基技术规范中规定了挖孔桩孔深不宜大于40 m,但是在溪洛渡水电站进场道路某大桥3号, 4号桥墩桩基工程施工中,我们进行了50 m~55 m的超深人工挖孔桩施工,现将该桥桩基施工工程及采用的技术措施整理如下。（参考《建筑中文网》）

        1 工程概况

        1.1 设计概况

        该工程场区位于西南重丘陵地区,桥两端为陡峭山坡, 3号、4号桥墩位于山谷间,跨一季节性小河。场区内地下水埋藏较深,地质钻探未见地下水。3号、4号桥墩下设计2 200 mm大直径嵌岩桩各5根,设计有效桩长50 m~55 m不等,并要求桩端嵌于同一风化岩4. 4 m,桩顶标高位于地面以下-3. 5 m。实际成孔深度49 m~54 m不等,共有7根桩深度超过50 m。

        1.2 场地地质条件

        场地内地层大致分为以下几层:①坡积层:层底深度1. 5 m~2. 0 m。②粘性土:层厚8 m~15 m。③碎石土:为砂岩、粘土、粗砂碎石混杂,碎石粒径为5 cm~10 cm,含量约40%,层厚7 m~13 m。③1强风化砂岩夹泥岩:褐黄色、强风化,层厚13 m~18 m。④砂岩:褐黄色,坚硬、中风化,层厚10 m~15 m。第④层为桩基设计持力层。

        2 施工技术

        2.1 挖孔顺序

        根据相关要求凡遇相邻桩间距小于2倍桩身直径,采用间隔桩施工,且后施工桩开挖前,先施工的桩应已浇筑混凝土且满足强度要求。根据此要求,该桥的3号、4号墩桩基采用对角线开挖。

        2.2 挖孔桩施工工艺

        施工工艺流程见图1,图2。

       

       

        2.3 掘进

        1)每个桩孔由一个固定的小组负责施工,每个小组5个人,其中负责开挖的2个、负责提升设备的1个,负责出碴的2个。每个小组配备对讲机随时保持井上和井下的联系。2)孔内碴土和小型机具材料的运输采用提升架提升,护壁采用内八字搭接,搭接长度不小于50 mm,护壁分节长度视地质情况变化,一般地段分节长度为1 m。护壁模板采用工具式钢模板,模板间用插销连接。3)当孔内遇有坚石须爆破时,采用浅眼爆破,严格控制炸药量,并在炮眼附近加强支撑和护壁,防止振塌护壁,开挖至设计标高0.5 m范围严禁爆破;炸药采用防水炸药,雷管为电雷管。4)在孔桩开挖时根据需要在孔壁处安设抽水管道、通风管道和照明线路等管线。5)挖孔达到设计深度后,进行孔底处理,做到平整,无松渣、污泥及沉淀等软层,并上报监理工程师复查认可后方可进行下道工序。6)当孔深超过10 m后,在孔内设置应急软爬梯,供突发事件时人员上下使用。

        2.4 钢筋笼加工

        钢筋笼采用孔外分段制作,采用QY25Z汽车吊分段吊装入孔,在孔口焊接成整体;钢筋笼安放要控制好其垂直度和平面位置,垂直度偏差不大于1%,平面位移小于5 cm。

        2.5 混凝土施工

        2.5.1 浇灌桩芯混凝土前的准备工作

        1)堵漏和积水的排除,浇混凝土前及时将混凝土护壁上出现的渗漏处堵塞,然后将井内积水抽干,保证桩芯混凝土质量;堵漏的原则,大面积堵成小面积的、小面积堵成点漏而最后全部堵塞。

        2)溜斗、溜槽和串筒的准备:当井内无水或水量小时,采用串筒法灌注混凝土,混凝土经过串筒而达到浇筑面,其自由落下的高度不宜大于2 m。

        2.5.2 桩芯混凝土的施工

        1)桩芯混凝土振捣,由井下操作人员用插入式振动器分层振捣密实混凝土,前层厚度不超过50 cm,插入形式为垂直式。插点间距约40 cm~50 cm,并且做到“快插慢拔”,不得漏振。

        2)每个桩的桩芯混凝土必须一次连续浇捣完毕,不留设施工缝,交接班间隙不超过2 h,以防止出现断桩的现象。

        3)注意控制桩芯混凝土的桩顶高程,以免造成桩芯混凝土浇筑过高(但必须高出设计桩顶标高3 cm左右、在上部结构混凝土施工前把桩顶浮浆凿掉)。如桩顶浮浆等过多时,先将桩顶浮浆凿去,再用坍落度小的混凝土浇筑。

        4)每根桩芯混凝土做试件一组,并确定每工作台班不少于一组。

        3 安全施工技术措施

        3.1 孔口围护措施

        在孔口四周浇筑混凝土护圈,并设置围栏围护;混凝土护圈高出地面0. 3 m,围栏高出地面0. 8 m。挖出的碴土及时运至临时堆土场,不得堆放在孔口四周1 m范围内,混凝土护圈上不得放置工具和站人。孔内作业人员必须戴安全帽;孔桩不施工时用钢筋网片将孔口封闭,孔桩开挖时在距开挖面2. 5 m以上设置钢筋网片以防止落物伤人。

        3.2 孔中防毒及通风措施

        当桩孔开挖深度大于5 m时,给桩孔内送风,开工前送风时间不得少于10 min,孔深超过10 m时,恒定送风量不宜少于25 L/s。在岩层段采用爆破作业,每次爆破后通风时间不少于25 min,炮烟散尽并探测安全后,才可下井作业。桩孔内的抽水及通风设备均采用双回路电源,以保证不断电。孔井内作业人员应勤轮换,连续作业时间不宜超过2 h,以防止疲劳或缺氧引发安全事故。

        3.3 防触电措施

        本工程孔井内照明采用12 V以下安全电压,照明灯具采用100W以上的防爆带罩灯泡。用电设备严格接地或接零保护且安装漏电保护器,各桩孔用电分闸设置,保证一闸一用。孔井地表的电缆架空保证1. 5 m以上,避免拖地相埋压土中,桩孔内电缆、电线均采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔井内的施工作业人员均佩戴工作手套,穿绝缘胶鞋。

        3.4 防止孔壁涌水措施

        因本工程桩基间距小于10 m,按照相关要求,当相邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时,要考虑对正在挖孔桩的危险影响,一般应暂停施工,人不准下孔。

        4 取得的效果

        本工程采用人工挖孔桩具有以下优点: 1)工期短。因受工作面限制,如采用钻孔桩只能上两台冲击反循环钻机,工期需6个月,人工挖孔桩工期为4个月。2)质量控制好。因本工程地质条件比较复杂,钻机成孔过程中可能发生卡钻、埋钻等事故;而人工挖孔桩工艺流程直观,质量易于控制,对孔内的地质条件易于辨别并采取相应措施,不留工程隐患。3)造价低。经比较钻孔桩成孔比人工挖孔工程造价高30%。4)灵活性好。采用钻机施工,因设备运输受地形等条件的影响较大,灵活性差;而本工程的桩基位于沟谷间,地形条件不好,采用人工挖孔桩由于只需一些小型机具,正好适用该类工程的施工。

        参考文献:

        [1] JGJ 94-2000,建筑桩基技术规范[S].

        [2] JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

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        [4] JGJ 146-2004,建筑施工现场环境与卫生标准[S].

        [5] GY 206-1996,人工成孔灌注桩施工工艺标准[S].

        [6] JTJ 073-96,公路养护技术规范[S].

        [7] TB 10414-2003,铁路砼与砌体施工质量验收标准[S]. 来源: 《建筑中文网》.

原文网址：http://www.pipcn.com/research/201110/15053.htm