鐘高潔

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司鐵路公司 云南省元陽(yáng)縣 662400）

1 前言

人工挖孔樁施工工藝，是采取人力開(kāi)挖土石方的作業(yè)方式進(jìn)行樁基成孔的一種施工方法。該方法具有的特點(diǎn)：施工機(jī)具簡(jiǎn)單、易于過(guò)程控制，易于進(jìn)行持力層地質(zhì)鑒別與孔底沉渣控制，成孔直觀，混凝土灌注過(guò)程便于控制，有利于成樁質(zhì)量的保證。

人工挖孔樁適用于山區(qū)場(chǎng)地狹隘，地勢(shì)復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，施工過(guò)程中對(duì)水、電需求量較少。具有排土少，泥漿污染少，噪聲小震動(dòng)低的特點(diǎn)，對(duì)周邊環(huán)境不易造成影響。但人工挖孔樁施工存在受地質(zhì)條件限制、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)，特別是井下作業(yè)環(huán)境多變，具有涌水、涌砂、塌方、毒氣、物體打擊等安全隱患。

2 工程概況

紅河州建水（個(gè)舊）至元陽(yáng)高速公路項(xiàng)目紅河特大橋是項(xiàng)目的控制性工程，全橋孔跨布置：7×40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+6×50m鋼混組合梁+700m懸索橋+2×40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，全長(zhǎng)1366m。元陽(yáng)側(cè)主塔基礎(chǔ)為分離式承臺(tái)，中間采用系梁連接，左右幅承臺(tái)下各設(shè)置9根φ2.8m灌注樁，單根樁長(zhǎng)40m，共720m，按照九宮格形式居中布置，橫向間距6m，縱向間距6.5m。

紅河特大橋元陽(yáng)側(cè)主塔位于二疊系下統(tǒng)茅口階（P1m）細(xì)晶白云質(zhì)灰?guī)r分布區(qū)，綜合地形坡度40～50°之間，覆蓋層厚度小于2m，下伏基巖為細(xì)晶白云質(zhì)灰?guī)r，鉆探揭露巖體以中風(fēng)化為主，局部分布有強(qiáng)風(fēng)化、強(qiáng)溶蝕夾層，淺表部局部溶蝕發(fā)育外，深部巖芯上基本未見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象，巖溶弱發(fā)育，深部中風(fēng)化巖體呈塊狀，較為完整，強(qiáng)度高，巖層陡傾坡內(nèi)，工程地質(zhì)條件較好。

紅河特大橋元陽(yáng)側(cè)主塔樁基采用人工挖孔施工，含護(hù)壁挖孔直徑3.1m，樁長(zhǎng)40m，屬于大直徑人工挖孔長(zhǎng)樁，怎樣確保安全、保證質(zhì)量是施工的重難點(diǎn)。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

人工挖孔樁工藝流程圖如1。

3.2 主要工藝控制

3.2.1 測(cè)量放樣

采用全站儀放出樁孔中心，埋設(shè)標(biāo)記，中心偏差群樁不大于100mm。之后埋設(shè)十字護(hù)樁，并在鎖口施工時(shí)采用鋼筋頭將護(hù)樁點(diǎn)轉(zhuǎn)移埋設(shè)在鎖口混凝土上，確保護(hù)樁點(diǎn)穩(wěn)固。

3.2.2 群樁開(kāi)挖及澆筑順序

人工挖孔施工順序?yàn)閱蝹€(gè)循環(huán)、間隔交錯(cuò)開(kāi)挖。為避免相互影響，鄰樁開(kāi)挖深度相對(duì)高差不小于9m。

圖1 人工挖孔施工工藝流程圖

考慮爆破對(duì)相鄰樁施工的影響，進(jìn)行爆破振動(dòng)安全允許距離驗(yàn)算如下。

爆破為齊發(fā)爆破，總裝藥量計(jì)算為：

Q=q×S×L×n

式中：Q——爆破每m3巖石所需的炸藥消耗量，kg；

q——單位耗藥量kg/m3；

n——炮眼利用率n=0.8～0.95（取0.85）；

L——炮眼深度m，取1.0m；

S——開(kāi)挖斷面積m2；

采用乳化炸藥φ32mm藥卷，樁徑D=2.8m（爆破斷面直徑D=3.1m），q取0.3kg/m3。

Q=0.3×3.14×3.1×3.1/4×1.0×0.85=1.92kg

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）有關(guān)規(guī)定，爆破振動(dòng)安全允許距離公式為：

其中：R——爆破振動(dòng)安全允許距離，m；

Q——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大單段藥量，kg，按齊發(fā)爆破計(jì)算，Q=1.92kg；

V——保護(hù)對(duì)象所在地安全允許質(zhì)點(diǎn)振速，cm/s，此處取30cm/s；

K，α——與爆破點(diǎn)至保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，本工程為中硬巖石，K取150，α取1.8。

則爆破允許安全距離為：

則主塔樁基滿(mǎn)足鄰樁人工開(kāi)挖要求，但為了避免施工相互影響，采取間隔交錯(cuò)施工，群樁開(kāi)挖及澆筑順序?yàn)椋?#、8#、15#、4#、11#、18#→3#、13#、6#、16#→2#、14#、5#、17#→7#、9#、10#、12#。

圖2 紅河特大橋元陽(yáng)岸主塔樁位布置圖

3.2.3 鎖口及護(hù)壁施工

井圈鎖口為C35混凝土，與第一節(jié)護(hù)壁連接，一次澆筑。鎖口壁厚45cm，頂面高出地面30cm。護(hù)壁上口厚15cm、下口厚10cm，上下節(jié)搭接5～10cm。護(hù)壁配筋：豎向φ10@150mm，環(huán)向φ10@150mm，上下節(jié)豎向鋼筋搭接長(zhǎng)度30cm，端頭成彎鉤上下鉤結(jié)形成整體。

護(hù)壁模板采用圓臺(tái)形鋼模，由四塊組成，模板底與每節(jié)段開(kāi)挖底土層頂靠緊密。拆上節(jié)、支下節(jié)重復(fù)周轉(zhuǎn)使用。澆筑采用吊桶運(yùn)輸，人工入倉(cāng)，鋼釬搗實(shí)。塌落度控制在8～10cm，澆筑完畢強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)可拆模。吊線檢查護(hù)壁的內(nèi)徑和垂直度，如不滿(mǎn)足要求則立即進(jìn)行修整，確保同一水平上的護(hù)壁任意直徑的極限差值不大于50mm。

3.2.4 樁孔開(kāi)挖

開(kāi)挖從上到下逐層進(jìn)行，先挖中間，再向周邊擴(kuò)挖。每節(jié)開(kāi)挖高度控制在1m左右，如遇軟弱地層，開(kāi)挖高度不大于0.5m，每挖完一節(jié)，必須吊線修邊、使孔壁圓弧保持上下順直一致。

當(dāng)孔內(nèi)為硬質(zhì)巖，人工開(kāi)挖困難時(shí)，采用爆破開(kāi)挖。

在樁孔上口架設(shè)垂直運(yùn)輸絞架，要求搭設(shè)穩(wěn)定牢固。在安裝時(shí)，注意使鋼絲繩與樁孔中心位置重合，作為直觀上控制樁位和護(hù)壁支模的中心線。卷?yè)P(yáng)機(jī)具有自鎖能力，在突然停電或卷?yè)P(yáng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，能保持渣桶空間位置不變，以免渣桶突然向孔底下落傷及孔底工人。

3.2.5 孔口及孔內(nèi)安全防護(hù)

第一節(jié)護(hù)壁完成后，及時(shí)安設(shè)樁孔外圍防護(hù)，孔口三方圍護(hù)，留一方出渣、架設(shè)動(dòng)力照明線路、上下軟梯等，圍護(hù)立桿采用腳手架鋼管。孔內(nèi)不施工時(shí)，孔口用鋼筋網(wǎng)片（φ20@200×200）覆蓋，并設(shè)置警示標(biāo)志，防止人員墜落。在孔口施工的人員穿防滑鞋、戴好安全帽、佩戴安全帶并拴于立桿上。

孔深超過(guò)4m時(shí)，在距井底2.5m處設(shè)置一道半圓形防護(hù)板，并固定牢靠。在出土及吊運(yùn)物料時(shí)，孔底工人緊貼護(hù)壁站立在防護(hù)板下，以防落物傷人。防護(hù)板的位置隨孔底進(jìn)尺逐節(jié)下移。

3.2.6 孔內(nèi)照明與排水

挖孔深度大于2m后，設(shè)置孔內(nèi)照明系統(tǒng)，使用低壓電源、防水帶罩安全燈具，電線、電纜外包絕緣膠皮不得破損，絕緣性完好，并設(shè)置漏電保護(hù)器。

當(dāng)?shù)叵聺B水量不大時(shí)，隨挖隨將泥水用吊桶運(yùn)出。地下滲水量較大時(shí)，在孔底挖集水坑，用高揚(yáng)程水泵抽水，邊降水邊挖土。

3.2.7 封底

終孔驗(yàn)收后及時(shí)封底，防止因不能及時(shí)灌注混凝土導(dǎo)致樁底擴(kuò)大坍塌，封底混凝土最小高度為200～300mm。

3.2.8 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠在加工廠統(tǒng)一制作，采用滾焊機(jī)分節(jié)同槽制作，主筋采用剝肋滾軋直螺紋鋼筋接頭連接，套筒每端嚴(yán)禁有超過(guò)一扣的完整螺紋外露。

鋼筋籠采用分段吊裝，先在加工廠進(jìn)行試拼對(duì)接合格，再分開(kāi)吊裝，保證對(duì)接鋼筋連接質(zhì)量。

3.2.9 聲測(cè)管

所有基樁全部埋設(shè)聲測(cè)管，并進(jìn)行100%的完整性檢測(cè)。聲測(cè)管焊接在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，定位等分樁周、互相平行，并埋設(shè)至樁底，管口高于樁頂50cm以上。管底封閉，管口加蓋，管底、管口及焊接部位要密封，防止混凝土漿液滲漏堵塞聲測(cè)管。

3.2.10 串筒法混凝土灌注

串筒使用壁厚3mm的鋼板卷制，上口φ40cm、下口φ30cm。串筒分段連接，并用鋼絲繩串掛連接固定，保證串筒連接緊密、不致掉落。澆筑層厚30cm左右，采用70型插入式高頻振搗棒振搗，移位間距為30cm，下料連續(xù)，振點(diǎn)均勻，振搗棒快插慢拔，以混凝土停止下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為準(zhǔn)?？刂拼驳卓趹铱崭叨炔淮笥?.0m，以防止離析。一邊澆筑一邊提升并摘除串筒。

4 主要安全保證措施

（1）孔口設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行孔內(nèi)通風(fēng)，風(fēng)管管口距孔底不大于2m。作業(yè)前先進(jìn)行通風(fēng)，且爆破后通風(fēng)排煙時(shí)間不少于30min，空氣質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足要求時(shí)再進(jìn)入孔內(nèi)作業(yè)。

（2）孔口處設(shè)置高出地面至少30cm的鎖口，防止樁孔周?chē)潦瘽L入孔內(nèi)或地表水流入樁孔?？卓诜雷o(hù)必須到位，防止墜物傷人，防止人員跌落。

（3）樁孔必須挖一節(jié)、澆筑一節(jié)護(hù)壁，護(hù)壁高度一般為1m，嚴(yán)禁不及時(shí)澆筑護(hù)壁的冒險(xiǎn)作業(yè)。對(duì)軟弱地層、涌水涌沙地層，護(hù)壁節(jié)段高度可減少 0.3～0.5m。

（4）挖孔棄土及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，距井口四周1m范圍內(nèi)不得堆積余土雜物；禁止任何車(chē)輛在樁孔邊3m內(nèi)行駛。

（5）臨爆前，與爆破井相鄰的其他樁井作業(yè)人員全部撤離到地面安全地點(diǎn)，爆破清渣前檢查護(hù)壁情況，一旦發(fā)現(xiàn)護(hù)壁變形或坍塌，要首先排除險(xiǎn)情，加固支護(hù)。

（6）為防止爆破飛石沖到地表，井口采用木板加砂袋進(jìn)行覆蓋。

（7）卷?yè)P(yáng)鋼絲繩經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)磨損、斷股等現(xiàn)象，及時(shí)更換。提放物料和器械時(shí)注意掛鉤是否牢靠，渣巖裝載高度不超過(guò)吊桶高度的80%，釬桿和鑿巖機(jī)分開(kāi)捆綁結(jié)實(shí)，雷管和炸藥分次用塑料桶吊放，吊放時(shí)操作手不得撒手讓物料器具憑重力自由下落。

5 結(jié)束語(yǔ)

紅河特大橋元陽(yáng)側(cè)主塔大直徑人工挖孔長(zhǎng)樁施工中，嚴(yán)格做好了安全防護(hù)及安全保證措施，未發(fā)生安全事故；嚴(yán)格控制工藝流程，所有樁基經(jīng)第三方檢測(cè)，均為Ⅰ類(lèi)樁，質(zhì)量?jī)?yōu)良。紅河特大橋元陽(yáng)側(cè)主塔大直徑人工挖孔長(zhǎng)樁施工的圓滿(mǎn)完成，為后續(xù)其他類(lèi)似工程提供了成功經(jīng)驗(yàn)。