曾芳芳

中交第三航務工程局有限公司廈門分公司

1 工程概況

云頂路空中自行車道位于云頂路BRT高架橋下，起點為BRT洪文站，終點為BRT縣后站，路線全長7.576km，工期140天，總造價4.84億。全線除忠侖公園段170m采用路基段外，其余均采用高架橋形式，沿BRT橋梁中心線兩側布置，橋梁上部為鋼箱梁結構，下部為鋼墩柱結構，基礎結構為樁基礎；樁基共計384根，其中樁徑Φ1.3m共190根，Φ1.6m共83根，Φ1.8m共111根。

2 方案的選定

因本項目工期緊，按施工總進度計劃384根樁基礎工期只有45天，需多工作面同時進行。項目大部分樁基礎位于原BRT 高架橋下綠化帶內側，地下市政管線繁雜，橋下凈空受限。根據(jù)鉆探揭露，該項目擬建場地多為填土層和風化巖層，持力層埋藏較淺，單根設計樁長在15m左右。比較旋挖鉆成孔樁，沖擊鉆成孔樁，沉入樁等，人工挖孔樁不需要大型機械設備、施工方便、速度較快，同時受力性能可靠，結構傳力明確，而且根據(jù)本項目的情況人工挖孔樁施工成本也更低，所以本項目優(yōu)先采用人工挖孔樁。

3 施工工藝流程

以下為人工挖孔灌注樁工藝流程圖

圖1 人工挖孔樁施工工藝流程圖

4 挖孔樁施工方法

4.1 放線、井圈施工

（1）樁位定線。確定好樁位中心，樁孔開挖尺寸線按以樁位中心為圓心，以護壁厚度加樁半徑為半徑畫出的圓周線。

（2）井圈鎖口施工。。挖孔前需先澆筑井圈鎖口，可避免因地表水流入樁孔內或者孔周圍的土石掉入孔內而造成安全事故。井圈采用C25混凝土澆筑，厚度為25cm，高30cm，井圈預埋鋼筋與第一圈護壁相連接。

4.2 人工開挖

（1）因本項目工期緊，所以人工挖孔需多工作面同時進行開挖，全線分為192個作業(yè)小組，每小組開挖2個樁孔，即第一個樁孔護壁未拆模時，開挖第二個樁孔，循環(huán)作業(yè)，每個小組3人，井下1人，井上2人（1人使用電動卷揚機，1人指揮及出渣），輪流下井。開挖時分層開挖，開挖完該層立即支護。對于土層開挖采用人工用尖鎬、鐵鍬開挖，風化層、中風化層用空壓機破碎開挖。開挖次序先中間后周邊，允許開挖誤差30mm。開挖直徑為樁徑加2倍的壁厚，護壁采用內齒式，截面為梯形狀，上壁厚20cm，下壁厚10cm。

（2）一般地質情況下每層挖深1m，開挖完需及時澆筑混凝土，當天挖完的孔當天必須澆筑完護壁混凝土。

（3）當開挖深度達到6m 時，應加強通風，當開挖深度大于10m時，必須采取機械通風措施，保證施工人員安全。

（4）土方（石渣）從井孔內采用鐵桶或籮筐、定制提升架進行提運，棄置于井口以外臨時堆放，再用小型車運出場地外。

4.3 護壁施工

（1）護壁模板為鋼制，拼裝緊密，支撐牢固不變形，可上下節(jié)重復周轉使用。模板底要和每節(jié)段開挖底的土層頂靠緊。為保證護壁的支撐強度，上節(jié)護壁與下節(jié)護壁要搭接5cm～10cm。為防止內模因受漲力而變形，每節(jié)模板的上下端可各設置一道內鋼圈作為內側支撐。第一節(jié)護壁以高出地坪300mm。

（2）護壁鋼筋在鋼筋加工場制作好后，小平板車運至現(xiàn)場人工安裝。如地質情況不好，可在護壁混凝土中增加間距200mm環(huán)向光圓鋼筋Φ8；間距300mm 縱向鋼筋Φ12；間距400mm 上下護壁連接鋼筋Φ8，均采用綁扎連接。

（3）樁孔護壁每挖完一節(jié)，應立即立剛模澆筑混凝土，護壁厚度為20cm～10cm，混凝土強度為C25，坍落度80mm～100mm。用吊桶運混凝土至澆筑部位，人工入模，采用50mm 插入式振動棒或插扦搗固，振搗過程中要避免碰觸鋼筋及模板。因本項目工期緊，所以在護壁混凝土中加入水泥用量1%～2%的早強劑。

4.4 垂直運輸設置、安裝孔口護欄、照明、通風設施

（1）澆筑完第一節(jié)樁孔后，便可設置垂直運輸支架。支架要求搭設穩(wěn)定、牢固。在支架上方搭設防水雨棚防止雨水進入樁內。

（2）在垂直運輸架上安裝滑輪組，穿卷揚機的鋼絲繩和吊桶。運上來的土方再手推車推至農用車位置運走。

（3）吊桶安裝時，應使其與樁孔中心重合，這樣在挖土時可在直觀上檢測樁位中心和護壁支模中心線。

（4）為了確保施工安全，防止高處墜落、傾覆等事故發(fā)生，特進行以下驗算。

根據(jù)現(xiàn)場施工及吊桶承重力，吊桶運土的最大容許質量為80kg（含水份），采用6×19、直徑為的軟鋼絲繩作業(yè)。

圖2 挖孔開孔示意圖

圖3 鋼筋錕轆提升裝置示意圖

①鋼絲繩的破斷控力。在現(xiàn)場工作中，當計算精度要求不高，我們可以采用下式估算鋼絲繩的破斷拉力：

式中：

SP——鋼絲繩的破斷拉力，N；

d——鋼絲繩的直徑，mm。

所以

為了確保鋼絲繩在使用過程中不斷裂，保證作業(yè)安全，我們取一個安全系數(shù)。根據(jù)相關標準，安全系數(shù)一般取5-6。

所以SP現(xiàn)實=SP/（5-6）=10000-8333N

遠遠大于鋼絲繩實際工作中的最大起重重量800N，所以實際操作中鋼絲繩不會發(fā)生斷裂。

②卷揚機的抗傾覆力。施工中我們用土包配重的方法來保持卷揚機兩端平衡，取1.5 的保障系數(shù)，卷揚機的受力即為實際重量80kg，所以實際配重80×1.5=120kg，即只要配重120kg，卷揚機就不會發(fā)生傾覆事故。

（5）通風照明?？變葢O置照明系統(tǒng)，照明燈泡要防水帶罩的，功率為100W，12V低壓電壓。電纜為防水絕緣電纜。

當挖孔深度超過5m 時要先送風才能下井，送風時間保證在15min以上，每天下井前要進行有毒有害氣體的檢測。送風嚴禁用空壓機，要用專業(yè)設備，送風后必須對孔內氣體進行抽樣檢測，檢測合格人才能下去。

4.5 拆第一節(jié)護壁模

護壁模板可以上下節(jié)周轉使用。護壁拆模強度應達到2.5MPa 以上。拆模后如發(fā)現(xiàn)有蜂窩現(xiàn)象，可用M15 水泥砂漿修補。

4.6 在護壁上投測標高及樁位十字軸線

做好一節(jié)樁孔護壁后，在孔口用十字線對中，孔中心吊線檢查該節(jié)護壁的垂直度和內徑，同一平面上的護壁任意內徑的極差應控制在50mm 以內。為了檢查工作方便、準確，現(xiàn)場可自制檢查工具如圖4。

圖4 樁孔檢查示意圖

4.7 檢查持力層后清孔，樁孔驗收

將樁孔挖至設計深度，清除虛土或石渣，土質情況、剛性角是否滿足設計要求。對樁中心、直徑、垂直度、深度、擴底尺寸、持力層情況檢查驗收成孔以后必須對樁中心、直徑、垂直度、深度、擴底尺寸、嵌巖深度、巖石、持力層情況檢查驗收。樁身長度滿足設計要求。對風化巖層進行清除，有積水的孔底利用抽水泵抽出，并排至市政管網(wǎng)。

4.8 吊放鋼筋籠就位并驗收合格

本工程樁基由于BRT 橋凈空影響，因此鋼筋籠均采用分節(jié)制作，分節(jié)長度一般不大于6m，兩段鋼筋籠連接時應采用綁扎搭接或機械連接，接頭錯開。骨架外側豎向間距2m應設置控制保護層厚度的墊塊，橫向四周不少于4 處。骨架頂端應設置吊環(huán)。鋼筋籠用吊機入孔，要對準孔位，豎直吊入、控制下沉速度，不能碰撞孔壁。

4.9 澆筑樁身混凝土

鋼筋籠吊放固定好后需再次清孔，才能澆筑混凝土?？刂苹炷翝仓俣龋绕浠炷羷傔M入鋼筋籠底部時，一定要控制澆筑速度，不能太快，防止出現(xiàn)鋼筋籠上浮。當孔內無積水時可按干施工法進行混凝土施工，混凝土澆筑中要防止發(fā)生離析，下料時，串筒底距澆筑面不超過2m，及時用插入式振搗器分層振搗密實。

當孔內有積水時應按水下混凝土灌注方法施工，用鋼導管灌注，導管使用前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗。此時應超灌混凝土高出設計樁頂標高1m，以保證樁身質量。

5 結語

結合云頂路空中自行車快速道示范段工程，可以看出采用人工挖孔樁施工，具有以下優(yōu)點：（1）機械配置簡單，場地不受限制，適用性較強；（2）施工簡單，多小組同時進行作業(yè)，施工進度能夠得到保障；（3）造價相對低廉；（4）單樁承載力高，受力性能可靠。所以人工挖孔樁在市政橋梁工程中得到廣泛實踐應用。