摘要 人工挖孔灌注樁作為一種重要的基礎(chǔ)工程施工方法，在橋梁、建筑等工程項目中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。文章探討了人工挖孔灌注樁施工技術(shù)的核心要點和實踐應用，從施工前的準備工作、孔洞的挖掘技術(shù)、鋼筋籠的安裝與固定、注漿材料的選擇與使用，以及施工過程中的質(zhì)量控制等多個方面進行了分析，以確保挖孔灌注樁施工的高效性、穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞 人工挖孔；公路；混凝土灌注樁

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0092-03

0 引言

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進，挖孔灌注樁作為一種重要的基礎(chǔ)工程施工技術(shù)，在橋梁、高層建筑等領(lǐng)域的應用日益廣泛。然而，由于施工過程中的技術(shù)復雜性和質(zhì)量控制難度，其施工質(zhì)量問題逐漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點[1]。該文提出了針對性的質(zhì)量控制措施，以提高挖孔灌注樁的施工質(zhì)量，保障整個工程項目的長期穩(wěn)定和安全。

1 人工挖孔灌注樁特點

（1）施工方法簡單。與傳統(tǒng)的機械挖掘相比，人工挖孔成孔的方法更為簡單，不需要復雜的設(shè)備，可以靈活適應各種施工環(huán)境。

（2）高承載力。由于樁徑較粗，人工挖孔灌注樁可以承受較大的垂直荷載，適用于高層建筑或重載結(jié)構(gòu)。

（3）無振動、無噪聲。無須使用大型機械設(shè)備，如振動錘或挖掘機，幾乎不產(chǎn)生振動，從而顯著降低對周圍環(huán)境和既有建筑的影響，減少施工期間對附近居民生活的干擾。

（4）施工質(zhì)量可靠?？梢詫崟r了解土層的類型、厚度和分布，從而更加準確地判斷地質(zhì)條件。利用手工工具對孔壁進行修整，確保孔壁的光滑和平整。同時，還可以對孔底進行徹底清理，去除松散的巖土和雜物，確保孔底的平整度和承載力，有助于提高樁基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性[2]。

（5）適應性強。人工挖孔灌注樁適用于各種地質(zhì)條件，包括軟土、黏土、砂土等，且可以在狹窄的施工現(xiàn)場進行施工。

2 工程概況

省道410線朝天城區(qū)過境段工程（以下簡稱項目）位于廣元市朝天區(qū)朝天鎮(zhèn)境內(nèi)，項目起止樁號為K0+000～K7+684.123，路線全長7.684 km。采用二級公路標準，該路段的設(shè)計速度為40 km/h，路基寬度為12 m。項目區(qū)沿線地形地貌總體屬中低山區(qū)構(gòu)造剝蝕、侵蝕、堆積復合地貌，斜坡、溝谷地形。項目樁基位于十分陡峭的山坡上，樁基地勢高差大，場地布置和機具設(shè)備的轉(zhuǎn)移十分困難，需開挖較大的施工平臺，易造成山體滑坡等地質(zhì)災害。該工程人工挖孔樁基數(shù)量及類型見表1所示：

鑒于該工程的地質(zhì)條件、水文狀況、設(shè)計技術(shù)規(guī)格，以及樁基的數(shù)量和施工工期要求，針對施工場地受限的情況，采用人工挖孔灌注樁方案顯示出了顯著優(yōu)勢。施工設(shè)備輕巧、簡單，操作便捷。與大型機械成孔方法相比，這些設(shè)備更易于運輸和安裝，降低了施工難度和復雜性；施工場地占用面積小，對周圍環(huán)境的影響微乎其微。在施工過程中，無須大面積開挖或破壞植被，從而有效地保護了施工區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，避免了大規(guī)模土方工程，水土流失的風險也得到了顯著降低。施工過程中不會產(chǎn)生泥漿和污水等廢棄物，對環(huán)境的污染幾乎為零。

3 人工挖孔灌注樁施工方法

3.1 施工準備

在施工前，需要對場地進行平整，確保施工區(qū)域的穩(wěn)定性和安全性。這包括清除坡體表面的危石及浮土，以減少潛在的安全隱患。地面標高需高于設(shè)計樁頂標高30 cm，以提供足夠的施工空間。同時，應進行精確的測量工作，確定樁孔地面的高程，并根據(jù)設(shè)計要求計算開挖深度。為保障施工期間的排水通暢，防止水患對施工造成不利影響，作業(yè)面四周需要挖設(shè)排水溝，并搭建好孔口雨棚。此外，應合理規(guī)劃和布置出渣道路，確保施工過程中的渣土能夠及時清理和運輸。在材料和機具的堆放方面，需要充分考慮孔壁壓力和施工條件的影響，合理規(guī)劃堆放位置，確保不會對孔壁穩(wěn)定性造成不利影響，同時也要便于施工操作和材料使用。使用全站儀進行高精度測量，確定樁位的準確位置。為確保樁位的準確性，采用地面基線十字網(wǎng)控制樁位軸線。

3.2 樁孔開挖

（1）樁孔防護

在孔口設(shè)置蓋板、護欄，橫向欄桿間掛密目網(wǎng)。立面防護欄上懸掛安全標識、禁令標志?？卓诟浇麦w下方設(shè)置被動防護擋板。挖孔工作暫停時，孔口必須使用鋼筋焊接的鋼筋網(wǎng)進行罩蓋，縱、橫間距為20 cm。

（2）孔口邊坡防護

先將邊坡開挖至樁頂高程，再按設(shè)計的跳挖開挖方式依次進行開挖。由于孔口地表不平整，多為斜坡，因此在山坡上施工時，應在施工前對臨山側(cè)進行邊坡防護，采用鋼管支撐，外側(cè)用竹膠板或竹跳板做擋板，鋼管橫桿采用雙層，間距為1 m，立柱間距為1.5 m，竹膠板高度為2.4 m，以防止山上滾石、滑坡等對孔內(nèi)施工人員造成危害。

（3）鎖口及護壁

每次護壁施工前，都必須嚴格檢查樁身的凈空尺寸、平面位置以及垂直度，以確保樁身符合設(shè)計要求。此外，必須確保在上一節(jié)護壁混凝土終凝并具備一定強度后，方可進行下一節(jié)的開挖工作。為保持樁身的穩(wěn)定性，應遵循先挖樁芯部位、后挖四周護壁部位的順序。

挖孔護壁采用20 cm厚的C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每掘進1.0 m，進行護壁處理。在施工護壁時，首先進行護壁鋼筋的安設(shè)工作。護壁鋼筋按照設(shè)計要求進行布置和固定，以確保其能夠提供足夠的支撐和穩(wěn)定性。經(jīng)過驗收后，進行護壁模板的安裝。模板的安裝需根據(jù)樁孔中心點進行校正，然后澆筑護壁混凝土。為確保護壁混凝土的密實度，上下護壁間需搭接50 mm，并使用φ25的鋼筋或小型振動棒進行充分振搗。在澆筑護壁混凝土時，應防止護壁模板發(fā)生位移，確保四周澆筑均勻。

護壁混凝土達到一定強度后，進行拆模、校正。此后，按照該流程循環(huán)進行挖孔施工，直至完成整個樁基的挖孔工作。所有的樁基挖孔都必須設(shè)置混凝土護壁進行支撐，以確保施工過程安全。

護壁采用內(nèi)齒式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其內(nèi)孔尺寸上口略大于設(shè)計尺寸，下口比上口尺寸大10～15 cm，以滿足施工過程中的變形要求。這一細節(jié)處理有助于確保護壁的穩(wěn)定性和承載能力，從而進一步提高灌注樁的整體質(zhì)量。

在覆蓋層中每開挖1 m，現(xiàn)澆一段護壁，上下節(jié)段間應搭接50～75 mm。護壁混凝土內(nèi)布置φ10 mm鋼筋作為環(huán)向箍筋，φ12 mm鋼筋作為上下節(jié)段間的連接筋，為便于連接，鋼筋兩端設(shè)135°彎鉤。在混凝土澆筑前，應在模板內(nèi)設(shè)內(nèi)支撐，以增強模板剛度。護壁混凝土采用機械拌和，插入式振動器搗實，當強度達10 MPa后方可拆除護壁模板。當挖孔達到設(shè)計深度后，對孔底和孔壁情況進行詳細檢查和處理。清除孔壁和孔底松動的巖石和土壤，確?？妆诤涂椎椎钠秸群头€(wěn)定性。對孔底進行整平處理，確?；鶚兜拇怪倍群退蕉确腺|(zhì)量標準要求。

（4）土方開挖

主要采取人工開挖的方式，輔以風鎬風鉆，遵循先中間后周邊的原則。在開挖前，應對孔口土石方進行開挖并采取相應的防護措施，根據(jù)設(shè)計的鎖口尺寸，在原地面下挖10 cm，為后續(xù)的護壁和鎖口的鋼筋制作、模板安裝做準備。為確保鎖口位置的準確性和高程的精確性，在鎖口模板的支護過程中應使用全站儀進行位置及高程的校核。當模板安裝完成后，應進行鎖口混凝土的澆筑工作，確保鎖口的穩(wěn)固性和密封性[3]。

鎖口澆筑完畢后，將樁芯十字軸線及標高精確投測到鎖口護壁的混凝土上，這是樁孔施工過程中樁芯、垂直度、深度控制的重要依據(jù)。井口四周挖好排水溝，能夠有效收集和排除雨水、地下水等水源。設(shè)置地表截、排水及防滲設(shè)施，進一步增強施工現(xiàn)場的排水能力。

3.3 排水措施

（1）一般性排水

在平整場地上應設(shè)置不小于1%的排水橫坡，在地表樁基位置四周挖截水溝，并將從孔內(nèi)排出孔外的水妥善引流到原有水系中。當孔內(nèi)滲水量大時，用水泵排走。

（2）挖孔遇到潛水層承壓水的處理

在挖孔過程中，當遇到潛水層承壓水且涌水量較大（90 m3/h以內(nèi)）時，為防止水流對樁基施工的影響，常用的處理方法是水泥砂漿壓灌卵石環(huán)圈。

3.4 檢查處理及成孔檢驗

當挖孔達到設(shè)計標高后，應進行基樁平面位置、傾斜度檢查，各項誤差均需滿足設(shè)計和規(guī)范要求。孔底必須做到平整，無松渣、污泥及沉淀等軟層。

樁基成孔后應采用錘球檢測樁孔直徑、傾斜度及孔壁平整度，如：直徑≥設(shè)計值，孔的傾斜度≤0.5%，孔壁順適，符合成孔要求。

3.5 樁基鋼筋加工及安裝

（1）鋼筋籠制作方法

鋼筋籠制作主筋采用機械連接，相鄰主筋端部的錯開距離是一個需要特別關(guān)注的參數(shù)。根據(jù)規(guī)范要求，相鄰主筋端部的錯開距離應不小于35倍的鋼筋直徑（35 d），同時也不應小于50 cm，保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)目不多于主筋總根數(shù)的50%，再把加強筋按1道/2 m放置在主筋上。對于螺旋筋，應采取點焊與主筋牢固結(jié)合，而在每節(jié)鋼筋籠接頭處50 cm長度范圍內(nèi)的螺紋筋可暫不焊接，在進行鋼筋籠安裝時，應在焊接好主筋后再進行焊接。

（2）鋼筋籠連接

樁基主筋的連接采用機械連接，而加強筋與螺旋筋的連接則采用電弧焊接。機械連接接頭采用滾扎直螺紋接頭。滾軋直螺紋接頭應使用管鉗和力矩扳手進行施工，將兩個鋼筋絲頭在套筒中間位置相互頂緊。

滾壓直螺紋接頭完成后，為便于識別和檢查，應隨手刷上紅漆作為標識。此外，還需特別關(guān)注單邊外露絲扣的長度，確保其不超過2P（P為螺距），以保證接頭的整體穩(wěn)定性和密封性。力矩扳手的精度為±5%。

焊接接頭每焊完一層后都需要對焊縫進行仔細檢查。焊縫應結(jié)合緊密，平面平順、整齊，不得出現(xiàn)氣孔、夾渣、咬邊等缺陷。同時，焊縫應無裂縫，主筋不得出現(xiàn)深度燒傷現(xiàn)象。Ⅲ級鋼筋的單面焊接要求如表3所示：

鋼筋籠成形后，在鋼筋籠外側(cè)設(shè)置定位筋，確保鋼筋籠與成孔的同心度和混凝土保護層厚度符合設(shè)計要求。

（3）鋼筋籠安放

1）圓樁鋼筋籠安裝：鋼筋籠經(jīng)驗收合格后，分節(jié)吊裝，鋼筋籠起吊采用兩點吊方式，選用19.6 mm的鋼絲繩作為起吊工具。19.6 mm鋼絲繩破斷拉力為23 950 kg，安全系數(shù)取5，鋼絲繩的受力將遠遠低于其破斷拉力。根據(jù)安全系數(shù)的計算，單股鋼絲繩可承受的最大拉力為4 790 kg。而在雙股受力的情況下，即兩根鋼絲繩共同承擔吊裝力時，其總受力可達9 580 kg，而該項目樁基鋼筋籠的最大重量為3 540 kg，滿足要求。

在主吊點的操作中，采用25 t的汽車吊水平起吊鋼筋籠。為確保起吊過程中的穩(wěn)定性，使用吊車的大鉤在鋼筋籠的頂端進行兩點固定，而副吊點則利用副鉤在鋼筋籠的1/2至1/3中間部位進行兩點吊裝。當主吊點將鋼筋籠吊至空中后，副吊點將進行空中翻轉(zhuǎn)操作，籠中心對準樁位中心，扶正后緩慢勻速下入孔內(nèi)，全程應嚴格控制其擺動幅度，以防止與孔壁發(fā)生碰撞。

吊筋下至孔口時，用兩根[12槽鋼支撐于孔口，槽鋼兩側(cè)的墊放應高于護筒的枕木，枕木寬度為30 cm。松開主鉤鋼繩，用同樣方法吊起下一節(jié)鋼筋籠，當上下兩節(jié)籠在同一鉛垂線上時，轉(zhuǎn)動上節(jié)鋼筋籠，以使兩節(jié)籠的主筋對正，機械連接主筋，然后纏繞上螺旋筋。在最后一節(jié)鋼筋籠連接完成后，當?shù)孛娓叱谈哂谠O(shè)計的樁頂高程，吊放鋼筋籠頂部至孔口時，需連接相同直徑的鋼筋籠接長（籠體采用4～8根主筋，按照2 m間距設(shè)置加勁箍），接長后的鋼筋籠頂應低于護壁頂50 cm左右，在鋼筋籠入孔并校正中心位置后，焊接限位鋼筋，限位鋼筋采用4根Φ25鋼筋，與籠頂加勁箍進行焊接支撐在護壁上，可有效防止其上浮和偏位。鋼筋籠吊裝施工工藝流程如圖1所示：

圖1 鋼筋籠吊裝施工工藝流程圖

2）方樁鋼筋籠因其鋼筋密實自重較大，很難采用機械整體吊裝工藝，方樁鋼筋籠采用孔口制作。首先在樁基四周安裝就位鋼筋，逐一焊接箍筋，在箍筋焊接完畢后安裝主筋，主筋采用吊車單根下放至孔內(nèi)，然后按照設(shè)計規(guī)范進行安裝。

3.6 樁身混凝土施工

樁基混凝土在拌和站集中拌和，使用混凝土運輸車運輸，采用混凝土泵車或吊車入孔，導管法灌注。當孔內(nèi)無水、采用導管法澆筑時，按水下混凝土的澆筑方法，當澆筑到設(shè)計標高后對頂面2 m高度內(nèi)混凝土插入振搗棒進行振實。振搗采用插入式50振動棒，其作用半徑為40～50 cm，振動時為保證搗實均勻同時減少混凝土表面的氣泡操作應快插慢拔，并不斷上下移動振動棒。振動棒移動間距應在40 cm以內(nèi)，與護壁保持5～10 cm的距離，對每一個振動部位，應持續(xù)進行振動操作，確保混凝土中的氣泡被有效排除，直至該部位的混凝土達到密實狀態(tài)，當孔內(nèi)積水較多或滲水嚴重時，一般每分鐘水位上升超過5 cm時，采用水下混凝土的施工工藝。

4 結(jié)語

人工挖孔灌注樁施工技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的深基礎(chǔ)施工方法，具有靈活性強、適應性好等優(yōu)點，特別適用于地質(zhì)條件復雜或施工環(huán)境受限的情況。質(zhì)量控制是人工挖孔灌注樁施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從施工前的準備、施工過程中的監(jiān)控到施工后的檢測與評估，每一個環(huán)節(jié)都應嚴格控制，以確保樁身的承載能力和整體穩(wěn)定性。特別是在混凝土配比、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注與振搗等方面，應采取科學有效的質(zhì)量控制措施，避免質(zhì)量問題的發(fā)生。人工挖孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究是一個復雜而重要的課題，需要在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓，完善技術(shù)標準和管理制度，以確保該技術(shù)能夠在各種工程實踐中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

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[3]郭恒，歐陽博.四平市紫氣大路立交橋人工挖孔樁施工中的特殊工藝和質(zhì)量控制技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2013（6）：91+93.