桥梁基础人工挖孔桩施工技术与质量控制研究

聂建龙

(山西太旧高速公路管理有限责任公司河底养护处，山西阳泉 045000)

聂建龙

(山西太旧高速公路管理有限责任公司河底养护处，山西阳泉 045000)

介绍了人工挖孔桩的优缺点，从施工准备、测量放样、成孔、护壁、桩孔抽水、桩身混凝土浇筑等方面，阐述了桥梁人工挖孔桩的施工技术，为同类工程施工积累了经验。

人工挖孔桩，桥梁，施工放样，桩身，混凝土

1 工程概况

山西某高速公路路基第十二合同段位于山西省临汾市乡宁县，该项目位于山岭地区，多山，施工困难。该项目有三座大桥，分别为窑圪垛1号、2号、3号大桥，其中窑圪垛2号大桥长度为216 m，采用30 m长预制箱梁，桥梁基础设计采用桩基础，桩基础长度为20 m～30 m，桩孔直径为150 cm，共有20根桩。该地区主要为黄土，强风化岩，地下水位较低。该地区分布有煤层，埋深较浅，一般在18 m～25 m。该地区在地下水位较低，土质地层为黏性土，设计中采用人工挖孔的方法。

2 工程特点

2.1 人工挖孔桩的优点

1)施工设备简单。人工挖孔桩所使用的施工机械比较简单，主要包括用于砂浆拌和鼓筒式搅拌机一台，发电机，空压机，风镐等设备，设备成本低。

2)施工质量高。与钻孔灌注桩相比，人工挖孔桩在开挖过程中可以对持力层的地层结构进行观察，并检测地基承载力。另外，在桩灌注施工过程中，由于桩孔内没有泥浆，不会将泥浆混入混凝土内部形成断桩。

3)对环境污染小。人工挖孔桩施工过程不需要使用泥浆，且产生的噪声小，不会对周边居民造成影响。

4)节约施工成本。与钻孔灌注桩相比，人工挖孔桩一般采用端承桩的形式，桩体的配筋率较低，而人工的费用也较低，所以整根挖孔桩的成本比较低。

2.2 人工挖孔桩的缺点

1)工人劳动强度大，施工环境差。

采用人工的方式进行开挖，虽然采用风镐等辅助设备，但还要耗费较大的人力。工人需要在孔下作业，孔内的空气质量和噪声都比较大，施工环境较差。

2)安全事故多。

在对含有砂性土层的地下进行桩孔开挖时，流砂涌入造成的安全事故较多。

3)对孔内抽水容易造成地表下沉。

在地下水位较高的区域进行人工挖孔桩施工时，孔内会产生大量的积水，在对孔内积水进行抽水时，会造成周边的地表下沉。另外，在地下水位较高的区域，没有对桩孔进行有效的加固，容易造成挖孔施工失败。

3 桥梁人工挖孔桩关键施工工序

3.1 施工准备

1)机械准备。

人工挖孔桩施工前，事先准备好所需的施工机械，主要包括用于砂浆拌和鼓筒式搅拌机一台，发电机，空压机，风镐等设备，并根据需要选择施工机械的台套数。

2)人员准备。

人员进场后应做好安置，特殊工种应持证上岗，进场后应做好全面的施工技术交底和施工安全交底。施工人员在孔底作业应注意出渣安全，并保证孔底有充足的氧气供应，必要时进行通风。

3)技术准备。

根据图纸上给出的土层地质分布情况，与施工现场对比确定施工地质情况。施工前应仔细阅读图纸，并根据图纸进行施工放样，确定桩孔位置。另外，以项目总工为技术负责人，开展自上而下的技术交底和安全交底工作。同时，指定施工方案，并向监理工程师提交开工报告和施工组织设计方案，审批合格后即可开始施工。

3.2 施工放样

根据设计单位给出的控制点和设计图纸的桩孔位置和标高，进行施工放样，重点确定桩孔位置和轴线，并用木桩标记出桩孔中心位置，并用灰线在桩周围进行标记。

3.3 成孔施工

1)开孔。开孔前，采用全站仪对桩孔的位置和标高，轴线进行复测，确认准确后方可进行开挖。桩孔位置复测准确后，在桩孔位置进行开挖，安装护壁模板，浇筑混凝土灌注护壁。第一节护壁施工完成后，在第一节护壁上设置相对水准点，作为确定桩深的依据。

2)分节开挖。桩孔开挖采用风镐和铁锹等施工机具进行开挖，开挖顺序为先挖中心，再挖周边。当桩孔较浅时，可直接将弃渣清理出孔外；当桩孔开挖到一定深度，应采用支架配合电葫芦将弃渣吊出孔位并进行弃渣。当一节桩孔开挖后，应立即进行护壁施工，并应保证护壁中心线位置准确。

3)开挖出渣。挖掘以人工使用铁锹或风镐的形式，采用支架配合出渣。出渣应防止渣土掉落伤人，渣土应使用卷扬机运输到孔外，并采用三轮车运送到指定位置弃渣。当孔内无人作业时，应将孔口盖住，防止人畜掉落。

3.4 护壁

1)模板安装。人工挖孔桩所使用的模板为通用模板，高度为1 m，模板之间采用螺栓连接。在最后一块模板进行安装时，为了便于拆模，在模板接缝处设置一根木条。在土质较差的土层中进行人工挖孔桩的施工，必须合理选择桩孔护壁的方式，一般可采用混凝土或钢筋混凝土护壁。护壁应在开挖施工后紧接着进行，以防止塌孔，护壁分节进行，呈阶梯状。护壁的厚度一般为100 mm～150 mm，土质较好的桩孔不需要加设钢筋，土质不稳定地段应加设钢筋提高护壁稳定性。如采用钢筋混凝土，上下节钢筋应相互搭接。

2)灌注护壁混凝土。下节护壁混凝土灌注时应与上节护壁混凝土相搭接，如局部地下水位较高，应采用水泵排水后施作，并在护壁混凝土中添加适量的外加剂，以防止水流冲刷破坏护壁。护壁混凝土不宜采用振捣装置进行振捣，可用木棍敲打模板进行振实，且不得使模板移位。成孔后对桩孔进行检验，确保其倾斜度、孔径、孔位中心等尺寸符合要求。

3.5 桩孔抽水

在人工挖孔桩施工中，个别桩孔出现地下水位较高或季节性的高水位现象，严重影响施工，给施工带来很多安全隐患。另外，个别桩孔长期渗水，在进行抽水作业时容易出现周边地面下沉或塌孔等问题。在需要对桩孔进行抽水作业的施工现场，一般先挖较深的桩孔，并设置集水井，采用抽水装置进行抽水。在抽水过程中，应尽量减少土质流失，出现空洞，产生塌孔。另外，如果由于水量过大，采用抽水的方式仍然不能达到施工要求，应采用注浆止水等方法进行止水，减少水渗流，并对周边土体进行加固。

3.6 桩身混凝土浇筑

验孔合格后，根据设计图纸的要求，参照施工规范，对人工挖孔桩钢筋笼进行绑扎，绑扎过程中应注意对钢筋间距、数据、焊接质量等进行控制。焊接采用单面焊接或者双面焊接，应注意搭接长度和焊缝质量，必须保证焊缝饱满无缺陷。对钢筋笼的各项指标进行全面检测，发现质量问题及时处理，并应重点控制其的稳固性与顺直性，保证钢筋笼能够顺利安装入孔。

混凝土运输到施工现场检测其坍落度，浇筑采用串筒下料，以防止离析。混凝土应分层浇筑，分层振捣，采用插入式振捣器进行振捣。混凝土养生采用湿式养生，待混凝土硬化后在桩口处洒水覆盖养生，养生时间不得少于一周。

4 结语

人工挖孔桩在土质稳定、地下水位较低的地层是一种很好的选择，有效解决了大型施工机械不能进场施工的困难。通过对人工挖孔桩施工特点和施工工艺的阐述，得出以下结论：

1)人工挖孔桩施工成本低，但需要结合工程地质和水文地质情况来选择。

2)在人工挖孔桩施工过程中进行质量控制，可有效提高其施工质量。

[1] 戈首媛.浅谈工民建施工中人工挖孔桩技术的应用[J].江西建材，2013，33(6):81-82.

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[3] 李茂英，曾庆军.人工挖孔桩工程量清单分析及计量规则细化完善研究[J].建筑技术，2014，45(3):261-264.

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[5] 张龙.人工挖孔桩完整性及承载力检测应用研究[D].西安:西安建筑科技大学硕士论文，2014.

Study on artificial bored pile construction technologies and quality control of the bridge foundation

Nie Jianlong

(DepartmentofHediMaintenance,ShanxiTaijiuHighwayAdministrationCo.,Ltd,Yangquan045000,China)

The paper introduces advantages and disadvantages of artificial bored pile, and describes artificial bored pile construction technologies from aspects of construction preparation, measurement sampling, hole-forming, wall protecting, pile hole water pumping and pile concrete grouting, which has accumulated experience for similar engineering construction.

artificial bored pile, bridge, construction sampling, pile body, concrete

1009-6825(2017)13-0189-02

2017-02-27

聂建龙(1979- )，男，工程师

U443.1