深孔大直径桩基人工挖孔施工工艺1

大直径群桩基础人工挖孔灌注施工技术 摘要：本文主要介绍渝湘高速公路干溪沟1号斜拉桥3＃主墩大直径群桩基础采用人工挖孔灌注的施工方法。文中介绍的大直径深孔桩（最深达52m）人工挖孔及孔内绑扎钢筋笼施工技术探索性施工实践提出探讨性的认识。 关键词：大直径 群桩 人工挖孔 灌注 一、概 述 渝湘高速公路干溪沟1号特大斜拉桥位于重庆市黔江区境内，该桥为上跨干溪沟峡谷的一座特大型桥梁。主桥为155m＋360m＋155m预应力砼斜拉桥，引桥为30m预应力砼简支T梁，全长为820m。桥址自然地形为切割较深箱型峡谷地形，3＃主墩位自然坡角为60～75°之间，岸坡见悬崖峭壁，坡积土层较少，基岩出露，边坡大部分为弱～微风化灰岩及白云质灰岩，结构面以层面为主，岩层抗滑性能很好，不会产生山体滑坡。其坡面与桩基承台的相对位置见下图。 二、方案比选及桩基施工准备 受现场险恶地形条件的限制，通过方案比选，3＃主墩群桩基础采用人工挖孔桩为比较合理、又经济适用的桩基施工方案。通过对该方案的认真组织实施，用4个多月时间完成了2#、3#主墩48根桩基共约1600m的大直径深孔桩的人工挖孔施工任务。 1、方案比选 按施工技术规范要求大于15m的桩基施工须采用钻孔（冲孔）灌注桩；由于该桥位处地形条件险恶，大型钻机无法进场，无水和国网电力不通以及没有堆放黄泥的场地都制约钻孔方案无法实施，同时要完成钻孔（冲孔）平台，也将极大地增加施工成本和严重影响施工工期。通过对人工挖孔桩方案的周密细致考虑（3＃主墩位地势陡峭并在悬崖边上，孔内无渗水；桩径为2.8m，增大通风量（每孔2～3台空压机），能保证孔内空气流通；该地层为灰岩，岩层稳定，能保证挖孔过程中的施工安全），采用人工挖孔桩也能确保桩孔安全成孔；为保证施工工期，最终确定采用人工挖孔。 2、施工准备 平整场地，清除坡面危石、浮土。施测桩基十字线将控制中心点引至稳定位置以待随时检查桩孔，定出桩孔准确位置。孔口四周挖排水沟，做好排水系统及时排除地表水，搭好孔口雨棚；雨棚靠地面部分的四周用安全网进行防护。井口周围采用现浇砼加以围护，其高度高出地面20cm～30cm，确保施工的安全和施工场地的规范。 3#主墩原计划分两批成孔（每批开孔12个），在实际施工中由于作业人员挖孔进尺相差太大，将极大影响了施工周期（按要求第一批孔砼全部浇注完并达到一定的强度后，才能开第二批孔），由此在施工中期立即调整了施工方案，所有孔全部开挖，待全部孔挖完后再集中浇注砼。 劳动力的组织：施工作业人员原计划63人（调整后为95人），其中爆破工10人，桩基挖孔技工计划36人（调整后52人），其他普工计划18人（调整后30人），电工1人，机修工2人。 桩基础施工机具设备组织：其成孔的主要设备见下表。

序号 设备名称 规格型号 单位 数量 3#主墩桩基施工主要设备表 三、桩基人工挖孔 干溪沟1号桥3#主墩承台基础为φ2.8m的24根群桩基础，桩间距为5.8m，为防止爆破施工时击穿孔壁，24根桩分两批开孔，第一批按梅花型开挖12根，挖深达4m以上后开挖剩余桩基，开挖过程中始终保证相邻两孔孔底标高之差不小于4m，施工时合理安排桩基爆破时间和施工方位，尽量避免一孔爆破施工影响其它桩孔的施工,确保各桩孔安全、有序施工。 1、承台开挖：对3#主墩位原地面开挖到承台底面标高位置，开挖完成后靠悬崖边的桩位仍比承台底面低，最低的达到15m，为此将悬空的桩孔位采用15#片石砼护璧护到承台底面标高位置，再用挖孔的石渣填充悬空桩位间的空隙，在悬崖边上用7.5#浆砌片石挡土墙进行挡护，最后形成36m*24.2m（比承台结构尺寸33.8m*22.2m）略大平台，并以此作为人工挖孔桩的施工平台。 2、桩孔开挖 爆破方法：挖孔中岩石地层采用空压机带风镐打眼，小药量浅眼爆破法施工。 按桩孔掘进工作面设立掏槽眼、辅助眼和周边眼。先在桩孔中心设1～2个直径大于或等于装药眼的空眼，利用空眼提供人工自由面和补偿空间。 ①在施工前进行试爆，根据试爆结果取炸药单耗

1 挖孔设备 自制加工 台/套 18 2 发电机 120kw 台/套 1 3 发电机 250kw 台/套 1 4 电动空压机 ≥3m3/min 台/套 8 4 柴油空压机 ≥3m3/min 台/套 6 6 风钻 φ40mm 台/套 20 7 护壁模板 自制加工 套 10 8 1t卷扬机 1.1KW 台/套 14 9 鼓风机 台 26

爆破钻眼示意图 注：外圈为周边眼，中圈为辅助眼，内圈为掏槽眼，中间为空眼 量为3kg/m³。并根据各炮眼所起的作用及条件不同而分配各个不同炮眼的具体药量，掏槽眼分配较多药量，辅助眼次之，周边眼药量分配最小以此来保证成孔的形状规则及其孔壁稳定。用φ40mm钻头造孔；炮眼深度按每次循环取1.2m；采用乳化炸药装孔，分段电雷管起爆。 ②炮眼直径：用φ40mm钻头造孔。 ③炮眼数目：在掏槽眼中，空眼与装药眼间距为10～15cm，辅助眼间距为40～60cm，周边眼间距为20～40cm。 ④炮眼深度：即眼底到工作面的垂直距离：每次循环取1.2m。 ⑤爆破材料及装药：采用乳化炸药装孔，分段电雷管起爆。 ⑥起爆顺序为：先爆掏槽眼，次辅助眼，后周边眼顺序起爆。 ⑦起爆：用木制或竹制炮棍装药，为了保证施工现场附近居民及来往行人施工人员的安全，在起爆前必须作好警戒和撤离工作，爆破完毕后,爆破员和安全员必须按规定的时间进入爆破地点，检查是否有危石，孔壁是否稳定，是否有盲炮，并及时处理防患于未然。 挖孔过程中人员上下孔内外采用自制爬梯进出孔，同时加工一套吊篮利用出渣用的1t卷扬机在紧急情况下起吊吊篮完成救险任务。 出渣采用1t电动单筒卷扬机提升，布置好出渣道路，将料渣用手推车运至指定位置。 3、护壁：桩基挖到破碎岩层以前必须设护壁，对于弱风化岩层以下的部分根据实际情况来考虑是否加支撑。护壁采用现浇内齿式砼护壁。每开挖1.0m便现浇一段C20砼内齿式护壁。护壁平均厚度为15cm，，其结构为护壁外面与内面均为圆台，上小下大，上下护壁节段间搭接10cm。节段上口内径控制在2.81～2.82m，下口内径2.96～3.00m，以防护壁偏位影响桩基结构尺寸。 4、桩位检校：测量工程师在开孔后应对孔桩位进行复核。挖掘过程中，经常检查桩孔的尺寸和平面位置，其误差必须达到规范要求。 5、开挖过程中对孔底地质复杂或开挖中发现不良地质现象如溶洞等，一般的小型竖向溶洞采用片石回填后在掘进时再进行护壁处理。 6、桩基成孔检验 在桩孔将要达到设计要求的桩尖标高或嵌岩深度时，及时通知监理确定桩孔终孔标高。同时，根据设计要求为确保桩底以下10m内无溶洞，采用导孔钻芯取样法对桩基底以下岩层进行钻芯取样，在确认桩基底以下10m内无溶洞时才能进行桩基成孔检验。其成孔检验各项技术指标必须满足规范要求。 四、桩基钢筋制作及安装 1、钢筋制作及吊车安装钢筋笼 根据施工情况，部分桩基钢筋笼采用分节加工后吊车安装，30m和35m桩基钢筋笼均采用4节，节段之间采用直螺纹连接。用常规施工方法完成钢筋笼的制作和用吊车分节段完成钢筋笼的安装。 2、孔内绑扎安装钢筋笼 对于无法用吊车安装钢筋笼的孔采用孔内绑扎安装钢筋笼的方法。 在距3＃墩100米处的钢筋制造场上进行钢筋配料和制作，严格按直螺纹加工程序完成直螺纹竖向主筋加工；同第“（1）项”的环形箍筋（或者加强环筋）的制作程序严格控制并制作好环形箍筋。用钢管在孔口上搭设双门字支架，用两根I45工字钢作为起重横梁（设计吊重为20t）。

在孔口上铺一块5cm厚的木板作为桩基钢筋笼的拼装操作平台及孔口安全保护措施，按设计位置先固定加强环筋,然后逐一安装定位已制作好的纵向主钢筋,纵向主筋全部定位焊于加劲箍上后，再缠绕箍筋，该节钢筋笼的箍筋全部绑扎完成好，按图纸位置焊每道加劲（强）箍，保证加劲箍在钢筋笼轴线的垂直面内，并在加劲（强）箍位设置一道三角形内撑（按2m一道设置），确保钢筋笼的整体稳定和防止吊运过程中发生变形。第一节钢筋笼组拼完成后，用手动葫芦通过“门”字起吊架将第一节钢筋笼起吊，抽出孔口上的支撑钢板，将钢筋笼放入孔中，在第一台上，手动葫芦吊点也同时辅助临时孔口固定平台受力（不松吊点）。将第二节钢筋笼顶端加强箍位置横穿两根I25工字钢将钢筋笼放下临时固定在孔口平钢筋笼纵向主钢筋与第一节主筋先用直螺纹套筒连接，重复上述钢筋笼的拼装和放入孔中的过程，依次进行下节段钢筋笼安装，直至整根桩安装完成，最后将检测管（注意下端封口）焊接在钢筋笼上后，完成钢筋笼的安装，并将钢筋笼下放到设计位置，同时用组合槽钢将钢筋笼固定在孔口上，折除“门”字起吊架，进入下一步浇注普通砼施工。 五、桩基砼浇注及检测 浇注砼前应进行清孔，确保孔内无渣滓及孔底平坦，岩体无破碎现象。 1、桩基砼采用2#拌合站集中拌合，通过运输罐车运至3#墩附近输送泵内，输送管直接接到浇注孔的底部，每浇注30cm层厚时用插入式振捣器进行振捣，振动棒应快进慢出，要使得砼表面无气泡冒出和水泥浆浮面为止，砼坍落度控制在15～18cm；同时用一台1t卷扬机来控制孔内振捣器的左右、上下移动；随着孔内砼顶面上升，用1t卷扬机来起吊折除的输送管；砼浇注必须连续不间断，确保不出现断桩。 2、桩身质量检测结果：按新的桩基检测标准（其桩基质量评判分为四种类别），3＃墩24根桩基检测后共有8根Ⅰ类桩（优秀），16根Ⅱ类桩（不影响正常使用的合格桩）。造成Ⅱ类桩偏多的原因是在成孔过程中溶槽较多，成孔不规则（砼超浇量达到20％），在砼浇筑过程中，砼运输道路条件较差等对砼浇筑有一定影响。 六、结 束 语 干溪沟1号斜拉桥主墩群桩基础施工，由于因地制宜制定了正确的施工方案，进行了科学的决策，虽然是常见的人工挖孔桩基和孔内绑扎钢筋笼的施工方法，但在较短的时间内安全、优质、高效地全部完成了主墩桩基施工。 以上是我们在干溪沟1号桥主墩大直径群桩基础施工具体实施后得出的一些经验和体会，希望对以后类似于该地形条件下的桩基施工有所借鉴和帮助。