張江斌

（京藏高速公路張家口管理處，河北 張家口 075000）

0 引言

隨著高速公路建設(shè)的不斷推進(jìn)，山區(qū)橋梁建設(shè)得到了快速發(fā)展。在橋梁基礎(chǔ)施工中，種類(lèi)多樣。以小型機(jī)具為主進(jìn)行開(kāi)挖，并通過(guò)安裝鋼筋籠和混凝土灌注施工而形成的樁基即人孔挖孔樁。人工挖孔樁施工操作較方便，所需工器具較簡(jiǎn)單，并且施工速度較快，質(zhì)量較為可靠，因此，在山區(qū)高速公路橋梁施工時(shí)多采用人孔挖孔樁。

1 人工挖孔樁適用條件

1.1 適用范圍

人工挖孔樁有著較為廣泛的適用范圍，當(dāng)前多應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)條件的山區(qū)路段，同樣也適宜用于地下水以上位置，如風(fēng)化巖層等地質(zhì)環(huán)境。人工挖孔樁在上述環(huán)境下有著較高的應(yīng)用價(jià)值，能夠較好地提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性。但其不適宜用于淤泥層等。

持力層的選擇對(duì)于人工挖孔樁的質(zhì)量影響較大，因此，科學(xué)選取持力層是其重要的施工環(huán)節(jié)。持力層對(duì)人工挖孔樁的影響主要在于樁基的安全系數(shù)與持力層力學(xué)強(qiáng)度有著較大的關(guān)聯(lián)，因此一般應(yīng)選擇堅(jiān)實(shí)性較好的持力層，首選對(duì)象通常為微風(fēng)化巖層。若持力層有滲水現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)其嚴(yán)加管控，需確保地基承載力在200kPa以上。

1.2 結(jié)構(gòu)承載力的選擇

結(jié)構(gòu)承載力的選擇需結(jié)合其容許承載力進(jìn)行確定，可通過(guò)靜載試驗(yàn)檢測(cè)其豎向承載力。但靜載試驗(yàn)需要較大的人力成本，因此在施工常依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件測(cè)算樁基的豎向承載力，并做好調(diào)整固有參數(shù)的準(zhǔn)備工作。

針對(duì)高速公路橋梁在施工時(shí)的基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的貫通性，對(duì)于某些處于勻稱(chēng)性較低的土質(zhì)上的固定結(jié)構(gòu)常較易出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。因此在高速公路橋梁基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)對(duì)樁基開(kāi)挖的沉降幅度進(jìn)行嚴(yán)格控制。在施工時(shí)應(yīng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境及施工方位進(jìn)行確定，以在全面認(rèn)識(shí)施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，確保施工的流暢性。

2 施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

在施工開(kāi)始前，需對(duì)場(chǎng)地布置情況進(jìn)行合理規(guī)劃，并詳細(xì)了解施工現(xiàn)場(chǎng)所處地質(zhì)條件。因多在較低水位的地下水環(huán)境下采用人工挖孔樁，故在施工時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)有一定的要求。不同的土質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)的處理方法；基于設(shè)計(jì)圖紙，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行三通一平，清除現(xiàn)場(chǎng)雜物并做好地面防護(hù)，處理場(chǎng)地裂縫及散土等，避免施工受其影響。同時(shí)還需設(shè)置好臨時(shí)設(shè)施，以確保施工的連續(xù)性；基于設(shè)計(jì)圖紙對(duì)樁位進(jìn)行定點(diǎn)，并確定出開(kāi)孔的高程；樁孔的位置應(yīng)先采用灰線以及護(hù)樁進(jìn)行標(biāo)記，以便后續(xù)的檢查工作；最后還需做好排水工作，在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)備好通風(fēng)和抽水設(shè)備，以便于及時(shí)對(duì)孔洞進(jìn)行排水。

2.2 測(cè)量控制

人工挖孔樁常以如下施工順序進(jìn)行施工：定出樁位以及劃分開(kāi)挖區(qū)域；做好孔口防護(hù)，并測(cè)定樁頂標(biāo)高；進(jìn)行土方的開(kāi)挖，并對(duì)挖孔質(zhì)量和護(hù)壁質(zhì)量進(jìn)行檢查；進(jìn)行下一層土方的開(kāi)挖，并將上模拆除后進(jìn)行下模的支撐；重復(fù)上述施工直到孔深滿(mǎn)足要求；對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保其滿(mǎn)足要求后進(jìn)行樁身的配筋工作；將孔底沉渣清除后即開(kāi)始混凝土的灌注施工；進(jìn)行樁頭養(yǎng)護(hù)施工。

在上述施工流程中，需做好如下幾方面的施工控制工作：

（1）樁位定位測(cè)量工作。在施工前應(yīng)交接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)，以在此基礎(chǔ)上依據(jù)圖紙測(cè)放樁位，基于現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境確定不同的儀器進(jìn)行測(cè)量施工；

（2）樁身垂直度。以在樁孔周?chē)O(shè)置十字控制線以及基準(zhǔn)點(diǎn)的方式控制樁孔中心，在澆筑完第一段護(hù)壁之后，需在護(hù)壁的側(cè)壁上引出十字控制線，并相應(yīng)做好標(biāo)記，在施工下段土方時(shí)，樁孔中心的控制應(yīng)采用墨線進(jìn)行標(biāo)注。在開(kāi)挖各段土方之前，應(yīng)對(duì)樁孔中心以墜線進(jìn)行控制，在樁底位置測(cè)放樁孔中心，通過(guò)該標(biāo)記確定出土方的開(kāi)挖尺寸。樁孔的開(kāi)挖深度不易超過(guò)標(biāo)記點(diǎn)深度的一米，樁身垂直度則可通過(guò)靠尺進(jìn)行測(cè)量，以確保垂直度滿(mǎn)足要求；

（3）擴(kuò)底尺寸控制。當(dāng)開(kāi)挖到持力層需進(jìn)行擴(kuò)底時(shí)，應(yīng)在樁底位置進(jìn)行樁中心的投射，并相應(yīng)做好標(biāo)記。在實(shí)際擴(kuò)底時(shí)，應(yīng)對(duì)周?chē)练降拈_(kāi)挖尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，削土方向應(yīng)從上到下，擴(kuò)底樁應(yīng)先大致開(kāi)挖再細(xì)修；依據(jù)所設(shè)計(jì)的擴(kuò)底尺寸采用三合板制作成模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)比孔壁，做好擴(kuò)底尺寸的控制工作。

2.3 土方開(kāi)挖

土方開(kāi)挖應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察報(bào)告確定，若資料顯示有超過(guò)持力層的地下水位存在，則應(yīng)結(jié)合地下水量來(lái)確定降水措施，若所處透水層地質(zhì)條件為砂層時(shí)，應(yīng)首先考慮井點(diǎn)降水的方法，一般情況下應(yīng)確保地下水位與樁底標(biāo)高有2m及以上的距離，在澆筑完混凝土并確保其強(qiáng)度在100%之后即可停止降水。以某工程項(xiàng)目為例，其樁底標(biāo)高約有-10m，持力層穿透約80cm，基于資料顯示地下水位標(biāo)高為-9m，砂層地質(zhì)透水層，采用的是井點(diǎn)降水的施工方法，一般選擇在連續(xù)降水超過(guò)7天后開(kāi)挖土方，基坑開(kāi)挖速度應(yīng)小于降水速度，開(kāi)挖過(guò)程中始終控制降水速度。當(dāng)?shù)叵滤灰呀?jīng)達(dá)到基底下，便可實(shí)施后續(xù)的開(kāi)挖作業(yè)。隨后需對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明該樁基礎(chǔ)質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

在完成降水工作或現(xiàn)場(chǎng)地下水本身較低時(shí)可正式開(kāi)展樁基礎(chǔ)的施工；當(dāng)樁間距在2倍樁徑以下時(shí)，可采用間隔開(kāi)挖的方式進(jìn)行開(kāi)挖，以避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象；樁孔開(kāi)挖時(shí)應(yīng)以分段開(kāi)挖的方式進(jìn)行，一般為確保開(kāi)挖土層有足夠的自穩(wěn)性，多采用1m的挖深，若現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件為碎石土，則應(yīng)將挖深降低到50cm；實(shí)際開(kāi)挖時(shí)宜采用鎬、鍬從上到下進(jìn)行開(kāi)挖，若開(kāi)挖時(shí)遇見(jiàn)較硬巖層時(shí)，應(yīng)采用鎬將其破碎后再開(kāi)挖；宜按照中間到兩邊的方式進(jìn)行挖土，在開(kāi)挖完上段土方之后，即可重復(fù)進(jìn)行下段土方的開(kāi)挖。

2.4 護(hù)壁施工

因樁基土層的分布一般均較為復(fù)雜，故在其開(kāi)挖時(shí)若遇見(jiàn)不良土層，容易有塌孔等現(xiàn)象出現(xiàn)，而護(hù)壁的設(shè)置則可有效避免事故的發(fā)生。當(dāng)前常采用混凝土護(hù)壁以及鋼筒護(hù)壁兩種方式。護(hù)壁厚度的選擇應(yīng)基于設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算來(lái)確定。對(duì)于分段澆筑的混凝土護(hù)壁，一般根據(jù)護(hù)壁最深處所承受側(cè)壓力進(jìn)行確定。

混凝土護(hù)壁模板可依據(jù)樁孔尺寸進(jìn)行分段制作和拼裝。在生產(chǎn)模具時(shí)需確保其軸線居中，并且具有對(duì)稱(chēng)的體形。以某樁基施工為例進(jìn)行說(shuō)明：1m的樁孔、2m的擴(kuò)底?；谠O(shè)計(jì)要求，樁深在10m以上，120mm的護(hù)壁厚度。護(hù)壁模板根據(jù)活動(dòng)模板組合而成，模板應(yīng)制成弧形。

在找正護(hù)壁模板的中心線之后，需進(jìn)行護(hù)壁混凝土的澆筑。在澆筑混凝土應(yīng)沿周?chē)鶆蛱盍喜⒎謱舆M(jìn)行搗固。在樁底處鋪設(shè)鋼板以便于存儲(chǔ)臨時(shí)混凝土，在搗固護(hù)壁混凝土?xí)r應(yīng)注意其密實(shí)度，在養(yǎng)護(hù)24h之后即進(jìn)行拆模。若拆模時(shí)發(fā)現(xiàn)有蜂窩麻面等病害出現(xiàn)時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，以拆除上節(jié)模板，支撐下部模板的方式持續(xù)進(jìn)行修補(bǔ)，直到設(shè)計(jì)深度。護(hù)壁作用主要在于防止坍孔，并減少滲水現(xiàn)象，是確保施工安全的重要措施，因此在施工時(shí)必須對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制。

2.5 鋼筋籠沉放

應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙制作樁身鋼筋籠，確保其所采用的鋼筋型號(hào)滿(mǎn)足要求。鋼筋籠下料時(shí)需注意長(zhǎng)短的配合，不能隨意進(jìn)行接筋處理。鋼筋籠的質(zhì)量檢測(cè)主要包括有軸線位置的檢測(cè)，需確保其軸線居中，并且鋼筋間的焊接足夠牢固。在制作鋼筋籠時(shí)，若現(xiàn)場(chǎng)所需為較大樁基及樁長(zhǎng)，應(yīng)輔以技術(shù)控制措施。一般多在鋼筋內(nèi)側(cè)設(shè)置加強(qiáng)箍，加強(qiáng)箍的設(shè)置宜按照間隔2.5m的方式進(jìn)行設(shè)置，加強(qiáng)箍應(yīng)與主筋焊接在一起以形成骨架。

2.6 灌注樁身混凝土

作為成樁的關(guān)鍵，在樁身混凝土灌注時(shí)需對(duì)其施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制。樁身混凝土的配合比應(yīng)基于樁身強(qiáng)度要求進(jìn)行確定?；炷恋南铝弦伺浜狭隙泛痛惨黄鹗褂?，對(duì)于樁深較大的挖孔樁，宜采用混凝土溜管。在采用料斗進(jìn)行混凝土的灌注時(shí)，應(yīng)在孔口上固定料斗，通過(guò)儲(chǔ)料蓄能的方式使其壓力有所提高，在料斗底部系住串筒并垂直于孔內(nèi)，依據(jù)孔深確定其長(zhǎng)度。基于施工經(jīng)驗(yàn)，在混凝土灌注到-4m時(shí)期灌注壓力往往會(huì)有所減小，因此在4m以下時(shí)應(yīng)做到隨灌隨搗，以確保其施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

人工挖孔樁因具有施工速度快，成本低以及承載力高等特點(diǎn)而在高速公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。但因該種施工方法所涉及的人工因素較多，使其不確定因素較多，因此，在施工時(shí)需重視起施工質(zhì)量及安全問(wèn)題，以確保施工得以順利開(kāi)展。