高速公路人工挖孔桩施工技术探讨

收稿日期：2023-11-15

作者简介：路东刚（1990—），男，陕西西安人，本科，工程师，研究方向：桥梁道路。

摘 要：人工挖孔桩技术虽然作为一种传统的施工方法，具有施工简便、成本低廉、适用范围广、投入设备少等优点，但经常因挖孔深度较深，成为超危大工程，技术上存在一些难点和风险，如何保证施工质量和安全尤为重要。依据本项目实际施工情况，探讨高速公路人工挖孔桩施工技术的特点、施工工艺、质量控制及安全管控措施，目的是在保证安全的前提下，提高施工效率，保证工程质量，降低工程成本，为高速公路建设者提供参考。

关键词：高速公路；人工挖孔桩；安全；措施

中图分类号：TU7                                    文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2024）03-0025-03

0 引言

结合高速公路人工挖孔桩的现场实际施工特点，对人工挖孔桩的开挖、边坡防护、桩身混凝土浇筑、周边及人员安全等展开研究。在施工中，优化开孔方式、支护方式，加快人工挖孔桩施工进度，以缩短施工时间来保证现场出现安全隐患的频率。通过降低桩位地面标高、增加临路排架防护，切实确保施工人员及临路车辆通行安全，以期对类似工程具有借鉴意义。

1 工程概况

本工程抗滑桩共86根，其中清平高速左侧设置了26根，清平右侧设置了60根。桩基尺寸均为1.8 m ×2.4 m，其中ZK11+750-ZK11+840段桩基按15 m间距布设，其余均按5m/根的间距进行布设。桩长除右侧YK11+535～YK11+650段共24根的桩长为25 m，其余均为20 m；桩身高出原状路面高度为10 m，钢筋主筋直径32螺纹钢筋，采用机械方法连接。孔壁支护厚度0.25 m，采用C25混凝土施工，桩身浇筑采用C30混凝土施工。

2 人工挖孔桩施工技术

2.1 挖孔桩开挖顺序

抗滑桩处于施工区域高边坡防护段，靠原状边坡第一级边坡进行设置，桩基距离原状施工路肩约5～11 m，交通占道疏解后不会对周边行车造成影响，经过方案研讨决定采用人工挖孔的施工工艺。周边无其他结构物，地质主要为强风化、中风化及微风化地质，挖孔施工较为安全[1]。本次施工由于工期紧张，根据地质情况及相关规范，采用了3种不同的开挖方式。

根据安全规范，为减少桩基开挖后产生的安全风险，加之施工现场作业面较小，对土质边坡考虑施工方便，采用“隔二挖一”的方式，按3批次进行施工划分。“隔二挖一”分批次开挖示意图，如图1所示。

根据安全规范，减少桩基开挖产生的安全风险，对全风化岩层边坡降低施工作业平台，适当增大作业面，采用“隔一挖一”的方式，按2批次进行施工划分。“隔一挖一”分批次开挖示意图，如图2所示。

根据现场抗滑桩施工地质条件及工程特点分析，对石质（主要为中风化或微风化）边坡及设计桩基间距为10 m的桩基，采用边坡一次开挖到原地面，不需要进行填筑平台施工，同一批次采取全断面开挖施工。石质地质同批次开挖示意图，如图3所示。

2.2 首节开挖及锁口施工

在放样完成后，沿开挖线进行首节桩孔土方开挖，开挖桩孔时应从顶层向底层逐层进行，先挖桩孔中间部分的土方，然后向四周扩散开挖，有效地控制桩孔开挖截面。第一节桩孔开挖50 cm深，为防止桩孔周围石渣滚入孔内造成安全事故，也为了防止平台水流入桩孔，需在挖孔时先浇筑锁口及孔圈。

锁口一般采用C25钢筋混凝土浇筑，钢筋采用Ф12钢筋，厚度40 cm，锁口顶面标高与平台面标高相同，宽度为1 m。孔圈设置在锁口顶，高度高出地面18 cm，浇筑时预埋φ16的U型钢筋，作为软爬梯的受力固定点[2]。挖孔桩轴线位置及锁口、护壁剖面示意图，如图4所示。

2.3 出渣、照明及通风等设备安装

出渣设备采用在桩孔上方安装支架、卷扬机、吊桶等提升系统，利用钢丝绳和吊桶进行出渣。安装时，应使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以作挖孔时粗略控制中心线用。支架要求搭设稳定、牢固。支架搭设好后在上方搁置木枋，满铺彩条布形成防水雨棚，确保雨水不进入桩内。

在垂直运输架上安装滑轮组和穿卷扬机的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机[3]。卷扬机配重采用混凝土预制块或其他重物施压，经计算配重不小于525 kg即满足要求。地面运土用手推车，运至5 m开外位置集中堆载，以便机械统一装车外运。在安装滑轮组及吊桶时，注意让吊桶与桩孔中心线位置处于同一条竖直线上，作为桩位钻进时直觀上控制桩位中心的依据。当支架安装完成后现场技术员和专职安全员对支架的稳定性进行检查。

孔口四周设置高度不低于1.2 m的钢管围栏进行维护，并设置桩基铭牌、安全提醒警示标志。

2.4 孔壁防护

桩孔护壁施工采用内齿式钢筋混凝土护壁，每节开挖深度达到时立即安装模板浇筑护壁混凝土。护壁顶厚30 cm，底厚20 cm，每节平均厚度均保证25 cm。混凝土采用C25钢筋混凝土，同时在护壁中按设计要求用绑扎Φ12钢筋来加固，以加强混凝土壁受力性能，防止开裂。

护壁模板采用0.5～1 m一节组合模板拼装而成，通过拆除上节来安装下节的形式循环周转使用。模板支撑要插扣、连接牢固。每节模板安装完成后，应严格校核桩孔中心位置及护壁厚度，可使用制作十字架对准轴线做标记，通过悬吊垂球于十字交叉中心，复核模板位置，确保孔位垂直度。

为确保桩的成孔质量，施工每完成三节，需校核樁孔的中心线位置和垂直度一次。在护壁模板支护好后，应检查桩孔直径和护壁厚度在满足设计及施工要求后，方可进行下一步钢筋混凝土护壁施工[4]。

2.5 成孔施工

完成锁口及孔圈施工后，开始第一节护壁施工，正常情况下，每天进钻进深度控制在100 cm以内。当挖孔至中风化和微风化岩层时，通知业主、监理及设计单位进行现场岩样及入岩前标高及进尺深度确认。

挖孔时采用水磨钻逐层掘进，水磨钻头直径为16 cm，钻头长度63 cm，每次掘进深度宜为75 cm左右。钻孔时孔与孔之间重叠5 cm，桩径最外圈的钻孔采取斜向钻进，形成上小下大的台阶状，保证上部的孔径与设计桩径一致。

在钻进时应不断注意地层与地质变化，在发生变化处留存原岩样并用袋子装好密封，判明后记入施工记录表中，并与地质剖面图进行核对，通知现场监理进行确认。挖孔完成后对桩孔中心位置、桩身直径、孔底标高、桩孔垂直度、基岩土质进行全面测定，并做好施工记录。

2.6 钢筋笼制作安装

由于操作空间限制，本项目挖孔桩钢筋笼采用孔内绑扎安装。根据各桩配筋规格、数量，人工分别运送至桩边、放入孔内进行安装。先设置矩形形箍筋和加劲箍筋，加强箍筋为点焊，点焊时控制电流，保证焊接质量，熔点均匀、无裂纹、无烧伤。将加劲箍按设计间距用短钢筋焊牢支撑于混凝土护壁上口，施焊时加强送风，再放入纵筋均匀布置绑扎。钢筋接头应错开连接，相邻接头的间距应大于35 d且大于500 mm。

考虑施工场地空间局限性，钢筋主筋采用人工逐根下放，下放固定后进行孔内绑扎，下孔人员严格佩戴安全帽、安全带及安全绳等安全防护措施。

2.7 桩身混凝土灌注

人工挖孔桩混凝土采用C30混凝土，浇筑方法根据现场地下水位情况决定，若孔内无积水则采用干法浇筑施工，混凝土经便道罐车运输至现场直卸。若孔内积水上涨速度达到6 mm/min用水泵难以抽干时，则采用导管法进行灌注，用25 t起重机提升导管。混凝土运输至浇注地点后应进行和易性和坍落度检测，符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。

干法浇筑施工，即料斗配合串流筒送料分层浇筑，混凝土自由落距不大于2 m避免混凝土离散，分层振捣密实至桩顶标高，混凝土浇灌时分层厚度不宜超过30 cm。采用插入式振捣器，每层混凝土振捣，振捣器应插入下层5～10 cm，采用快插慢抽，振动至混凝土密实为止。

导管灌注施工时，若孔底渗水量丰富，水位上涨达到6 mm/min用水泵难以抽干，需采用导管法水下灌注混凝土，起重机提升导管。混凝土灌注确保一次性连续浇注完成，混凝土浇筑过程中需及时测量孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深，并做好记录工作，导管埋深控制在2～6 m。混凝土灌注顶标高控制为设计桩顶标高＋0.3 m，以利于浮浆凿除后确保浇筑标高。

2.8 成桩检测及验收

在挖孔桩混凝土浇筑完成后，复测桩轴线中心和桩顶标高，在混凝土强度达到设计及规范要求后进行桩基质量检测。正常采用对桩身进行无破损检测，检测由有资质的检测单位进行，根据桩基检测规范，检测数量≥总桩数的20%。

当桩基混凝土强度和完整性满足设计、规范要求后，完善质检资料，报请相关单位进行验收，通过验收后便可进入下一工序施工。

3结束语

人工挖孔桩存在诸多施工优点，如工艺简单、程序少、投入设备少，但存在有限空间施工及临路、高边坡施工安全隐患，施工过程中一定要加强现场管理和安全监控，确保整个施工期施工安全。人工挖孔桩相对来说施工周期较长，施工过程中各个项目需要根据现场及项目的实际情况，对施工方案进行动态调整，以满足施工安全及进度的要求。希望本文能为高速公路建设提供一定的帮助。

参考文献

[1] 王勇.建筑工程中人工挖孔桩施工技术浅析[J].江西建材， 2020（7）：147-148.

[2] 杨磊.建筑工程中人工挖孔桩施工工艺研究[J].陕西建筑， 2020（6）：115-119.

[3] 陈理.山区高速公路建设中的人工挖孔桩技术[J].交通世界， 2019（11）：58-59.

[4] 魏迎东.高速公路桥梁工程中人工挖孔桩的施工技术[J].四川建材，2019（5）：131-133.