大孔径人工挖孔桩水下灌注施工的质量控制

摘要：结合大孔径人工挖孔灌注桩的施工实践，提出挖孔桩水下灌注的施工前、中、后期的质量控制方法，保证了大孔径水下混凝土灌注的质量。

关键词：大孔径；挖孔桩；水下灌注；施工工艺；质量控制 中图分类号： o213.1 文献标识码： a 文章编号： 1．引言

人工挖孔桩是指桩孔采用人工挖掘和适当爆破方法，配合简单机具设备下井挖掘成孔，然后安装钢筋笼，灌注混凝土成桩，适用于无地下水或地下水很少的密实土层或岩石地层。岩孔内产生的空气污染物超过《环境空气质量标准》（gb3095-96）规定的任何一次检查的三级标准浓度限值时，不得采用人工挖孔施工。

人工挖孔桩具有施工进度快、设备简单、噪音少、震动小，成孔后可直接检查孔内岩质情况，保证桩的质量。因此，在山区高速公路的建设过程中采用较多。

在高速公路建设中，人工挖孔桩的施工质量关系到桥梁的质量安全，只有对挖孔灌注桩施工前、中、后期过程进行全面质量控制，才能很好地完成施工任务，从而在工程建设中取得较好的社会、经济效益。

2．施工前期的质量控制

施测“十字”线，定出桩孔的准确位置；设置护桩外引，开挖后，回引到护壁上，用水泥钉固定，并用红油漆加以标明，经常检查校

核。护壁高度应高出地面20cm~30cm，防止土、石、杂物滚入孔内伤人。混凝土护壁形式采用外齿式护壁，两节护壁之间留20cm~30cm空隙，以便灌注施工（见图1）。

图1 外齿式护壁施工示意图

t------护壁厚度，m；d ------挖孔桩桩身直径，m； 挖孔、护壁两道工序是紧密相连的也是挖孔桩施工的重要工序，为了保证成孔的安全，在每开挖一米深时，要及时浇注混凝土护壁。在放线定位后，将桩周围用护栏打围，防止行人进入，确保施工安全，准备好手动葫芦、铅桶、手推运渣车及抽水泵。

在土质层开挖后立即进行护壁支护，厚度控制在25cm~35cm之间，保证护壁的稳固性；挖孔桩每天只能挖一米，挖好后要及时安设护壁模板，并在当天浇注好混凝土，夜晚则是护壁混凝土养护时间；在开挖过程中要严格控制桩的中心线，以保证桩身尺寸满足设计要求；孔内排水一般采用明排，如渗水量过大，必须在孔周围打井点降水。

在挖孔到一定深度时，土质情况会发生变化，会碰到岩层，对于坚硬的岩石，可采用孔内浅眼松动爆破施工。一般掏心炮眼装硝铵炸药1/2节，周边炮眼装药1/3~1/4节。孔内放炮后须迅速排烟，采用空压机吹风，直到有害气体排净后，方可下孔施工。 挖孔的整个过程都要校核对中，避免孔位倾斜和扩孔现象。挖孔时要注意岩底是否是孤石或有夹层，若是则继续下挖，直至穿过孤

石或有夹层的岩石，保证嵌入新鲜基岩2.5m（河漫滩）~3.5m（河道）的嵌岩深度。

挖孔达到设计标高后，应进行孔底处理。必须做到平整、无松渣、污染及沉淀等软层。冲洗护壁上的尘渣，保证护壁混凝土与桩身混凝土的完整、统一、融合。

钢筋的加工，先清除钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈。然后调直，无局部弯折，调直时ⅰ级钢筋冷拉伸长率不大于2%，ⅱ级钢筋的冷拉伸长率小于1%。钢筋的接头采用双面搭接焊和闪光对焊两种。钢筋焊接前先焊试件，试件合格后再由有上岗证的焊工施焊。钢筋接头采用搭接焊时，将两钢筋搭接端部预先折向一侧，使两根接合钢筋轴线一致。搭接长度双面焊为5d。钢筋焊接所使用的焊条，ⅰ级钢筋为j421，ⅱ级钢筋为j502，或j506。钢筋接头错开布置，并设置在内力较小处。

钢筋笼根据现场实际采用整体式制作，钢筋骨架制作根据实际施工情况采用加强筋成型法：按照钢筋骨架的外径尺寸制一块样板，将加强筋围绕样板弯制成加强筋圈，加强筋连接处采用双面焊。而后在加强筋圈上标出主筋位置，放置在水平经过防变形处理的木制直角工作台上，在主筋长度范围内，放好全部加强筋圈，将对称的主筋安放在加强筋圈所标记号的位置对准，用自制控距工具依次扶正加强筋并一一焊好，形成骨架。每隔2.0m设置加强筋一道，每道加强筋应加焊十字撑，以保证骨架的刚度（安装至孔口时逐个拆除）。在骨架上端，根据钢筋笼的长度、直径大小，均匀设置2根

吊环。钢筋焊接时，主筋内缘应光滑，钢筋接头不得侵入主筋内净空。螺旋筋搭接不小于20cm，绑扎两道并加焊。以防散开侵入主筋内净空。

总之，施工前应根据地质和水文地质条件以及安全施工、提高挖掘速度和因地制宜的原则，选择合适的孔壁支护类型。如果将混凝土护壁当作桩深截面的一部分，护壁混凝土标号不得低于桩身混凝土标号。

认真组织图纸会审，编写技术交底，落实到现场具体施工人员，让施工人员明确挖孔灌注桩各设计技术要求和使用规范，把握好桩基处的地质情况等；挖孔平面尺寸大小应按照设计规定，以便于施工为宜。

平整场地，清除坡面危石浮土；坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护。

及时排除地表水，搭好孔口雨棚；安装提升设备；布置好出渣道路，合理堆放材料和机具，使其不增加孔壁压力、不影响施工。 做好材料进场前取样送检，查验材料出厂单位、批号、合格证。提前做好实验报告和配比报告等。 3、施工过程中的质量控制 a．混凝土质量控制

混凝土灌注前，在拌合站先做好坍落度试验，坍落度范围在180mm~220mm之间，根据现场实际灌注过程的情况，坍落度在200mm时，混凝土流动性和冲击力最佳。由于距离较远，后盘做过的坍落

度与运输到现场混凝土的坍落度可能存在差值，所以后盘的坍落度最好在205mm左右，混凝土运输到现场后，再次做坍落度试验，不符合要求的不许灌注。

b．水下混凝土灌注时质量控制

由于大孔径（d=3.0m）人工挖孔桩的桩身较短，在根据现场的实际情况无法将储料斗架高，混凝土下放时冲击力较小，针对这种情况采用先将孔内水抽干，待成功封底后在根据孔壁自然渗水速度及流量大小再考虑是否在往孔中蓄水。但水压不宜过大，满足混凝土密实即可。

混凝土灌注应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。灌注前先将孔内注入适量的较为干净的河水，至少与孔外稳定地下水位同样高度，满足水给混凝土表面的压力，保证混凝土的密实度。灌注过程中，注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除并做好灌注记录。 导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定），此时，暂停灌注，先取走漏斗，用吊车提升导管至下一节导管卡口处卡紧，然后松动导管接头，并用吊车移走后，重新安装料斗继续灌注混凝土，拆除导管的整个过程要迅速，时间控制在3min~5min之内。

在灌注结束后，为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加一定的高度，以便灌注结束后，将此段混凝土清除，增加的高度一般不

小于0.5m，并保证是新鲜混凝土，此工作是为完成桩基混凝土灌注并保证桩基灌注混凝土质量的规范强制规定。 4. 施工后期质量控制

桩基混凝土浇捣完以后，做好桩的养护，及时对桩进行检验。用早期强度评定方法做出桩强度判断后期施工指导(不能作为评定结果),为上部结构的施工作好准备。 5. 结束语

根据该大孔径人工挖孔桩水下灌注施工过程中的前，中，后期质量控制，桩基质量能够得到保证。由于施工难度比普通水下灌注难度要大，所以，在施工过程中，混凝土质量的严格把关是关键、每道程序的认真检查是重点、灌注整个过程的记录是辅助、各种工序的密切配合是必须。

参考文献：

[1] 桥涵. 交通部第一公路工程总公司.人民交通出版社. 2004.11

[2]《公路桥涵施工技术规范》（jtj041-2000）.人民交通出版社. 2000

[3] 苏向震、杨正荣. 人工挖孔桩在特殊情况下的施工[ j] . 山西建筑, 2007, 33( 4) : 113-114.

作者简介：徐义洪（1982-）男，工程师，主要从事隧道及地下工程方面的研究