险峻地形挖孔桩施工浅析

险峻地形挖孔桩施工浅析

许彬

中铁十四局集团第三工程有限公司山东济南250300

摘要：人工挖孔桩基施工在市政、铁路、高速公路等工程施工中是一种常见的施工方式，但施工风险较大，在特殊地质情况才用于使用，过程中配合爆破、水磨钻施工能取得良好的效果。

本文主要结合清云项目大云脚大桥挖孔桩基施工，简要介绍复杂地质挖孔桩基施工方法及几种常见情况的处理。

关键词：险峻地形；挖空桩；施工要点

一、工程概况

清云三标项目位于肇庆四会市地豆镇，属西江两岸山地与粤中低山丘陵，“V”型谷、峡谷发育，主要为长时间受到风化丘陵、中低山地貌区；依据其成因能够花费为三个地貌单元，即冲洪积地貌、构造侵蚀丘陵地貌、构造剥蚀低山地貌。

标段沿风帽山背斜东南翼边缘行进，穿越地层为泥盆系砂页岩，产状稳定。沿线地层包含第四系、泥盆系。发育泥盆系岩性主要属于粉砂岩、细砂岩、砂岩，局部零星出露灰岩。第四系主要包含粉砂、砂、粘土、粉砂质粘土、卵砾石或碎石层，对路线无影响。

项目所属大云脚大桥0#台、1#、8#、19#20#墩桩基等位于陡峭山腰，桩基深度在30-45米，无法运用冲击钻等大型机械设备进行施工，仅可修筑便道运送小型机具等至墩、台位，经过安全性、及经济性对比分析，项目通过人工挖孔桩完成作业。

二、桩基施工

队本项目桩基作业过程中，需根据地质报告，因此桥段无显著的不良地质状况，五活动性构造运动，此区域稳固性较为良好，设计的岩土类型相对较少：以全风化石英砂岩、强风化石英砂岩、全风化泥质砂岩、强风化粉砂岩、中风化粉砂岩为主。

我部决定将大型机械设备无法就位的部分桩基采用人工挖孔，土质层采用人工使用铁锹、十字镐开挖，硬石质层通过毫秒级电雷管爆破完成施工；不能选择爆破施工桩基通过水磨钻完成相关作业。

2.1锁口施工及防护

2.1.1锁口施工

以桩中心点为圆心，依据开挖半径，使用白灰线将开挖区域标注，同时井口区域开挖直径≥桩径+锁口厚度，锁口厚度保持在20cm。在具体施工过程中，对第一节桩孔进行开挖时，需把控深度维持在50-70cm，并在第一节开挖作业完毕后，对桩孔锁口模板完成安装，安装时必须用护桩点校正模板位置位置正确、尺寸符合要求后方能浇筑锁口砼。第一节井孔中心偏差不大于1厘米，锁口混凝土高出原地面30厘米，锁口拆模后应及时将护桩和标高引到锁口上，用以控制桩的平面位置和孔深。锁口示意图如下1.-1锁口示意图：

1-1锁口示意图

2.2.2石质层挖孔

硬质石层爆破开挖一律采用毫秒级电雷管，开完炸药用来根据计算确定。

（1）爆破施工

1、因为在桩基处附近分布着各种不同的岩石，所以我们可以根据这些岩石的特征，并通过逻辑推理分析出炮孔的具体位置，以此凭借具体位置可以判断确定出炮孔的间距距离、它的高度具体有多深和每排之间的距离以及使用炸药的具体分量。对于软岩石，炮眼深度不超过0.8米；对于硬岩石，炮眼深度不超过0.5米。其次，具体打多少个炮眼和每个炮眼的排布方向以及倾斜角度都是由岩石的断面情况来决定的。

2、明确了炮孔的具体位置，下一步就要钻孔了。在钻孔过程中，必须用到的工具就是带风钻空压机其它的钻头选用必须是直径为40毫米的钻头。在钻孔中避不可免会出现一些问题，比如（在钻孔中钻机卡了，钻杆断了）所以在钻孔过程中不要曲折的断断续续的钻孔，一定要呈水平直线状态。再者，当钻孔时到达对应位置时，必须借助风钻等工具及时的将孔内不需要的杂物清理出来，清理干净后使其保持干燥最后用木楔将孔口塞住。其次，为了使爆破更有威力更有成效，还可以将钻孔打成倾斜角度是75度的孔，但是在钻孔时一定要设置具有防震功效的炮孔，以此通过防震孔减少爆破给周围孔壁造成的损坏。钻爆破作业钻孔示意图如下图2-2所示：

2-2桩井锥形掏槽炮孔布

3、爆破中最重要的一点是使用炸药，用药时一定严格控制药量，必须要有专人管理，监控，并在爆破中以浅孔松动为主要方法。

4、销铵是多种炸药中的其中一种，其药爆发点为280℃～320℃，熔解点是150℃～170℃，易分解。因为销铵极其容易与水相结合，所以当遇到湿处时，对其很容易将湿性吸出来。并且，在炸药受到撞击与摩擦时不会因此产生火花，是相当安全的。因为孔内是相对干燥的环境可以使炸药燃烧时间不会太短，同时，一旦离开火源就不会再燃烧。销铵炸药同时也是爆破中首选炸药，是极其安全的。

5、当遇到孔中有水的情况时，选用的炸药一定避免与水反应，否则炸药遇水就不能燃烧了。所以不要随便使用炸药乱炸，不然就会受到相关制度的处罚。

6、在爆破前一定要对炮孔进行保护，对附近巩固炮眼的支架进行加固，防止炸药威力过猛破坏周围环境使孔造成坍塌。

7、在爆破完成时一定要做好清理措施，一定要通过机械排烟进行15分钟的排烟，只有没有有毒气体时才能使人到孔下施工。

8、最重要的一点是在爆破过程中一定要设置警戒区，避免闲杂人等闯入，影响施工。

2.2.3石质层水磨钻法挖孔

1、水磨钻法施工工艺

（1）作业面整平

首先，一定要使其岩石表面完整光滑，才能减少误差。而岩层又分成两种：一种是完全由土壤包裹的岩层，一种是长时间经历风吹形成的岩层。不过在基桩上方只存在一种岩层，并且不同的岩层使用的方法也不同。对土壤包裹的岩层使用十字镐的方法进行施工，由于长时间风吹形成的岩石表面不光滑有缺口，所以对这些岩石用与水研磨钻孔的方法，这样有利于作业面完整。

（2）边槽开挖

因水墨钻原理与混凝土取芯片原理相比有异曲同工之处，所以在边遭开挖时选用钻头直径是108㎜的能与水研磨的钻机施工，沿着地基木桩边缘取出大约高为600㎜的中心部分的岩石，使其形成一圈带沟的边槽。并且在钻孔过程中，为了施工更完美还需要有一定的角度方向，比如倾斜分量超过六份之一，方向是以半径为标准的水平方向。

边槽布孔图例

（3）中心部分岩体分割

中心部分岩体经过边槽开挖使其独立分离，所以必须用钻头直径为42毫米的风动工具将其分解割开，并在中心部位钻成分布均匀的小孔，然后在每个小孔中打入钢质工具，并通过猛烈击打使岩石挤压破裂，使其分成体积较小的九9个小块。

（4）出渣

最后，分别将体积较小的石块全部吊到孔的外面，与其他方式一样。

三、桩基施工常见情况的处理

3.1通风照明

当挖孔时，其高度不能低于10米时，首先就要用检测仪对孔下的空气进行检测是否还有有毒气体，一旦空气中的气体含量高于标准空气含量。就需要用鼓风机将孔内气体向通风口吹气15分钟以上，之后孔内的气体对人体无损害了才可以进去，如果施工人员身体感到不舒服，一定要马上出去或换班工作。

3.2桩孔排水

当木桩孔内出现大量水时一定要积极采取有效措施将水排放出去，并且对支撑孔壁的支架等措施进行加固，避免因渗入水过多引起孔内坍塌。水量较少时，用人工排水即可但水量过多时，就需要用到排水工具了（抽水机）把孔内的水抽到孔外面来，如果，出水孔数量增多时，可以选其中一个孔进行开挖，使其水一起排出到外面。

3.3开挖测量控制

在开挖时一定要进行测量控制，在测量过程中，首先要通过吊锤控制桩位轴线，然后，通过水准基点的控制将高程水准点引上面。在施工过程中，为了保证木桩位孔的高度与切面大小的相对精确性，所以要时刻测量控制挖孔时孔与孔之间的间距与距离，水平轴线，每个孔的直径大小一样以及高成水准基点，最后反复检测不可出现一丝一毫的漏洞。

四、结语

挖孔桩基施工基于地质情况繁琐、其最为普遍的特征为多变性。施工前要充分做好现场地质勘测，完善施工方案，施工中根据地质情况及时更换施工工艺，具体问题具体分析。