摘要：结合阜朝高速公路路基工程22合同段地质及附近环境情况，介绍了人工挖孔桩的适用范围、操作工艺和质量控制，并取得了较为成功的施工经验。
关键词：超深挖孔；人工挖孔；多桩施工
1 适用范围
主要在地下水位以上，孔深不大于15米的情况下才采用人工挖孔桩。通过在阜朝高速公路工程及以往工程实践，只要采取可靠的技术及安全措施，挖孔桩的应用深度规定可大为拓展。在阜朝高速公路22标段有相当数量的桩基施工中进行了一定数量的超深人工挖孔桩施工，最深可达46米，为国内少见。
2 操作工艺
(1)测量放样、定桩位：现场三通一平后清理桩周围表土，防止在施工过程中土石坠落至井内。孔桩位周围4米范围内拉警戒栏，立警戒牌、安全标志。依据图纸所给桩位测量控制网资料和桩位平面布置图，经测量人员复合无误后，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，在桥向和桥法向各钉两个护桩随时控制桩位中心。
(2)开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层开挖。先挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，第一节挖土700mm并有效控制桩孔的截面尺寸。
(3)安装第一节护壁钢筋、支立护壁模板：采用分段现浇钢筋砼护壁。护壁按其受力状态进行设计，由受力大处即地下最深段护壁所承受的土压力及地下水侧压力确定其护壁厚度。施工过程中地面不均匀堆载影响可不考虑。根据计算及本工程实际情况采用分节现浇砼护壁，每节护壁高度1m，砼强度与桩基标号相同采用C25，每节护壁上口壁厚150mm，下口壁厚100mm，配筋采用φ8@300方格网状布置。钢筋预留150mm并弯钩与下节护壁联结。开孔第一节护壁须施工砼托盘。桩孔经放线定位并验收无误后，在孔口砌300mm高、内径φ1700mm砖模，实际开孔直径φ1500mm，挖深700mm采用组装式圆台形钢模板，浇筑第一节护壁及托盘。护壁砼需养护12h后拆模。浇注第一节护壁砼前须校验钢模板位置，检查垂直度、圆度，并固定好钢模板。护壁设计见图1。
(4)浇筑第一节护壁砼。护壁模板支好后应立即浇注护壁砼，人工浇筑，浇注砼时需用细钢筋捣固，并用手锤自下而上振动每块模板，确保砼密实，特别是两节护壁搭接部分更需仔细振捣，砼强度到达1.2Mpa拆模，护壁砼应根据气候条件，一般情况下浇灌完毕后经24h拆模。
(5)恢复桩位中心、加设护桩：根据护桩检查桩位中心，并将临时护桩准确移至第一节砼护壁顶面，在挖孔过程中
图1护盛设计示意图随时检查桩位情况，测量孔深向工人交底。
(6)安装挖孔设备：安放挖孔用钢结构垂直运输架，施工时要确保基座稳固。提升装置采用电动卷扬机提升吊桶，提高出渣速度，节省人力。为防止无人作业时发生坠落事故，在井口设置安全盖板，严禁用木方、跳板、薄板代替。
(7)第二节桩孔开挖：从第二节开始利用提升设备运土，桩孔内人员应戴好安全帽，井上作业人员要及时清理桩周围土块、石块等杂物防止坠落孔内伤人。挖孔至规定深度后，用尺检查桩孔的直径及井壁圆弧度，修整孔壁，使上下垂直平顺。
(8)拆第一节护壁模板、安装第二节护壁钢筋、支立护壁模板：第二节护壁钢筋与第一节护壁钢筋挂钩连接，防止砼脱节。护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用，模板上口留出高度为100mm的砼浇筑口。
(9)浇筑第二节护壁砼：砼用吊桶运送，人工浇筑、插捣密实。
(10)检查桩中心轴线：每节桩孔护壁做好以后，须将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线锤向井底投设，以半径尺竿检查孔壁的垂直平整度，随之进行修整，井深必须以基准点为依据，逐根测量，保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
(11)逐层向下循环作业：将桩孔挖至设计深度，检查土质情况。桩底应支承在设计规定的持力层上。当桩孔深大于10米时，应向井下通风，加强空气对流，防止有毒气体危害，必要时输送氧气。遇水时安设水泵及时抽水。防止井壁渗水坍塌。
(12)成孔检查：成孔后检查桩身直径、孔底标高、桩顶标高、桩位中心线、井壁垂直度等，做好施工记录。
(13)吊放钢筋笼：钢筋笼按设计制作，运输、吊装时防止扭转变形，根据规定加焊内固定筋，钢筋笼放人前绑好砂浆垫块，吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁，钢筋笼放到设计位置时应立即固定。 (14)浇筑桩身砼：清除孔底积水浮渣，当高度超过3m时，应用申筒，申筒末端离孔底高度不大于2m，桩孔深度超过12m时，宜采用砼导管浇筑，浇筑砼时应连续进行，分层振捣密实，浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。浇筑12h后进行浸水养护。
3 质量控制
(1)桩位定位控制：依据图纸和桩位平面布置图，测定桩位方锌刂仆和高程基准点，确定桩位中心，并做好复合工作，桩位线定好后，用木桩在石灰线四周埋设四个桩心控制点并做好防护，便于在安装第一节桩孔护壁模板时校正模板位置。(2)护壁质量控制：挖孔桩护壁。尤其是对深孔来说是保证桩身质量和人身安全的重要环节。一要保证钢筋绑扎合格，两层之间挂钩必须按照设计连接，严防脱节现象，根据地质条件，护壁钢筋可适当加密(20米以下采用φ8@200方格网布置代替用φ8@300方格网)；护壁砼要加强振捣保证没有漏振现象。(3)孔壁坍塌控制：开挖前应掌握现场土质情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵，然后进行护壁施工#操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。(4)钢筋笼质量控制；钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固。加强筋制作规范，定位筋数量保证焊接牢固，支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。(5)孔底质量控制。在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。水量较大时要在孔底做积水井随时抽水。保证灌注砼前无虚土杂物、无积水。(6)桩身砼质量控制；桩身砼要分层连续浇筑，分层浇捣，每次浇筑高度不得超过1.5米，每层浇捣厚度不得超过0.5米，出料口到砼浇筑面高度大于2米时，必须使用串桶，防止砼发生离析，砼坍落度宜控制在8～10cm，在距桩孔口10米以下时，人工浇捣较困难，可以采用在砼中掺入水泥用量0.25％的木钙减水荆，使砼坍落度增至15～18cm，利用砼大坍落度下落时冲击力使砼自身密实，在距孔口10m以内时，砼分层浇筑，使用插入式振动器分层振捣密实，直至桩顶。
4 应用实例
阜朝高速公路路基工程22合同段结构物24座，其中大桥较多，本标段地质相对复杂，地层从地面到桩尖基本分为土层、全风化岩层、强风化岩层、弱风化岩层。由于地质条件所限，大部分结构物采用桩基础，采用一种钻机不能达到良好效果，另外此处地下水较少。多台钻机同时钻井会影响附近居民用水，且购水价钱较高，增加成本。综合以上因素本标段大部分桩基采用人工挖孔桩施工。设计的钻孔灌注桩都比较深，改成挖孔后桩基多数都在30m以上，一部分桩基深多于40m。最深达到46m。
比较典型的双庙公公分离式立交桥位于阜朝高速公路牛河梁服务区内，一条主线、两条匝道分别从桥下穿过。该桥是叶大线的一部分。此处路基处于大挖方段，平均挖深10m，为了不影响大开挖后叶大线和主线便道正常交通，采用直接在原有地面开挖桩基，由此原设计桩长35m而实际挖深46m。此路段地势较平坦，视野开阔，周围没有建筑物，交通情况良好，易于施工。地质情况比较明显，从地面向下主要分为以下几层：(1)种植土；层底深度L 5m。含沙砾，碎石土。(2)粘土；层深7～10m。(3)全风化片麻岩，层深1～2m。(4)强风化片麻岩，层深15～18m。(5)弱风化片麻岩；各岩层质地均匀，未发现溶洞、夹层等不良地质现象。地下水以并壁渗水为主，在雨季最大渗水量为1m3／h。