赵家特大桥人工挖孔桩工艺及桩内溶洞处理措施
2017-03-20
1 桩基采用人工挖孔
1.1 场地平整及桩位确定
1）清除桥区内的杂草、树木，对场地进行初步的整平，保证三通一平，使挖孔桩作业能顺利施工；雨季施工，在上坡上侧挖设截水沟，防止雨水冲刷孔桩，孔口要搭设雨蓬；
2）使用测量仪器，对控制点进行复核检查，准确无误后在桥区布设水准点，然后依据水准点对桩位准确测量，确定桩基的准确位置、高程、桩径等数据。
3）挖孔设备安装及准备
每根桩基开挖需3吨电动提升机一台、泥浆泵一台、35KW空压机一台、风钻一把及照明、通风及其它设备若干。
1.2 桩身开挖
1）井口部分
桩基井口开挖是一根桩基的根本，首先要确认桩基中心位置，在保留中心土的同时在周边开挖至1m深处，然后支模浇筑钢筋砼，砼壁厚20cm～30cm，井口处砼加厚至50cm，防止整根桩开挖过程中第一节护壁下沉，锁扣顶面要平整，桩心为轴在护壁上设置4个点，用油漆或水泥钉标注，便于以后施工中找桩心，而且井口要高出原地面30cm，防止石块掉入桩内或水流入桩内造成危险。
2）桩身开挖
为保证安全，桩身开挖每进尺一米便要浇筑钢筋砼护壁，如果井内地质环境差就缩短进尺，改为50cm或30cm浇筑钢筋砼护壁。为了减轻开挖时对井壁的震动，应以风镐开挖为主，局部可配合风枪。石质较硬地段，多数使用风枪钻浅眼爆破，开挖顺序为先中间部分，后井壁部分。
3）井内出碴
井内采用人工装碴，使用提升机将装碴斗吊至井口，将碴倒入小推车内，通过轨道或便道运送至弃碴场。
4）护壁施工
（1）护壁模板制作安装
桩护壁主要浇筑在井内土层、强风化石层及软弱层等地质条件差的段落内，坚硬石质地段可不浇筑砼护壁，但开挖时要保证孔壁平整。为便于模板的安装和拆卸，模板采用薄钢板制成特定弧度，每节护壁模板由几块组成用，为了便于施工，护壁模板做成上口小下口大的形状，即每节护壁接头处做成阶梯形，施工中拆除上节模板的同时安装下节模板，模板即可循环使用。
（2）护壁浇筑
护壁采用随挖随护的形式，正常开挖每进尺1m，即要浇筑护壁，浇筑砼护壁前，应仔细校核位置，以保证桩径及垂直度，浇筑混凝土护壁时，随时观察模板位置及变形情况，发现问题及时处理。护壁混凝土的强度等级与桩基砼强度保持一致，为使混凝土振捣密实，配制坍落度稍大的细石混凝土。混凝土采用机械拌制，用吊桶运至井内人工浇筑，同时采用微型振捣器将砼振捣密实。
5）井内通风
桩身挖至一定深度后，为保证施工人员的安全井下要按时更换空气，即用5KW以上通风机及软管采用压入式的方法将新鲜空气压入开挖井底，通风时间要持续30min或更长，确保井内空气全部更新。
6）井内排水
采用人工挖孔的桩基，井内相对来说水流量不是很大，水源来自土层或岩层的渗水，如果井内水量不大就采用人工将水装入水桶内排出井外，若水流量打则采用扬程大于50m的潜水泵抽水排出井外，若遇到地下河或承压水则改变成孔方法或采用其他护壁方法配合排水。
2 检测溶洞的方法及处理措施
2.1 桩基的地质检测
赵家特大桥在桩基施工前对每根桩基都进行地质检测，根据不同的地质情况我们选择不同的施工工艺，详细的地质报告确保了我们施工的顺利还为桩基的质量提供了保障。桩基地质检测分为两步进行，第一步为粗犷式的检测，即采用声波仪对桥区桩基位置进行检测。第二步是细致的检测，即对每根桩基进行钻探检测，而且对粗犷式检测地质条件差的地段加密钻探检测，对检测的结果形成详细的地质检测报告。
2.2 人工挖孔桩处理措施
1）若为空溶洞，首先检查洞内瓦斯等有害气体含量，用通风机、排气管等设备排除有害气体，然后将积水抽干，如果溶洞体积不大则采取用片石或砖砌筑填充溶洞，然后立模浇注钢筋混凝土护壁，若空洞过大浆砌速度缓慢则采取支模浇筑砼措施进行填充。
2）溶洞内有填充物，可根据填充物的种类分别采取不同的措施。
（1）填充物是中粗砂、粉细砂时，挖进时应浅进尺，强支护，沿上层护壁外围每20cm与桩身成30度角方向打入φ20的钢钎作为支护，对于井内的渗水要及时排除，每节最大高度0.5m，而且护壁处要加小钢筋笼作为加固（小钢筋笼为主筋φ16间距20cm长50cm，箍筋为φ10间距10cm）。
（2）填充物为软塑状粘土、含碎石粉质粘土时，采用短柄铁锹进行开挖清除，待填充物清除完毕后对溶洞内空洞部分采用浆砌片石或支模浇筑砼措施进行填充，在护壁处增加主筋φ16间距20cm长50cm，箍筋为φ10间距10cm的小钢筋笼作为加固措施。
3）潜水层承压水的处理
挖孔时如果遇到涌水量较大的潜水层承压水时，采用压浆法将潜水层进行封闭处理。具体处理如下所示：
（1）首先用水泵将井内水排尽，然后把潜水面沿孔壁周边完全开挖出来，再在孔壁设计半径处开挖环形槽；
（2）在孔底浇筑C20砼至高于成型砼护壁10cm（砼高度控制在50cm内为佳），现浇砼内按不同位置预埋直径5cm花管，管长要超过承压层，预埋根数视情况而定（有3根的、有5根的），砼面上预留10cm，压浆时与软管相接；
（3）砼浇筑完成后待强度达到50%即可进行压浆处理，压浆采用高压灌注水泥砂浆或纯水泥浆，若承压层内孔隙率高即可灌注水泥砂浆，若孔隙率低则灌注纯水泥浆，其稠度控制在2s～10s左右，压力控制在0.3MPa～0.4MPa，压浆过程要分几次灌注，直至灌注承压层饱和为止。
3 结论
高速公路桥梁桩基施工中，由于喀斯特地形或其它地质条件原因遇到溶洞的的情况很多，处理的办法也很多，对于人工挖孔遇到的小溶洞我们的处理很有效，施工工艺简单，造价低廉，节省处理时间，同时我们施工前的检测工程也给我们施工提供了充足的地质条件资料，为我们的挖孔施工奠定基础。
参考文献
[1]公路桥涵施工技术规范.JTG/TF50-2011，人民交通出版社，2011.
