皖南山区公路桥梁工程人工挖孔桩施工控制要点

吴涵

宣城交投工程科技咨询有限公司，安徽宣城，242000

摘要：

皖南山区地质条件复杂，岩溶发育，水系发达，给公路桥梁桩基施工带来极大挑战。人工挖孔桩因其适应性强、成本相对低廉等优势，在山区仍被广泛应用，但该工艺属限制类工艺，安全风险较高。本文结合皖南山区多个公路桥梁工程实践，从限制类工艺管理、专项方案编制与评审、成孔工艺、混凝土灌注、全时段安全防护等方面，系统阐述了人工挖孔桩施工的关键控制要点，为同类工程提供技术参考。

键词：皖南山区；公路桥梁；人工挖孔桩；岩溶处理；安全控制

一、引言

皖南山区地质具有以下显著特点：一是地层多为“卵石土+可溶岩”的二元结构，卵石层较厚，自稳能力差；二是岩溶（喀斯特）地貌发育，溶洞、裂隙、暗河分布广泛，隐蔽性强；三是水系发达，地下水位高，汛期降水集中，水文条件复杂。这些地质条件给桥梁桩基施工带来了极大挑战。

二、限制类工艺与方案编制评审要点

 1. 限制类工艺的界定与适用条件

根据《公路水运工程淘汰危及生产安全施工工艺、设备和材料目录》，人工挖孔桩工艺被列为**限制类**工艺，其使用必须符合特定条件。根据《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015）第8.3节“钻（挖）孔灌注桩”的相关规定，人工挖孔桩的采用须满足以下条件并经专项论证：地质条件复杂、机械成孔无法穿透的岩层。

2. 专项施工方案编制要点

专项施工方案是指导施工的法定文件，必须由施工单位技术负责人组织技术、安全、测量、试验等人员共同编制。根据《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015）附录A“危险性较大的工程”及附录B“专项施工方案主要内容”的要求，结合皖南山区地质特点，方案内容应包含但不限于：

– **工程概况与地质详勘：** 逐桩揭示地质柱状图，特别标注溶洞、裂隙、破碎带、地下水位等风险点。对于皖南山区岩溶发育区域，应进行超前地质探测，查明溶洞规模及填充物性质。

– **施工部署：** 明确开挖顺序（严格执行跳挖原则，相邻桩孔不得同时开挖）、流水段划分及工期安排。

## 三、施工准备阶段的控制要点

### 1. 地质勘察与图纸复核

皖南山区地质构造复杂，勘察报告往往难以完全揭示每一根桩的地质状况，特别是隐伏溶洞的位置、规模及填充情况。开工前，施工单位技术负责人应组织技术人员逐桩核对地质剖面图，对比设计桩长与持力层埋深。对于地质突变区域或岩溶发育区，必须提前制定超前钻探方案，采用一桩一探的方式，查明桩底以下3倍桩径或5m范围内有无溶洞、夹层或软弱下卧层。

### 2. 施工平台与便道修筑

皖南山区地形陡峭，施工便道及作业平台的修筑是挖孔桩作业的前提。平台必须平整、坚实，宽度应满足出渣、排水及混凝土浇筑要求。对于陡坡地段，应采用台阶式开挖或设置挡土墙加固平台边坡。

## 四、成孔过程中的技术控制要点

### 1. 孔壁支护（护壁）质量控制

– **配筋检查：** 护壁钢筋必须按设计布置，上下节护壁的纵向钢筋要预留搭接长度，确保整体性。

– **混凝土性能：** 护壁混凝土应严格按配合比拌制，特别是早期强度要满足要求，必要时可掺入早强剂。

### 2. 特殊地质处理

**（1）地下水处理**

皖南山区水系发达，地下水位变化大，成孔过程中若遇到涌水，必须采取“先降水、后开挖”的原则。孔内积水应使用潜水泵及时抽排，并设置集水坑。对于水量较大的桩孔，可采用井点降水或周边打设降水井的方式，严禁带水作业。

**（2）岩溶处理**

– **小型溶洞（高度小于1m）：** 可采用浇筑混凝土或灌注砂浆填充，必要时在护壁外侧加设钢筋网。

– **中型溶洞（高度1-3m）：** 采用钢护筒跟进或模筑混凝土护壁的方式穿过，确保护壁结构稳定。

## 五、钢筋笼制作与安装控制要点

### 1. 孔内绑扎与整体吊装的选择

对于皖南山区地形限制导致大型吊车无法进入的场地，钢筋笼可采取孔内分节绑扎的方式。但为了保证质量与安全，优先推荐在平台上分节制作、孔口机械连接（如直螺纹套筒）或焊接的方式。

### 2. 保护层控制

山区桩孔孔壁往往凹凸不平，特别是穿过卵石层或溶洞地段的桩孔，孔壁起伏更大，钢筋笼下放过程中容易发生偏斜或保护层不足。必须设置高强度的混凝土垫块或定位钢筋，沿桩长每2m设置一道，每道沿圆周均匀布置4-6个，确保钢筋笼居中，防止露筋。

## 六、混凝土灌注质量控制要点

### 1. 干灌法施工

**适用条件：** 孔底无水或仅有少量渗水（能够抽干且不再快速涌出），且孔壁稳定、无坍塌风险。

– **二次清孔：** 灌注前再次清理孔底沉渣，确保沉渣厚度符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650-2020）要求（端承桩≤5cm，摩擦桩≤10cm）。

– **串筒设置：** 由于孔深较大，混凝土自由下落高度超过2m时，必须设置串筒或溜槽，使混凝土沿孔壁或串筒缓慢下落，严禁直接向孔内倾倒。串筒底口距孔底距离不宜大于2m，防止混凝土离析。

### 2. 水下灌注法施工

**适用条件：** 孔内地下水量较大，无法抽干或抽干后涌水速度超过0.2L/s，以及设计或安全规范要求必须采用水下灌注的桩孔。

– **导管法工艺：** 采用内径250-350mm的钢导管，导管使用前必须进行水密承压试验，确保接头密封性。导管底端距孔底宜为30-50cm。

– **首盘混凝土方量：** 必须精确计算首盘混凝土方量，确保首盘灌注后导管埋深不小于1.0m，将孔底沉渣完全顶升并排出。

## 七、安全控制要点

### 1. 作业期间的安全防护

**（1）出渣过程中的防掉落控制**

出渣是人工挖孔桩发生物体打击事故的高发环节，必须从多个方面严防死守：

– **提升设备选型与检查：** 卷扬机必须设置制动装置和行程限位器，钢丝绳安全系数不得小于6倍，每日检查钢丝绳断丝、磨损情况，断丝超过10%或直径磨损超过7%必须立即更换。挂钩必须采用带防脱钩装置的自锁式吊钩。

– **吊桶（渣桶）管理：** 吊桶应采用钢制，桶身完好无破损，桶壁高度不小于60cm，容量不超过0.1m³（约150kg），严禁超载。吊桶上口必须设置活动盖板或防护网，防止渣土在提升过程中散落。装渣时，渣土面不得高于桶口下沿5cm。

**（2）孔底作业人员安全防护**

– **强制性机械通风：** 无论孔深多少，每日下孔前及作业过程中，必须持续采用空压机或专用风机通过风管向孔底送风。风管端部应下放至孔底以上2m处，送风量不得小于25L/s。挖孔深度超过10m时，必须采取机械强制通风。作业人员下孔前，先通风不少于30分钟。

### 2. 停工期间的安全防护

**（1）孔口覆盖与封闭**

– 所有暂停施工的桩孔，必须立即进行孔口覆盖。覆盖材料应采用强度不低于C20的钢筋混凝土盖板，或采用厚度不小于5mm的钢板制作，盖板应能承受不小于2.0kN/m²的均布荷载，防止人员坠落或异物落入。

– 盖板应略大于孔口直径（每边超出不少于30cm），并设置限位装置，防止被风吹动或意外移动。

**（2）设备断电与锁定**

– 停工期间，卷扬机、空压机、水泵等用电设备必须切断电源，并悬挂“禁止合闸”警示牌。

– 卷扬机钢丝绳应收卷至卷筒，吊桶应放置于地面指定位置，严禁悬空。

– 电气控制箱应上锁管理，钥匙由专人保管。

## 八、结语

皖南山区公路桥梁工程人工挖孔桩施工是一项系统性、风险性较高的工程。作为施工单位技术负责人，必须深刻认识到其“限制类工艺”的本质，充分结合皖南山区“卵石土+可溶岩”二元结构、岩溶发育、地下水丰富等地质特点，在方案编制与评审阶段筑牢技术防线，在施工过程中严抓成孔质量、细化灌注工艺，在安全控制上建立全时段、全方位的防护体系。

**参考文献：**

[1] 中华人民共和国交通运输部. JTG F90-2015 公路工程施工安全技术规范[S]. 北京: 人民交通出版社, 2015.

[2] 中华人民共和国交通运输部. JTG/T 3650-2020 公路桥涵施工技术规范[S]. 北京: 人民交通出版社, 2020.

[3] 中华人民共和国交通运输部. JTG F80/1-2017 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程[S]. 北京: 人民交通出版社, 2017.

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