摘要：中國南方電網有限責任公司輸變電工程高山線路施工過程中地基處理方案，深度多為15～25米的人工挖孔樁應用較多，但由于高山地區砂土含量大、砂土層較厚，很容易涌砂塌孔，在樁基入巖深度尚未滿足設計要求時，常常會遇到孤石、強風化巖層或中風化巖層，導致施工進度緩慢，難以滿足施工進度要求。本文主要介紹了在復雜地質條件下的人工挖孔樁施工技術，成功的經驗可供類似工程借鑒。

　　關鍵詞：挖孔樁,施工,技術

　　1 工程概況

　　中國南方電網有限責任公司輸變電工程高山線路施工地基處理方案中，設計多采用直徑為φ1200mm的人工挖孔樁，單樁深度一般在15m ~25m之間，混凝土設計等級為≥C30，抗滲等級為≥S6，水灰比為≤0.45，樁身鋼筋保護層為≥8mm，樁底要求進入中風化巖層≥1000mm(或微風化巖層≥600mm)。

　　2 施工技術

　　根據線路工程地質報告和試樁情況綜合研究分析，人工挖孔樁位于砂土層厚度≤2000mm的地段時，施工難度不大，采用常規護壁便可成孔;位于砂土層厚度>2000mm的地質復雜地段或遇到，場內地下水極為豐富，采用常規的護壁方法來施工，進度相當緩慢或根本無法成孔，只能采用鋼護筒才能成孔;少部分會遇到孤石、強風化巖層或中風化巖層，導致施工進度緩慢，難以滿足施工進度要求，需采用毫秒微差的爆破技術進行爆破來處理孤石、強風化巖層或中風化巖層。主要施工技術如下：

　　2.1 砂土層厚度≤2.0m的施工技術

　　根據現場試樁的施工經驗，對于砂土層厚度≤2000mm地段的人工挖孔樁，采用常規的混凝土護壁來施工，容易成孔，節約護壁成本。

　　a) 混凝土護壁模板采用厚度δ=4mm的組合式鋼模板拼裝組合而成，拆上節而支下節，循環周轉使用，上下設兩對半圓組合的鋼圈頂緊，不另設支撐，鋼圈之間用專用扣扣緊。

　　b) 每一施工段高度，一般取0.8m～1.0m左右，護壁中插入φ14～φ16的豎向螺紋鋼筋，間距一般取500mm;橫向則用φ14～φ16的園鋼來加固，間距一般取300mm。

　　c) 混凝土用攪拌機現場攪拌，采用C25混凝土，坍落度一般取60mm～80mm，混凝土用吊桶運入人工澆筑，用鋼管振搗密實。

　　2.2 、砂土層厚度>2.0m的施工技術

　　對砂土層厚度>2000mm地段的人工挖孔樁，為避免土方塌方，采用常規護壁方法來施工，砂土塌孔嚴重，施工進度相當緩慢，或根本無法形孔，只能采用成本較高、施工技術要求高的鋼護筒來護壁。

　　a) 鋼護筒的制作

　　根據現場的實際情況和理論計算，需要下鋼護筒的地段，砂土層的厚度一般為4m～6m之間。因此，鋼護筒一律采用δ=12mm厚的A3鋼板卷制而成，按6m、4m和2m的標準長度定尺加工。第一節一般采用6m標準節下沉，可根據實際需要，用4m或2m高度標準節接駁至實際需要高程。

　　b) 鋼護筒與振動錘的連接方式

　　鋼護筒與75KW電動振動打樁錘的連接采用“法蘭+焊接”的剛性連接方式，用50T履帶吊作為起吊鋼護筒用，振動打樁錘作為鋼護筒下沉的振動設備。

　　c) 鋼護筒的測量定位

　　樁位放樣完畢，并經復核無誤后，應進行人工或機械的預先挖孔，孔徑略大于鋼護筒外徑，挖深1m～2m，然后垂直起吊第一節鋼護筒到預先開挖的孔位中。

　　d) 鋼護筒的下沉

　　鋼護筒下沉前，做好一切準備工作，以保證鋼護筒下沉工作的連續進行，保證鋼護筒能順利下沉到巖層之中去，盡量減少中途的停頓時間，防止、砂土層的固結，加大下沉的阻力，從而增加下沉的難度。下沉過程中，注意檢查鋼護筒的中心線和垂直度，以免中心線和垂直度偏差超過允許標準而返工。

　　2.3 高山地質條件下的施工技術

　　施工過程中常常會遇到，挖孔樁所處地段的砂土層厚度達6m～8m之厚，砂土層下面的強風化、中風化巖層較薄，僅有100mm～200mm之間，巖層面傾斜不平;或者缺少阻水性良好的粘性土過渡層，鋼護筒無法插入阻水性較好的強風化巖層(或中風化巖層)之中去。這樣，在鋼護筒與巖層個別地方之間存在著砂土的夾層，形成砂土的通道，在外側水壓力作用下，當挖到這層夾層時，大量的砂土涌入孔內，根本無法往下挖，還有可能危及孔內作業人員的人身安全。

　　a) 根據實踐經驗和充分論證，在鋼護筒外側800mm～1000mm的四周打入進口拉森Ⅲ型鋼板樁，鋼板樁之間盡量鎖上口，個別無法鎖口處，再在外側加打一根鋼板樁，形成封閉的止水、止泥、止砂土的保護圈。由于進口鋼板樁的剛度較大，斷面較小，較容易打入強風化巖層(或中風化巖層)之中去，從而阻斷了、砂土的通道，減少了孔內的開挖量，加快了施工進度。

　　b) 孔內挖土過程中，當挖砂土層時，分段高度一般為0.4m～0.5m，提前做好材料和人力的準備工作，以最快的速度，澆筑一圈混凝土護壁，以防止、砂土的滲入孔內。

　　3 成孔內挖土

　　3.1 粘土、砂土的開挖方法

　　對于孔內的粘土、砂土層，一般可用鐵鏟、鋤頭便可開挖。孔內挖土采用分段開挖方式，對于粘土層，一般0.8m～1.0m為一個施工段，做完混凝土護壁，待混凝土護壁有一定強度后，才能進入下一施工段;對于、砂土層，一般0.4m～0.5m為一個施工段。混凝土護壁一般施工至中風化巖面，微風化巖層不需另加混凝土護壁，可以自身穩定。

　　3.2 強風化、中風化巖層的開挖方法

　　在樁基入巖深度尚未滿足設計要求時，少部分樁基孔內會遇到孤石、強風化巖層或中風化巖層。由于強風化巖層或中風化巖層的厚度較厚，最厚的地方達4 m～6m，為了加快施工進度，采用電動風鎬來開挖，由燃油空壓機或電動空壓機供應壓縮空氣。

　　3.3 中風化、微風化巖層的開挖方法

　　設計要求人工挖孔樁基底部進入中風化巖層≥1000mm(微風化巖層≥600mm)，由于孤石、樁底基巖均為堅硬巖、致密的中風化(或微風化)花崗巖層，采用風鎬來開挖，進度相當緩慢，每天只能下挖100mm～200mm，難以滿足計劃工期要求。根據實踐經驗和充分論證，決定采用毫秒微差的爆破技術進行爆破。

　　a) 炮眼布置

　　在孔內半徑r=600mm的周邊布置12個周邊眼，孔深1.0m，間距等分;孔內半徑r=300mm的環向布置6個掏槽眼，孔深1.2m，間距等分(如圖1所示)。

　　314.0mm

　　共6孔

　　r=600mm

　　b) 裝藥量確定

　　裝藥量根據公式Q=η·L·q計算并根據現場實踐經驗進行及時調整。式中：

　　Q— 各個炮眼的裝藥量，取kg;

　　η— 炮眼裝藥余數，取0.5～0.65;

　　L — 炮眼的長度，取米;

　　q — 每米炮眼的裝藥量，取0.95kg/m。

　　由于樁基工作面有水，宜選用乳化防水炸藥，炸藥藥卷直徑32mm，每卷重200克。根據巖層特性和試爆經驗，炸藥量Q一般取Q=4.5～6.0kg，為現場施工安全，防止對附近已完成樁基混凝土的損傷，按理論計算的炸藥量的減半來控制，嚴格按≦2.0～3.0kg來控制炸藥量。

　　c) 裝藥結構與堵塞

　　掏槽眼和周邊眼均采用連續反向裝藥結構;堵塞用舊報紙和泥土摻和成團進行堵塞。

　　d) 起爆網絡

　　考慮到施工區域內感應電流較多，為安全起見，采用非電雷管孔內引爆，孔內所有非電雷管用簇聯方式連線，用電雷管引爆導爆管，各個孔之間的電雷管采用串聯方式連線;起爆順序按掏槽眼，周邊眼順序進行，用電雷管分段控制。

　　e) 安全防護

　　在孔頂覆蓋鋼板，再在上面堆砂包，有效防止了飛石外拋。

　　f) 有害氣體

　　爆破產生的有害氣體聚集在挖孔樁內，現場用高壓風等把有害氣體吹排出來之后，才能進入挖孔樁內作業，以防止中毒。

　　4 結語

　　中國南方電網有限責任公司輸變電工程高山線路的復雜地質人工挖孔樁施工共歷時135天,克服了地質特復雜、地下水極為豐富等諸多困難，安全、優質地完成了45基鐵塔樁基施工任務,全部樁基經廣東天信電力工程檢測有限公司嚴格按規范要求進行質量檢測，樁身完整性、混凝土強度和承載力全部滿足設計和國家相關規范要求，高山復雜地質條件下的人工挖孔樁的成功經驗，可供今后類似工程借鑒。

　　參考文獻：

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