【摘要】随着公路工程施工技术的逐步提高，人工挖孔桩在桥梁施工中作为护壁措施被广泛应用，但是其使用必须要根据不同的水文地质条件而采取不同的方式进行开挖。
【关键词】桥梁工程；人工挖孔桩；应用
1、前言
桥梁建设中，在对渗水较大的地层尤其是砂砾石地层进行桩基施工时，使用钻机成孔的方式比较常见。但是，当条件适宜时，人工挖孔桩也是一种比较好的方法。通过实践，在护壁措施和施工手段都完善时，人工挖孔桩所取得的经济技术效果也非常好。文章介绍了不同条件下采用不同护壁措施人工挖孔桩的施工方法。
2、不同护壁措施的人工挖孔桩施工方法
2.1边开挖边现浇混凝土护壁成孔。施工方法：（1）桩孔定位后沿桩孔周边用红砖砌一个高出地面50～100cm的桩孔围护结构。目的是防止地面物块落入孔内和能够在此围护结构上安放吊土用的支架等物件。（2）工人进入桩孔内用风镐直接挖孔，边挖边抽水，每挖深50～100cm即立模浇筑护壁混凝土一次。具体深度视桩孔周边土质的稳固情况而定。但最深不应超过1m。进入透水性砂砾石层后可30cm护壁一次，流砂层中砂水同时涌入，造成进展困难时甚至15～20cm护壁一次，护壁厚度为15cm。护壁的内模采用分块内八字搭接，其竖向上下口之间应稍有倾斜度，另外，护壁混凝土的上口厚度为15～18cm，下口厚度12～15cm。这就为下一层护壁混凝土灌注时在上面留下了一个开口宽度。护壁混凝土的强度等级为C20。混凝土的坍落度不宜太大，只要能用人工将混凝土插捣密实即可。渗水太大时也可用干拌混凝土。待其浸湿后再用钢钎插捣密实，每一节护壁之间沿纵向用3～5根Ф8的钢筋拉结，以防护壁混凝土下滑。护壁完成后混凝土待强期间可停止抽水，让桩孔中充满水以减少护壁内外的水压差，为缩短待强时间，混凝土中可掺早强剂。（3）护壁前后均要对桩孔进行检测，保证孔径、桩孔中心位置及桩孔垂直度等符合规定。达到规定的孔深后，即可抽水浇筑水下混凝土成桩。
2.2双液高压注浆止水后现浇混凝土护壁开挖。施工方法：（1）先用红砖在桩孔处砌一个直径大于桩径30cm的圆形围护结构，再在河床水面高出水下1m且低于红砖桩孔围护结构的部分用砂袋围堰筑岛。（2）对于最上面渗水压力小的砂砾石覆盖层，可以直接抽水开挖，挖的同时要在围护结构上面加砌红砖，利用红砖自身的重力克服外侧摩阻力下沉护壁。这种方式虽然比现浇混凝土护壁简单方便，但是注意要保证红砖围护结构下沉时均匀平稳没有大的倾斜变形，同时为了减少下沉过程中的摩阻力和能有效地阻水，要用水泥砂浆将红砖表面粉刷光滑。（3）在孔深增加的同时，渗水压力和土的侧压力也逐渐增大，这时再用浆砌红砖护壁就会有大变形或垮塌的危险。因此，便需采用双液注浆固结止水后再现浇护壁的方式掘进。其方法是用两根注浆管将浆液同时注射到砂砾层中，因混合浆液凝结的时间很短，所以两种浆液在混合后就可迅速凝结形成止水性压浆混凝土，所以能在砂砾层中迅速止水。同时要视渗水压力的大小和浆液需要达到的扩散半径来定注浆压力。
2.3插打钢护筒护壁开挖。施工方法：（1）根据桩径大小和现场起吊能力在岸上将钢护筒分节制好，护筒长度3～5m，直径比实际桩径大20cm。（2）通过船运或岸边便道将护筒运至桩位，全站仪配合准确定位，护筒接高采用浮吊或搭设简单脚手架配合手拉葫芦吊起焊接，再用60t的震动锤震动下沉，首次震动深度在1m左右。（3）边抽水、边开挖，挖一段后，再震动下沉一段。开挖段的长度以桩孔中的渗水能及时抽干并不垮孔为原则。最后达到设计标高，并浇筑水下混凝土完成桩基。
2.4倾斜围堰内压浆封底人工挖孔桩。施工方法：（1）沿围堰刃脚四周的内外两侧先回填砂砾石，让刃脚充分被砂砾石覆盖和埋藏，其目的既是为了刃脚压浆止水的需要，也是为防止围堰进一步倾斜和偏移。（2）沿围堰刃脚内外两侧布置压浆管，压注水泥浆固结砂砾石覆盖层，让钢围堰与压浆体共同形成一个挡水隔离层。（3）在双壁钢围堰内配重，加撑后抽干堰内积水，用风镐人工开挖桩孔，桩孔挖成后向钢围堰内灌水，浇注水下混凝土，然后再抽干积水，直接在围堰内浇注桩顶系梁和墩身。
3、对人工挖孔桩的几点认识
3.1人工挖孔桩的发展。近年来，人工挖孔桩的发展速度非常快，其具体表现在：（1）人工挖孔桩的适用范围不断扩大，目前在有几米深的明水或渗透性较强的砂砾石覆盖层中也可以使用。（2）挖孔的深度大大增加，从以前的孔深不宜大于15米扩张到现在的挖孔深30～40m。（3）孔壁的支护方式呈现多样化，有现浇混凝土支护、浆砌红砖支护、钢护筒支护，甚至出现了内外双层钢护筒中间夹防水混凝土层支护，现浇沉井法支护等，多种多样的支护形式使得挖孔桩的适应性和采用时的安全可靠性增加。（4）开挖时，一般以小型风镐掘进为主，同时也可采取小药量浅眼爆破。另外，渣土的提升常用人工绞车或机械。（5）钢护筒振动下沉时可采用震动锤配合空压机导管吹砂方式进行，也可以在护筒顶上堆放砂包压重并在护筒壁上安放附着式震捣器，模拟震动锤的作用使护筒震动下沉到位的办法。
3.2人工挖孔桩具有较强的经济可比性。人工挖孔时，人工挖孔与钻机成孔相比，一般具有以下特点：（1）造价较低，可减低工程的施工成本。（2）进度较快，由于人工挖孔桩以人工开挖为主，工艺简单且无需太多的机械设备，因而可多根桩同时施工，全面加快工程进度。（3）质量更可靠。由于成孔后技术人员可直接进入桩孔内。孔径、孔深、特别是桩底土（岩石）的强度等技术指标均能很直接地检查认定。更没有钻机成孔时桩底沉淀层可能超标的担心，也不会出现缩径、扩孔之类的问题。桩身混凝土浇筑采用水下混凝土时，一旦出现“断桩”问题，可直接抽干孔内的积水，凿除浮浆层后再直接浇筑混凝土接长桩身。这一点更是钻机成孔所无法比拟的优越性。
3.3桥梁工程中应积极合理地采用挖孔桩。人工挖孔桩虽有其多方面的长处，但也有其不足的一面。主要是：（1）受水文、地质条件等客观因素的制约较大，水位上涨、地质情况复杂将会大大增加施工难度，增加造价，甚至功亏一匮。（2）施工安全保障要求高。工人在孔内作业面小，条件差，用电安全、废气、缺氧、垮孔、崩塌而危及安全等因素都必须仔细认真考虑和加以防范，避免出现灾难性的问题。（3）人工挖孔桩采用钢护筒护壁时，护筒在震动下沉过程中很容易倾斜、偏移，甚至在土层侧压力下护筒钢板变形，而一旦变形便很难纠偏，导致桩孔难按规定尺寸成型。上述这些不足之处，要求我们在采用挖孔桩之前要从地质水文条件、护壁方式等多个方面作出认真分析比较，充分考虑安全经济等多重因素，不可盲目，另外，换个角度说，只要积极合理地采用人工挖孔桩，其经济技术效益将是明显的。