王 宏，游選成，毛穗豐

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

挖孔灌注樁是采用人力和適當(dāng)爆破，配合簡(jiǎn)單的機(jī)具設(shè)備下井挖掘成孔，澆筑混凝土成樁，適宜于丘陵、山區(qū)、干旱少雨黃土地區(qū)，無(wú)水或較少地下水的密實(shí)土層、巖層。正?？讖?0～300cm，孔深不大于25m(土層穩(wěn)定可適當(dāng)超深)。當(dāng)孔深超過(guò)15m時(shí)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，土層中有害氣體超標(biāo)時(shí)禁用;透水、淤泥層較厚不宜使用。挖孔灌注樁相對(duì)于鉆孔灌注樁而言具有機(jī)械設(shè)備投入簡(jiǎn)單、施工進(jìn)度快、無(wú)污染、成孔質(zhì)量可直觀檢查、成樁質(zhì)量容易保證等優(yōu)點(diǎn)，在交通工程樁基礎(chǔ)施工中得到了較為廣泛使用。筆者結(jié)合某新建公路高架橋基礎(chǔ)工程施工實(shí)踐探討如何進(jìn)行人工挖孔灌注樁的施工質(zhì)量控制。

2 工程概況

某公路采用全長(zhǎng)582m的高架橋跨越50m寬的河流和農(nóng)田，橋梁上部結(jié)構(gòu)為19～30m預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu);橋梁下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩，橋墩基礎(chǔ)為1.2m、1.5m、1.8m、2.0m 不同直徑的樁基，樁為長(zhǎng)約20m左右的嵌巖樁。

橋梁跨越的河流為季節(jié)性河流，枯期河水干枯無(wú)水，全橋兩個(gè)墩位于河谷中，其余橋墩均位于陸地上。地勘成果表明從樁頂以下0～0.4m為耕植土，淺灰色，松散稍濕，含有機(jī)質(zhì)，見(jiàn)植物根系;0.4～1.9m為亞黏土層，淺灰黃色，硬可塑，具網(wǎng)紋狀;1.9～4.0m為砂卵石層，淺灰黃色，中密飽和，礫石含量為50%～70%，以粒徑3～4cm為主，大者達(dá)7cm，呈渾圓狀;4.0～7.1m為強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖，淺灰色，裂隙極為發(fā)育，巖質(zhì)較軟;7.1m以下為中風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖，深灰色，裂隙較發(fā)育，巖石較完整，巖質(zhì)較軟。

3 挖孔樁方案的確定

考慮樁基需穿過(guò)砂卵石透水層，橋梁設(shè)計(jì)樁基均為鉆孔樁。鑒于橋梁絕大部分樁位于陸地上，且跨越河流為季節(jié)性河流，枯水期河水干涸無(wú)水，地勘資料顯示除砂卵石地層水量較大，其余地層無(wú)水或少水，具備挖孔樁施工作業(yè)條件。綜合考慮下述4方面情況，確定施工采用挖孔灌注樁的施工工藝。

(1)挖孔灌注樁設(shè)備投入少，施工方便，樁基成孔費(fèi)用低，采用混凝土護(hù)壁能有效攔截砂卵石地層地下水，確保施工安全及質(zhì)量。

(2)挖孔灌注樁施工作業(yè)面多，可同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，較鉆孔樁成孔時(shí)間短。

(3)挖孔灌注樁挖孔時(shí)可以準(zhǔn)確判斷樁基的地質(zhì)情況，確定終孔標(biāo)高和入巖深度。樁底沉渣用人工清理更徹底，樁底與巖層結(jié)合效果更好。

(4)挖孔灌注樁采用普通混凝土灌注，水泥用量少，成本低，施工便捷，可避免斷樁事故的發(fā)生，成樁質(zhì)量好。

4 挖孔樁施工

挖孔樁施工前，應(yīng)根據(jù)橋墩布置及設(shè)計(jì)勘察資料仔細(xì)研究各樁位的具體情況，明確不同地層的厚度、性質(zhì)，制定相應(yīng)挖孔、護(hù)壁、混凝土澆筑方案和安全措施，準(zhǔn)備相應(yīng)設(shè)備、材料。

4.1 挖 孔

人工挖孔的各項(xiàng)工序及出渣方法等比較簡(jiǎn)單，也易于操作。挖孔樁施工的4個(gè)控制要點(diǎn)如下:

(1)開(kāi)挖方法。土層和砂卵石層可人工直接開(kāi)挖成孔;相對(duì)較軟的強(qiáng)風(fēng)化或中風(fēng)化巖層可采用空壓機(jī)配合風(fēng)鉆鑿除成孔;對(duì)較為堅(jiān)硬巖石，可在井底采用淺眼松動(dòng)爆破法進(jìn)行施工，但距孔底50cm以?xún)?nèi)應(yīng)停止爆破開(kāi)挖而采用人工鑿除開(kāi)挖，以防止因爆破對(duì)孔底巖層的擾動(dòng)，影響基底承載力。本橋梁樁基從樁頂以下0～1.9m為亞黏土層，1.9～4.0m為卵石層，人工直接開(kāi)挖成孔;從樁頂以下4.0～7.1m為強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖層，采用空壓機(jī)配合風(fēng)鉆鑿除成孔;從樁頂以下7.1m以下為中風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖層，巖體完整性好，采用淺眼松動(dòng)爆破法成孔;距孔底50cm以?xún)?nèi)采用人工鑿除開(kāi)挖成孔。

(2)降水措施。一般情況下，在人工挖孔過(guò)程中，開(kāi)挖后會(huì)有不同程度的滲水，不利于挖孔和護(hù)壁施工，需采取措施降低地下水位。對(duì)河岸及陸地少水地段，地層滲水較小時(shí)可采用孔內(nèi)降水方法降低地下水位，即在孔底挖一小坑用潛水泵抽排;地層滲水量較大時(shí)，同時(shí)開(kāi)挖相鄰的幾個(gè)樁基，以加強(qiáng)降水效果。對(duì)河溝豐水地段，多孔開(kāi)挖仍不能達(dá)到降水效果時(shí)，可采用孔邊開(kāi)挖滲水池等孔外降水方法，滿(mǎn)足孔內(nèi)降水及施工作業(yè)要求。本橋梁位于河谷中兩個(gè)橋墩樁基，同時(shí)開(kāi)挖，并在樁位上游側(cè)及下游側(cè)開(kāi)挖滲水池抽排;其余位于陸地上橋墩，采用相鄰幾個(gè)樁基同時(shí)開(kāi)挖。降水效果良好。

(3)防止砂層護(hù)壁坍孔的措施。挖孔樁通過(guò)砂層，孔周砂石易隨滲水涌出形成流砂，出現(xiàn)坍孔，因此開(kāi)挖進(jìn)尺不宜大于50cm，并應(yīng)及時(shí)采用鋼筋做骨架結(jié)合草袋或麻布等封堵，盡快澆筑混凝土護(hù)壁，條件許可時(shí)采用鋼筋混凝土護(hù)筒，邊挖孔邊下沉護(hù)筒，直至穿過(guò)流砂層。

(4)防止護(hù)壁漏水措施。護(hù)壁在通過(guò)流砂層等透水層時(shí)，若護(hù)壁混凝土不密實(shí)，就會(huì)造成孔壁的滲漏，甚至孔壁的坍塌，危及下挖施工安全，因此需確保護(hù)壁混凝土振搗密實(shí)，采用降水措施;對(duì)護(hù)壁出現(xiàn)漏水，應(yīng)將孔壁漏水較為集中處的混凝土鑿掉，根據(jù)水量大小選擇尺寸相應(yīng)的塑料管插入孔壁導(dǎo)流，將水引入水桶，再通過(guò)水泵抽排到孔外，有效地截?cái)嗨?，保證挖孔灌注樁的成樁質(zhì)量。

4.2 護(hù)壁的施工

混凝土護(hù)壁施工方便、費(fèi)用低、支護(hù)可靠，在挖孔樁護(hù)壁中廣泛使用。本橋梁樁基0～1.9m亞黏土較緊密，含水量較低，護(hù)壁的長(zhǎng)度設(shè)為1m，樁基開(kāi)挖1m即安裝護(hù)壁模板、澆筑護(hù)壁混凝土;1.9～4.0m卵石層，地下水豐富，容易出現(xiàn)流砂、坍孔等情況，護(hù)壁較為困難，樁基開(kāi)挖0.3～0.5m即安裝護(hù)壁模板澆筑護(hù)壁混凝土。對(duì)部分流砂較多難以進(jìn)尺的地層，采用孔內(nèi)降水方案降低地下水位，沿孔壁安裝鋼筋骨架，用草袋或麻布等土工織物堵住流砂，清孔支模、澆筑護(hù)壁混凝土;4.0～7.1m強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖層，裂隙發(fā)育，孔壁巖石穩(wěn)定性差，樁基開(kāi)挖1m即安裝護(hù)壁模板、澆筑護(hù)壁混凝土;7.1m以下中風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖層，巖體完整性好，成孔孔壁巖石穩(wěn)定，不存在坍孔危險(xiǎn)，不進(jìn)行護(hù)壁。每節(jié)護(hù)壁均需用垂球校核樁孔中心位置，以保證樁身的豎直度。

4.3 樁身混凝土的澆注

挖孔樁基終孔后，對(duì)滲水量小于6mm/min的樁孔，正常做好孔壁滲水?dāng)r截，抽干孔內(nèi)積水后，采用干澆法(即無(wú)水澆筑)進(jìn)行普通混凝土灌注，需結(jié)合人工振搗，以確保樁基混凝土密實(shí);對(duì)滲水量大于6mm/min或孔內(nèi)積水始終大于10cm難以抽干的樁孔，應(yīng)視作水下樁，需嚴(yán)格按澆筑水下混凝土要求澆注樁基。

5 結(jié)束語(yǔ)

在某公路高架橋挖孔樁施工中，孔內(nèi)排水采用集水井抽排和小導(dǎo)管引流抽排，孔外降水采用相鄰多樁同時(shí)開(kāi)挖降水以及孔外滲水池抽排降水，并對(duì)挖孔通過(guò)砂卵石層用鋼筋骨架結(jié)合草袋或麻布等土工織物堵塞流砂，較好地解決了挖孔樁通過(guò)砂卵石層發(fā)生坍孔及孔壁滲水的問(wèn)題。僅用3個(gè)月就全部完成橋梁樁基，經(jīng)小應(yīng)變檢測(cè)全部為Ⅰ類(lèi)樁。挖孔灌注樁在條件適宜的情況下更能保證成樁質(zhì)量和工期進(jìn)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］交通部第一公路工程局.公路施工手冊(cè) .橋涵［M］.北京:人民交通出版社，1991.

［2］路橋集團(tuán)第一公路工程局.GTJ041－2000《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》［S］.北京:人民交通出版社，2000.