錢 才,張其云
(安徽交通投資集團金寨高速管理公司)
公路路線跨越大別造山帶次級的北淮陽構(gòu)造帶,大別造山帶是一個多期離合碰撞形成的復(fù)雜造山帶,變形構(gòu)造非常復(fù)雜。所有的橋位基本位于層巒疊嶂的崇山峻嶺之間穿行,地形條件及其復(fù)雜,同排樁基的高差可達(dá)10多m,不同墩柱之間的高差接近20m。由于地形條件變化劇烈,所以不同的樁基之間的地質(zhì)條件沒有任何可比性。有的樁基挖到底都沒有弱風(fēng)化巖石,也只能按摩擦樁處理。有的樁基一開孔就是弱風(fēng)化巖石。有的樁基位于山坡上沒有地下水,有的樁基開挖的過程中地下水非常的豐富。
開始挖孔前,要平整好場地,清除地表松軟土層和一切雜物,布置好控制網(wǎng),根據(jù)監(jiān)理復(fù)核過的樁基位置,采用十字交叉法訂立每一孔樁的位置,并在樁位外設(shè)置定位龍門樁。
根據(jù)設(shè)計樁徑及護壁厚度在地面上放出開挖線,然后向下挖深1m,澆筑混凝土井圈第一節(jié)護壁。井圈應(yīng)高出地面30cm,且應(yīng)加厚5 cm以上并適當(dāng)提高混凝土的標(biāo)號。第一節(jié)護壁最好放入適當(dāng)?shù)摩?~Φ12鋼筋,防止進行石方爆破時候的沖擊力對護壁造成損壞。修筑鋼筋混凝土井圈應(yīng)保證護壁的配筋和混凝土澆筑強度。上下節(jié)護壁的搭接長度不得小于5 cm,每節(jié)護壁在當(dāng)日施工完畢后宜養(yǎng)護24 h后拆除;發(fā)現(xiàn)護壁有蜂窩、漏水現(xiàn)象時,應(yīng)及時補強以防止造成事故。進行第二節(jié)井孔土方開挖時,先從井口用垂球吊線找出井孔中心點,并在井孔底部打一短木樁,將樁中心投影到木樁頂上,以此為據(jù)進行第二節(jié)護壁的土方開挖。在開挖過程中應(yīng)該密切注意地質(zhì)狀況的變化。
重復(fù)上述過程即可完成挖土護壁的工作,直至樁底設(shè)計高程。在施工過程中,應(yīng)該以每一節(jié)護壁為驗收步驟,合格后方可進行下節(jié)的開挖施工。挖至設(shè)計標(biāo)高時,孔底不應(yīng)有積水,終孔后應(yīng)清理好護壁上和孔底的渣物,驗收合格后方可進行下步混凝土的澆筑。
大別山區(qū)的挖孔樁基本上都是嵌巖樁,表層的覆蓋土清理完成以后基本上就進入了巖層,首先開挖的是強風(fēng)化巖石,根據(jù)所處位置的不同而呈現(xiàn)出不同的厚度,嵌巖樁的要求是樁基長度不能小于10m。進入弱風(fēng)化的深度不小于2倍樁基直徑。巖石段的開挖基本上都需要進行爆破,爆破在沒有地下水的情況,宜選用巖石炸藥。爆破根據(jù)巖石的堅硬程度,鉆孔分2~3層,爆破的雷管使用分段毫秒雷管控制爆破順序。具體的炸藥的使用量,在弱風(fēng)化巖石中基本上1管藥每米,非常堅硬的巖石重要的使用量最多可加大到3管。實際開挖揭露的巖石有的強度可以達(dá)到100MPa以上。
混凝土的澆筑應(yīng)在成孔后及時施工。在混凝土澆筑時應(yīng)使用串通,從樁的一側(cè)下料,人工攤鋪并振搗;在有地下水時可用導(dǎo)管進行水下混凝土澆筑。要保證混凝土的均勻性、密實性,因此防止孔內(nèi)積水影響混凝土的配合比和密實性。
澆筑前要抽干孔內(nèi)積水,抽水的潛水泵要裝設(shè)逆流閥,保證提出水泵時,不致使抽水管中殘留水又流入樁孔內(nèi)。如果孔內(nèi)的水抽不干,提出水泵后,可用部分干拌混凝土混合料或干水泥鋪入孔底,然后再澆筑混凝土。
地下水量不大時,可選用潛水泵抽水,邊抽水邊開挖,成孔后及時澆筑相應(yīng)段的混凝土護壁,然后繼續(xù)下一段的施工。水量較大時,當(dāng)用施工孔自身水泵抽水,也不易開挖時,應(yīng)從施工順序考慮,采取對周圍樁孔同時開挖、同時抽水,以減少開挖孔內(nèi)的涌水量,并采取交替循環(huán)施工的方法,組織安排合理,能達(dá)到很好的效果。處理這類問題最有效的方法是截斷水源,封閉水路。樁孔較淺時,可用板樁封閉;樁孔較深時,用鉆孔壓力灌漿形成帷幕擋水,以保證在正常抽水時,達(dá)到正常開挖。
(1)流砂情況較輕時。
有效的方法是縮短這一循環(huán)的開挖深度,將正常的1m左右一段,縮短為0.5m,以減少挖層孔壁的暴露時間,及時進行護壁混凝土灌注。當(dāng)孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成樁孔時,可用紡織袋土逐漸堆堵,形成樁孔的外壁,并控制保證內(nèi)壁滿足設(shè)計要求。
(2)流砂情況較嚴(yán)重時。
常用的辦法是下鋼套筒,鋼套筒與護壁用的鋼膜板相似,以孔外徑為直徑,可分成4~6段圓弧,再加上適當(dāng)?shù)睦邨l,相互用螺栓或鋼筋環(huán)扣連接,在開挖0.5m左右,即可分片將套筒裝入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土護壁外側(cè)不小于0.5m,裝后即支模澆注護壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采取突出挖出后即用混凝土封閉孔底的方法,待混凝土凝結(jié)后,將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。
在遇到淤泥質(zhì)土層等軟弱土層時,一般可用木方、木板模板等支擋,并要縮短這一段的開挖深度,并及時澆筑混凝土護壁,這次支擋的木方、板要沿周邊打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已澆好的混凝土護壁后面,可斜向放置,雙排布置互相反向交叉,能達(dá)到很好的支擋效果。
孔底挖孔作業(yè)人員始終處在吊物下面作業(yè),孔底空間有限,極易受到物體打擊;挖孔作業(yè)人員上下樁孔容易失穩(wěn)發(fā)生墜落。
人工挖孔灌注樁直徑一般在1.2m以上,深度在10~20m左右??捎龅綗o地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土、含少量的砂、砂卵石、姜結(jié)石的粘土層、黃土層,也會遇到地下水位較高、涌水量大的沖擊地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層。挖孔過程中有時會突然出現(xiàn)涌水和涌泥。隨著孔深的增加還會出現(xiàn)缺氧或嚴(yán)重缺氧,有時還會遇到致命的有毒有害氣體。
施工提升機具包括:1~2 t卷揚機配三木塔或1 t以上的單軌鏈條式電動葫蘆配提升金屬架與軌道,活底吊桶。挖孔工具包括:短柄鐵鍬、鎬、錘、釬、風(fēng)鎬。為滿足安全用電要求,還應(yīng)配有36 V低壓變壓器。樁孔深度超過5m,或孔內(nèi)空氣含氧量不足時要配鼓風(fēng)機、輸風(fēng)管,有地下水還應(yīng)配潛水泵及膠皮軟管等。施工企業(yè)本身技術(shù)隊伍質(zhì)量就不穩(wěn)定,又層層轉(zhuǎn)包,挖孔樁多是農(nóng)民工,又未必受到必要的安全技術(shù)培訓(xùn)。
挖孔樁進入巖石層的時候單純使用風(fēng)鎬,開挖速度非常的緩慢。一般需要使用爆破開挖,設(shè)計到危險品要格外注意。嚴(yán)格堅持爆破工持證上崗制度,嚴(yán)禁非專業(yè)人員使用炸藥。做好火工品的發(fā)放、回收工作。防止出現(xiàn)火工品以外流失,給社會造成不必要的危險。
做好挖孔樁的井口的覆蓋,可以使用直徑比較大鋼筋的廢料加工成鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)眼一般可以為10cm。爆破的時候網(wǎng)片周圍用比較的石頭壓住。防止爆破生產(chǎn)的較大的飛石對施工人員和周圍的房屋造成破壞。
挖孔樁施工是典型的勞動密集型施工方法,施工作業(yè)的條件差、勞動強度高、危險性高。但對于目前我國經(jīng)濟不夠發(fā)達(dá)的經(jīng)濟狀況,這種施工方法還將持續(xù)很多年。尤其是在地形條件復(fù)雜的山區(qū),其特有的大承載力優(yōu)勢得到了許多設(shè)計、施工單位的認(rèn)可,通過對在大別山區(qū)采用人工挖孔樁基礎(chǔ)的工程實踐中,積累了經(jīng)驗,處理了一些特殊的問題,取得了較好的效果。
[1] 唐泳.簡析人工挖孔樁施工技術(shù)和安全問題[J].科技經(jīng)濟市場,2007,(1).
[2] 張衛(wèi)慶.復(fù)雜地質(zhì)條件下的人工挖孔樁施工技術(shù)[J].山西交通科技,2006,(2).