胡文青

摘 要：橋梁工程中樁基的功能是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳至地下較深的密實(shí)或低壓縮性的土層/巖層中，以滿足承載力和沉降的要求，樁基質(zhì)量直接影響橋梁的整體質(zhì)量與使用安全，在整個橋梁施工中極其重要。本文結(jié)合治理深圳河第四期工程羅芳耕作橋重配工程沖孔灌注樁施工實(shí)際，闡述沖孔灌注樁施工過程的步驟、質(zhì)量控制措施， 最后，還對施工過程中可能出現(xiàn)意外情況提出了相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：深圳河治理工程 橋梁 沖孔灌注樁 施工

1.工程概況

深圳河是深圳市與香港特別行政區(qū)的界河，也是深圳市最重要的排洪入海河流，全長37km，流域面積312.5km2。為解除深圳河沿線及周邊地區(qū)洪水威脅，提高深圳河防洪能力，深港兩地政府于1995-2007年間完成了三期工程的治理，全長13.67km。2013年8月開始實(shí)施第四期工程即平原河口至擬建蓮塘口岸上游620m段的河道治理，總長約4.4km，至2016年12月底已完成深圳河第四期工程下游河段1.94 km的治理。

治理深圳河第四期工程主要建設(shè)內(nèi)容包括河道工程、堤岸工程、滯洪區(qū)建設(shè)、羅芳耕作橋重配工程、深方截污工程、堤岸覆綠工程、邊防巡邏路及保安圍網(wǎng)重配工程等。本文主要研究治理深圳河第四期工程新建羅芳耕作橋工程的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，羅芳耕作橋工為簡支梁3跨結(jié)構(gòu)，橋跨為9.85+12.35+11.10m，橋長40m，橋?qū)?m，采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)。

2.場地工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件

2.1地形地貌特征

本工程區(qū)屬深圳市南部低山丘陵地貌，河曲發(fā)育，河床淺窄，坡降平緩，兩岸以沖積階地、漫灘、河曲等地貌為主。深圳一側(cè)建筑物較多，原始地形變化較大，港方一側(cè)原始地形保留較完整。

2.2地層巖性

2.3水文地質(zhì)條件

場地地下水主要賦存于沖洪積的層砂中，含水、透水性較強(qiáng)，地下水與河水聯(lián)系密切，屬潛水類型，勘察期間測得鉆孔穩(wěn)定水位埋深0.2-3.5m之間，地下水位標(biāo)高在3.30米至4.02米之間。

3.樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

羅芳耕作橋重配工程橋樁基為鋼筋混凝土灌注樁，樁徑1200mm，全橋共12根，采用C40混凝土。橋臺位置布置3根樁，三角布樁，共6根，設(shè)計(jì)樁長35.15m，主筋采用雙層共40根Φ32鋼筋，箍筋采用Φ12@250鋼筋；橋墩位置布置3根樁，三角布樁，共6根，設(shè)計(jì)樁長35.15m，主筋采用20根Φ32鋼筋，箍筋采用Φ12@250鋼筋。

為進(jìn)一步確定灌注樁樁位的地質(zhì)情況，施工前進(jìn)行了逐樁補(bǔ)充地質(zhì)勘查。經(jīng)勘察，施工區(qū)基巖為千枚巖，在高程-27.5m附近出露，巖性良好，可作為樁基的持力層。根據(jù)灌注樁樁位的補(bǔ)充地質(zhì)勘查結(jié)果，參建各方研究確定灌注樁終孔深度需入微風(fēng)化巖層1.0m，各灌注樁終孔高程根據(jù)補(bǔ)勘成果以進(jìn)入微風(fēng)化巖層1.0m為準(zhǔn)，實(shí)際樁長26.65～36.65m。根據(jù)地質(zhì)條件和考慮工期，本工程樁基全部采用沖擊鉆成孔，泥漿護(hù)壁，孔口埋設(shè)鋼護(hù)筒，清孔采取二次清孔方案。

為核對地質(zhì)資料、檢驗(yàn)設(shè)備、工藝及施工技術(shù)要求是否適宜，樁在施工前，首先在3#橋臺的P12樁位進(jìn)行試成孔，證實(shí)施工工藝的可行性。

3.1施工工藝

測量放線定位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→注泥漿清孔→成孔檢查→鋼筋籠吊放駁接→插入砼導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下砼→拔導(dǎo)管→孔口處理→基樁檢測。

3.2灌注樁施工方法

（1）測量放樣，采用全站儀通過測量基線控制確定橋樁及橋軸線的位置。

（2）設(shè)置泥漿池和沉淀池，泥漿采用膨潤土制配。

（3）鋼護(hù)筒用δ=5mm的鋼板卷焊而成，內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm，埋入深度不小于1.0m，護(hù)筒頂高出地面0.3m和高出地下水位2.0m以上，以保證筒內(nèi)泥漿水頭、護(hù)筒頂部開設(shè)1～2溢漿口。埋設(shè)鋼護(hù)筒以十字交叉線控制護(hù)筒埋設(shè)位置，使護(hù)筒中心及樁位中收重合一致。用粘土在護(hù)筒外周填實(shí)，保證護(hù)筒的穩(wěn)定及護(hù)筒底不漏泥漿，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差控制在30mm以內(nèi)。

（4）成孔

鉆機(jī)就位前，將孔位場地填筑平整好，以便安裝鉆機(jī)。鉆機(jī)平臺要平整、牢固。為使底座和頂端平穩(wěn)，采用枕木作鉆機(jī)機(jī)座，保證鉆機(jī)在鉆進(jìn)施工時不產(chǎn)生傾斜和沉陷，保持鉆盤水平和鉆桿的垂直，鉆頭及鉆桿中心對準(zhǔn)樁位中心。鉆頭采用吊錘定位，垂直度采用鉆機(jī)自動測定，并通過線錐或全站儀校核。本橋0#橋臺、1#、2#橋墩位于河道中，鉆孔平臺采用筑島法，筑島泥砂在河道中就近挖取，填土外部按1：1.5放坡采取土工布覆蓋及砂土編織袋壓實(shí)措施，以防沖刷。

鉆孔采用泥漿護(hù)壁，開孔前投入粘土注水，以小沖程反復(fù)沖擊，鉆孔泥漿液面應(yīng)至少高出外部地下河水位2m以上，保持一定的水頭壓力，并低于護(hù)筒頂面0.3m，防止泥漿溢出，掏渣后及時補(bǔ)水。開始鉆孔時，應(yīng)以小沖程鉆孔，以保證孔的位置正確，防止偏斜。在鉆孔過程中，鉆具升降速度不宜過快，并均勻放松鋼絲繩長度。

在鉆進(jìn)過程中，進(jìn)尺的速率根據(jù)土質(zhì)情況加以控制，專人經(jīng)常檢查鉆孔泥漿比重，定期測定粘率，含砂率、膠體率和穩(wěn)定性。在粘性土及含砂率小的泥巖中，宜用中等轉(zhuǎn)速稀泥漿鉆進(jìn)。在砂性土及含砂率高的易塌孔土層中，宜用低轉(zhuǎn)速、大泵量、稠泥漿鉆進(jìn)。在成孔進(jìn)過程中，勤于觀察，防止坍孔、偏位、擴(kuò)孔、縮孔和漏漿等事故發(fā)生。

鉆進(jìn)成孔施工中，做好鉆孔記錄，其內(nèi)容包括孔位、孔口高程、開鉆時間、鉆進(jìn)速度、計(jì)鉆進(jìn)深度、泥漿比重及鉆桿時間及長度；同時隨時抽取鉆渣，觀察土、巖層的變化，做好記錄，以便與地質(zhì)剖面圖對照核對。鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進(jìn)行，不能中途停鉆，確需停鉆將鉆頭提至孔外，并保持孔內(nèi)水頭及泥漿稠度。

（5）清孔

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔標(biāo)高時，對孔深、孔位和孔形進(jìn)行檢查，合格后報(bào)工程主任經(jīng)查驗(yàn)通過后即進(jìn)行清孔。清孔時應(yīng)保持孔內(nèi)水頭號高度，孔內(nèi)水位保持在地下水位以上2m，防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度小于5cm，從孔底置換出的泥漿比重小于1.15～1.25時為合格。

（6）鋼筋籠制安

①鋼筋籠制作

鋼筋進(jìn)場后立即取樣送檢，材驗(yàn)合格后方能組織工人加工。根據(jù)補(bǔ)充鉆孔，鉆孔灌注樁實(shí)際樁長為26.65～36.65m，鋼筋籠按樁長分兩節(jié)或三節(jié)加工制作，鋼筋籠的主筋和箍筋之間采用電弧焊焊牢。鋼筋籠自上而下以2m間距設(shè)鋼筋保護(hù)層墊塊，保證澆筑樁的保護(hù)層厚度。將制作好的鋼筋籠穩(wěn)固放置在平整地面上，防止變形，并掛牌標(biāo)明鋼筋籠的長度及對應(yīng)的樁號。

②鋼筋籠安裝

第一，起吊鋼筋籠采用扁擔(dān)起吊法，起吊點(diǎn)在鋼筋籠上部箍筋與主筋連接處，設(shè)置2～4個吊點(diǎn)且吊點(diǎn)對稱。

第二，下籠時由人工輔助對準(zhǔn)孔位，保持垂重、緩慢下沉，避免碰撞孔壁。

第三，下放過程中若遇到障礙應(yīng)立即停止，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高提猛放和強(qiáng)制下入。

第四，下放鋼筋籠時，嚴(yán)格控制籠頂標(biāo)高。下完第一節(jié)后用鋼管或型鋼橫穿固定，再用吊機(jī)吊住下一節(jié)進(jìn)行搭接。灌注樁的鋼筋連接方式應(yīng)依據(jù)合同要求，香港側(cè)采用綁扎搭接，搭接長度為40d；深圳側(cè)采用幫條單面焊搭接，搭接長度為10d，在焊接時注意兩節(jié)鋼筋籠的軸線一致。然后利用吊機(jī)起吊，把鋼筋籠吊放到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高位置。達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后四周固定四根吊桿，防止鋼筋籠下沉或澆筑混凝土?xí)r上浮。

第五，鋼筋籠下放到位定位牢固后應(yīng)及時清孔并進(jìn)行驗(yàn)收，同時做好水下砼灌注前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

（7）水下澆注混凝土

采用C40商品混凝土，由混凝土攪拌車運(yùn)送到現(xiàn)場，再通過混凝土輸送泵泵送灌注。采用內(nèi)徑20cm鋼導(dǎo)管，導(dǎo)管使用前作水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，水密試驗(yàn)的水壓為孔內(nèi)水深的1.3倍壓力；確保導(dǎo)管在澆灌過程中的高壓狀態(tài)下不滲水。

首批砼的灌注量必須保證導(dǎo)管初次埋深不小于1m和填充導(dǎo)管底部的要求。初灌混凝土?xí)r，導(dǎo)管提離孔底30～40mm，灌入初灌混凝土后檢查溢漿情況，有無串漿漏水，一切正常即可連續(xù)進(jìn)行水下灌注。灌注過程連續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)管埋深控制在2～6m范圍內(nèi)；并常檢查測量孔內(nèi)混凝土面高程，并與灌注的混凝土數(shù)量校對，以控制導(dǎo)管的提升速度和高度，避免導(dǎo)管埋管深度超出規(guī)范要求，造成斷樁等質(zhì)量事故?；炷凉嘧⒅粮哂谠O(shè)計(jì)樁頂0.5～1.0m，以保證鑿除樁頂浮渣后樁頭的砼質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

（8）灌注效果的檢驗(yàn)

灌注樁施工過程中做好對孔位、孔口高程、孔位坐標(biāo)的復(fù)查，對沖孔、清孔、鋼筋籠的制作及安裝、水下砼澆注等記錄的復(fù)查；并按規(guī)范要求對混凝土進(jìn)行性能檢測和進(jìn)行28天抗壓強(qiáng)度試件取樣。

當(dāng)灌注樁砼28天齡期滿后，對所有灌注樁進(jìn)行抽芯試驗(yàn)及超聲波檢測以檢驗(yàn)灌注樁的質(zhì)量，試驗(yàn)檢測結(jié)果均符合規(guī)范要求。

經(jīng)試驗(yàn)檢測結(jié)果，砼抗壓強(qiáng)度保證率為99.5%，基樁完成性判定9根屬I類樁，3根屬II類樁，符合合同及相關(guān)規(guī)范要求。

3.3樁柱工程質(zhì)量保證措施

（1）砼灌注樁施工質(zhì)量控制重點(diǎn)是成孔、護(hù)壁、清渣、鋼筋籠制作及安裝、混凝土水下灌注筑等工序。清渣、檢查入巖深度、鋼筋籠制作及安裝工序完成后均須經(jīng)隱蔽工程驗(yàn)收，只有驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行下道工序施工。

（2）灌注樁施工過程中密切留意地質(zhì)情況的變化和監(jiān)測，并采取相應(yīng)的預(yù)防和調(diào)整措施，防止塌孔質(zhì)量事故的發(fā)生。

灌注樁施工時應(yīng)注意如下具體施工細(xì)節(jié)：

①成孔設(shè)備就位后應(yīng)平正、穩(wěn)固，成孔過程中應(yīng)通過成孔機(jī)械上的測斜糾偏裝置，隨時調(diào)整垂直度，保證壁面平滑，在成孔和吊放鋼筋籠等施工過程中，要注意對孔壁的保護(hù)，不讓重物碰撞。

②泥漿施工前應(yīng)做好配合比試驗(yàn)，泥漿的主要性能如密度、粘度、失水量及泥皮性質(zhì)等應(yīng)以專用儀器進(jìn)行測定，在施工過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、地質(zhì)情況的變化以及施工中泥漿性能的變化對泥漿加以調(diào)整。

③在施工過程中應(yīng)及時補(bǔ)漿，確保槽內(nèi)泥漿在安全范圍以上，同時應(yīng)防止地面水進(jìn)入孔內(nèi)和地下水位上升造成泥漿變質(zhì)或產(chǎn)生滲漏，從而影響孔隙穩(wěn)定。

（3）故障處理。

①遇有塌孔時，要仔細(xì)分析，查明原因和位置。塌孔不不嚴(yán)重時，可回填至塌孔位置以上，并采用改善泥漿性能，加高水頭、埋深護(hù)筒等措施繼續(xù)鉆進(jìn)。塌孔嚴(yán)重時，應(yīng)立即將沖孔全部用粘土回填，查明塌孔原因，采取相應(yīng)措施重鉆，塌孔部位不深時，可采用深埋護(hù)筒法，將護(hù)筒周圍用土填實(shí)，重新沖孔。

②遇有孔向偏斜、彎曲時，可以在偏斜處吊住鉆錐反復(fù)掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴(yán)重時，應(yīng)回填粘性土到偏斜處，待沉積密實(shí)后再鉆進(jìn)。在硬質(zhì)地層中出現(xiàn)斜孔時，應(yīng)回填片石沖平后再鉆進(jìn)。

③遇有擴(kuò)孔、縮孔時，應(yīng)采取防止塌孔和防止鉆錐擺動過大的措施，已發(fā)生縮孔時，采用外錐上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑。

④遇有鉆孔漏漿時，如護(hù)筒內(nèi)水頭不能保持，宜采取將護(hù)筒周圍回填筑實(shí)，增加護(hù)筒沉埋深，適當(dāng)減小水頭高度，或采取加稠泥漿，也可填入片石、碎卵石土，反復(fù)沖擊，以增強(qiáng)護(hù)壁。

⑤發(fā)生卡鉆或埋鉆事故后，應(yīng)查明原因，是否鉆渣過多、塌孔或底層上涌但均不能強(qiáng)提，只宜輕提。輕提不動時，可用小沖擊鉆錐沖擊或用沖吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動后再提出。

⑥掉鉆落物時，宜迅速用打撈工具打撈，若落體已被泥砂埋住，應(yīng)先清除泥砂后再打撈。

⑦在任何情況下，嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入沒有護(hù)筒或沒有其他防護(hù)設(shè)施的鉆孔中處理故障。當(dāng)必須下入護(hù)筒或其他防護(hù)設(shè)施的鉆孔時，應(yīng)采取防溺、防塌埋等安全設(shè)施后方可行動。

⑧灌注砼發(fā)生故障時，應(yīng)根據(jù)不同情況進(jìn)行分析和處理。當(dāng)首批砼灌注后導(dǎo)管進(jìn)水時，應(yīng)將已灌入的砼拌和物吸出，改正操作方法后重新灌注。導(dǎo)管堵塞時可用振搗器振動導(dǎo)管，無效時，應(yīng)及時將導(dǎo)管拔出，吸出已灌注砼，拔出鋼筋籠，重新清孔、吊裝鋼筋籠和灌注砼。

4.結(jié)語

橋梁樁基由于深埋于地表下的特殊性和隱蔽性，而且多數(shù)施工區(qū)域地下水位較高，樁基的質(zhì)量一直都較難控制，橋梁工程中樁基施工質(zhì)量極為關(guān)鍵。因此，施工前必須全面仔細(xì)研究各樁位的地質(zhì)情況，熟悉整個施工工藝流程，事先提出質(zhì)量控制措施，并在施工過程中嚴(yán)格遵守和執(zhí)行。本工程地質(zhì)補(bǔ)充勘察揭示：巖石風(fēng)化極不均勻，強(qiáng)風(fēng)化千枚巖中常夾中風(fēng)化千枚巖塊及厚度1.2-5.1m中風(fēng)化千枚巖夾層，施工過程中應(yīng)密切留意地質(zhì)情況的變化和鑒別，并采取相應(yīng)的預(yù)防孔斜和調(diào)整措施，防止塌孔。本工程根據(jù)地基持力層高程變化，及時調(diào)整鉆孔終孔高程，確保了樁基質(zhì)量。