■彭文勇 趙云峰 李國(guó)亮 袁繼東

(1.浙江工程管理有限公司，杭州 310006；2.中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司，重慶 401121)

由于超厚淤泥層處于流塑狀態(tài)，護(hù)筒受側(cè)向力作用后易發(fā)生整體位移，超厚淤泥層鉆孔灌注樁施工很容易造成樁位偏差大大超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，某橋梁20根鉆孔灌注樁樁位只有6根偏差在70mm以內(nèi)，不能滿足設(shè)計(jì)要求。因此超厚淤泥層鉆孔灌注樁樁位控制技術(shù)研究對(duì)保證橋梁工程鉆孔灌注樁質(zhì)量具有十分重要意義。

1 工程概況

蒼南縣龍港新城巴曹大橋工程項(xiàng)目位于鰲江口，主要內(nèi)容包括主橋(Pm18～Pm21)、陸上段引橋(Pm1～Pm17)、海上段引橋(Pm22～Pm40)及Ps1、Ps2匝道。主線橋梁全長(zhǎng)1799.74m，兩對(duì)匝道全長(zhǎng)513.97m。橋樁基處于沖海積平原亞區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)從上往下依次為39～45m厚的淤泥，45m～50m厚的粘土層，5～15m厚的粉砂層，粉砂層下部均為黏土層。由于淤泥層厚度為39～45m，淤泥層處流塑狀態(tài)，地基承載力43～48kPa，受側(cè)向力作用后易發(fā)生整體位移。樁基施工要求鋼護(hù)筒穿透所有淤泥層并進(jìn)入下臥層2m以上，淤泥層下部的粉砂層易造成塌孔、縮孔事故。這種特殊地質(zhì)情況造就樁基施工極為困難，對(duì)于樁基的樁位的精度控制也極為復(fù)雜。

2 引起鉆孔灌注樁樁位偏差因素分析

對(duì)鉆孔灌注樁樁位影響比較大的因素有：測(cè)量人員的技術(shù)、測(cè)量設(shè)備的精度、樁機(jī)的完好程度、樁機(jī)平臺(tái)的穩(wěn)定性、護(hù)筒的剛度、護(hù)筒就位的準(zhǔn)確性。在保證人員設(shè)備符合施工規(guī)范要求的前提下，樁機(jī)平臺(tái)的穩(wěn)定性、護(hù)筒就位的準(zhǔn)確性、護(hù)筒的剛度成為影響超厚淤泥層鉆孔灌注樁樁位偏差的主要因素。

(1)樁機(jī)平臺(tái)的穩(wěn)定性

施工區(qū)域位于蒼南龍港新城江南圍墾地區(qū)，圍墾區(qū)為2013年新吹填的灘涂區(qū)，吹填采用吹海泥造地，海泥流動(dòng)性大、沉降量大，整體穩(wěn)定性差。吹填區(qū)域表層經(jīng)過了簡(jiǎn)單處理，承載力小，地表沉降還在沉降期內(nèi)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和周邊可利用填筑材料情況，采用宕渣進(jìn)行施工平臺(tái)填筑，填筑尺寸為15m×15m，護(hù)筒位置填筑海沙，確保鋼護(hù)筒能夠插打。為了觀測(cè)宕渣填筑施工平臺(tái)的位移，在填筑施工平臺(tái)及施工平臺(tái)周邊吹填區(qū)域設(shè)置沉降及位移觀測(cè)樁。

表1 施工平臺(tái)擺動(dòng)情況測(cè)量數(shù)據(jù)表

施工平臺(tái)主要材料為宕渣，填筑在吹填土上，由于地質(zhì)條件差宕渣平臺(tái)位移大，沉降大，表1表明在宕渣鋪筑的地基上直接搭建施工平臺(tái)，極易產(chǎn)生移動(dòng)及沉降。

(2)鋼護(hù)筒就位的準(zhǔn)確性

根據(jù)地質(zhì)勘探資料，所處地層結(jié)構(gòu)從上往下依次為39～45m厚的淤泥，2015年9月對(duì)5節(jié)鋼護(hù)筒進(jìn)行了插打試驗(yàn)：

表2 鋼護(hù)筒入水后垂直度檢查記錄

鋼護(hù)筒插打時(shí)，由于在淤泥層中受力不均勻，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證表明鋼護(hù)筒偏移較多，無法保證鋼護(hù)筒在下沉過程中的垂直度控制。

(3)鋼護(hù)筒的剛度

鉆孔灌注樁所處位置為39～45m厚的淤泥，鋼護(hù)筒要求貫穿淤泥層往下2m。淤泥產(chǎn)生的側(cè)向土壓力較大，鋼護(hù)筒受外力作用大，剛度不夠容易變形。一般鋼護(hù)筒板厚12mm，根據(jù)計(jì)算，參考國(guó)內(nèi)同類工程經(jīng)驗(yàn)，12mm厚鋼護(hù)筒在振動(dòng)下沉過程中會(huì)發(fā)生底口擠扁變形，會(huì)影響鋼護(hù)筒就位精度。

3 技術(shù)措施

(1)減小施工平臺(tái)的不穩(wěn)定性

宕渣施工平臺(tái)自身具有不穩(wěn)定性，再加上淤泥受外力后產(chǎn)生位移，使得原施工平臺(tái)穩(wěn)定性差，容易沉降和偏位，現(xiàn)在在原有平臺(tái)上鋪設(shè)大塊鋼模板，使得平臺(tái)整體性好，淤泥局部沉降對(duì)平臺(tái)影響較小，平臺(tái)穩(wěn)定性增加。

表3 宕渣平臺(tái)鋪設(shè)大塊鋼模板前后擺動(dòng)情況對(duì)比表

(2)利用“增重法”保證鋼護(hù)筒入淤泥的垂直度

為保證鋼護(hù)筒進(jìn)入淤泥層后的垂直度，在進(jìn)入淤泥層后，根據(jù)計(jì)算淤泥層的粘附力、偏移力，依次增加每節(jié)鋼護(hù)筒的下放配重，采用頂端“增重法”增大鋼護(hù)筒下放的沖擊力，在增大慣性的作用下確保鋼護(hù)筒下放過程中垂直度的控制。使用“增重法”下放鋼護(hù)筒后，鋼護(hù)筒進(jìn)入淤泥層后的垂直度均已滿足設(shè)計(jì)要求和允許誤差范圍，符合鋼護(hù)筒下放對(duì)垂直度的要求(＜1%L)。

表4 實(shí)施后鋼護(hù)筒入淤泥層垂直度偏差統(tǒng)計(jì)表

(3)增大鋼護(hù)筒壁壁厚

由于δ12mm壁厚的鋼護(hù)筒無法滿足施工需要，通過計(jì)算決定鋼護(hù)筒選用δ16mm的壁厚鋼護(hù)筒，防止下沉?xí)r鋼護(hù)筒被淤泥層側(cè)向力擠扁，同時(shí)在刃口處1m范圍補(bǔ)焊鋼板，來保證刃口處有足夠的切削力。

施工結(jié)果表明，板厚的改變是正確的，鋼護(hù)筒跟進(jìn)到了基巖頂面，沒有發(fā)生過大的變形及位移，保證了鋼護(hù)筒的就位精度。

表5 已入淤泥層的6節(jié)鋼護(hù)筒變形量

4 施工結(jié)果

(1)施工結(jié)果表明，通過在原有平臺(tái)上鋪設(shè)大塊鋼模板、利用“增重法”保證鋼護(hù)筒入淤泥的垂直度、增大鋼護(hù)筒壁壁厚能夠保證鉆孔灌注樁樁位滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

表6 樁位偏差

(2)比計(jì)劃工期提前19天完成，為承臺(tái)、墩身贏得了寶貴時(shí)間；節(jié)約機(jī)械使用費(fèi)：0.26萬元×19天=4.9萬元，節(jié)約人工費(fèi)用：0.2萬元×19天=3.8萬元，共計(jì)節(jié)約費(fèi)用：4.9+3.8=8.7萬元。