程劍春

中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司

1 工程概況

新建黔江至張家界至常德鐵路（代建段）站前1標(biāo)，正線長(zhǎng)度10.41km。其中本標(biāo)段橋梁共6224.47 延長(zhǎng)米/8 座，其中復(fù)雜雙線特大橋1569.14 延長(zhǎng)米/1 座，一般單線特大橋2110.8 延長(zhǎng)米，一般雙線特大橋1743.53延長(zhǎng)米/2座，其余大橋中橋共5座，共有1314根樁基。鐵爐堡特大橋橋址位于重慶市黔江區(qū)正陽鄉(xiāng)團(tuán)結(jié)村附近，本段屬于四川盆地中山區(qū)，沿線第四系至元古界地層均有出露，粘性土，淤泥土、砂類土、泥巖、灰?guī)r分布。沿線區(qū)域范圍發(fā)育不良地質(zhì)類型主要有順層、褶皺；裂隙、巖溶、煤窯采空區(qū)、老窖積水等。沿線的特殊性巖土主要為軟土（松軟土）、膨脹巖、人工棄土。

本文所探討的施工地段在鐵爐堡特大橋雙線38#墩至41#墩，此處墩臺(tái)位于一個(gè)魚塘里面，連接兩座大山，不僅樁基深度大，墩柱高度更是超過了60m，因此對(duì)工期要求非常高。經(jīng)過前期的地質(zhì)勘察，這個(gè)魚塘水深為1.5m左右，因常年淤積，淤泥厚度約8m左右，且淤泥呈流塑性。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 機(jī)具選擇

一般的轉(zhuǎn)盤和沖擊鉆機(jī)設(shè)備老舊，存在轉(zhuǎn)移孔位繁瑣、施工效率低下等缺點(diǎn)，施工過程中需要泥漿護(hù)壁，泥漿的使用對(duì)環(huán)境污染大，且容易發(fā)生塌孔、縮頸等質(zhì)量通?。恍阢@機(jī)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，履帶式的裝備移位靈活方便，成孔效率高、質(zhì)量有保障，根據(jù)對(duì)圖紙中該地區(qū)地質(zhì)條件的分析，可以采用干鉆法施工，省去泥漿施工環(huán)節(jié)，對(duì)環(huán)境污染小。

本標(biāo)段全線共有樁基1314根，由于工期緊任務(wù)重，對(duì)樁基的施工工期和質(zhì)量要求都非常高。經(jīng)過對(duì)各類指標(biāo)的對(duì)比，旋挖鉆機(jī)除了對(duì)施工場(chǎng)地承載力要求較高外，其余各項(xiàng)要求都符合工程需要，因此在施工中采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工。

2.2 場(chǎng)地處理

鐵路工程中的樁基基礎(chǔ)一般采用群樁形式，而該區(qū)域四個(gè)墩臺(tái)都位于魚塘當(dāng)中，要想給旋挖鉆機(jī)提供施工平臺(tái)，需要在紅線范圍內(nèi)對(duì)墩臺(tái)周邊進(jìn)行拋石擠淤，改變軟基承載力滿足鉆機(jī)施工。用于擠淤的渣石粒徑不宜過大，大的石頭容易造成鉆機(jī)鉆頭偏位，既影響施工效率又不能保證樁基質(zhì)量。沿紅線邊臨時(shí)租用土地，填筑一條寬5m 的施工便道貫通魚塘，然后對(duì)墩臺(tái)底進(jìn)行2m～3m厚的渣石填筑，施工平臺(tái)比橫橋方向到紅線邊，縱橋方向比承臺(tái)寬5m～8m，方便后期其他施工設(shè)備施工站位。

3 施工過程

3.1 工藝

魚塘內(nèi)四個(gè)墩臺(tái)，每個(gè)墩臺(tái)11 根樁，共計(jì)樁基44 根，樁徑1.5m，平均樁長(zhǎng)30m，根據(jù)計(jì)劃工期，需要在50天內(nèi)完成該任務(wù)，而旋挖鉆機(jī)的功效可以達(dá)到每天一根，完全滿足工期要求。

鉆機(jī)就位后，首先埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒采用直徑1.8m 長(zhǎng)6m 的鋼護(hù)筒，埋設(shè)中心與樁基中心重合，并外露出施工地面30cm，然后開始干鉆施工。鉆至設(shè)計(jì)深度后，復(fù)核樁孔深度，合格后利用自制檢孔器檢孔，達(dá)到要求開始下鋼筋籠，最后安裝導(dǎo)管澆筑混凝土。

3.2 施工中遇到的問題

施工第一根樁時(shí)，鉆機(jī)遇到了難題，鉆桿鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度6m以上時(shí)，出現(xiàn)了嚴(yán)重的塌孔，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，采取了利用回填土填充塌腔，重新鉆進(jìn)的方法進(jìn)行補(bǔ)救，但經(jīng)過多次嘗試，依舊出現(xiàn)塌孔情況，效果不理想。另一方面，多次的回填和鉆進(jìn)需要挖機(jī)和裝載機(jī)的配合，機(jī)械的運(yùn)行對(duì)護(hù)筒造成擠壓，護(hù)筒位置有了一定程度的偏移，樁孔的位置得不到保證，會(huì)導(dǎo)致樁基偏心和樁孔傾斜[2]。施工一時(shí)陷入瓶頸，急需有效而快速的方法解決當(dāng)前難題。

3.3 分析原因

每次提鉆時(shí)，土體被鉆頭挖走，由于淤泥的流塑性，造成孔底塌陷，塌孔的原因是護(hù)筒長(zhǎng)度過短，沒有穿過魚塘底淤泥層，應(yīng)該直接將護(hù)筒跟進(jìn)至相對(duì)穩(wěn)定的土層。

施工平臺(tái)的形成是采用拋石擠淤的方式，考慮到施工成本和工期，只是對(duì)魚塘2m～3m深度進(jìn)行處理，滿足旋挖鉆機(jī)的基本施工要求，土體的不穩(wěn)定導(dǎo)致護(hù)筒位置無法準(zhǔn)確定位。

3.4 提出解決方案

經(jīng)過計(jì)算，魚塘水深加上淤泥厚度達(dá)到9.5m，將護(hù)筒長(zhǎng)度加長(zhǎng)到12m，塌孔的問題得到了有效的解決，但樁基偏位問題依舊存在。

針對(duì)土體不穩(wěn)定的情況，首先提出對(duì)魚塘8m深度的淤泥進(jìn)行換填處理的方案，經(jīng)過計(jì)算，每個(gè)承臺(tái)的平面尺寸為14.5m×10.5m，加上富裕寬度，平臺(tái)的面積為20m×15m，換填的深度為8m，每個(gè)施工平臺(tái)的設(shè)計(jì)方量為1500m3，總共要增加近6000m3的工程量。如果對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了處理，施工土體得到很大的改良，樁基偏位問題迎刃而解。首先對(duì)淤泥進(jìn)行開挖外運(yùn)，然后用宕渣進(jìn)行回填。開挖回填方量為6000m3，單價(jià)32 元/m3（含挖、運(yùn)、回填），增加費(fèi)用6000m3×32元/m3=19.2萬元，整個(gè)處理過程在不考慮天氣影響的情況下，預(yù)計(jì)需要十天才能完成。成本大量增加，延誤計(jì)劃工期，造成旋挖鉆機(jī)和人員窩工，因此換填平臺(tái)的方案不可行，施工再次陷入停滯。

經(jīng)過對(duì)相關(guān)資料的查閱以及討論，決定采用方案二，在原有的平臺(tái)上采用雙護(hù)筒的施工工藝。雙護(hù)筒顧名思義是采用兩個(gè)護(hù)筒，即利用直徑不同的兩個(gè)護(hù)筒套用，內(nèi)護(hù)筒長(zhǎng)12m，直徑1.8m，直接跟進(jìn)進(jìn)入穩(wěn)定土層，防止塌孔和保證樁基的直徑；外護(hù)筒長(zhǎng)6m，直徑2.2m，對(duì)內(nèi)護(hù)筒形成有效的保護(hù)，消除了機(jī)械的擠壓對(duì)內(nèi)護(hù)筒的干擾，保證樁基位置準(zhǔn)確，避免樁孔傾斜。在施工中先埋設(shè)外護(hù)筒，外護(hù)筒埋設(shè)至6m 深度后，再重新確定樁中心，埋設(shè)內(nèi)護(hù)筒。確定了方案，立即加工材料并開始施工試驗(yàn)，選取三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行試鉆，每次鉆進(jìn)深度均超過淤泥層厚度。此方案只需要增加3 個(gè)6m 長(zhǎng)，直徑2.2m 的鋼護(hù)筒(鋼護(hù)筒可循環(huán)利用)，護(hù)筒的材料費(fèi)和加工費(fèi)3萬元，不僅有效的解決了施工中存在的問題，還不影響現(xiàn)場(chǎng)施工，保證了計(jì)劃工期如期兌現(xiàn)。

4 試驗(yàn)及質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果

對(duì)選取的3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)內(nèi)外護(hù)筒中心與孔位中心偏差進(jìn)行量測(cè)對(duì)比，若采用單護(hù)筒施工工藝，孔位中心偏差不滿足規(guī)范要求，采用雙護(hù)筒施工工藝，孔位中心偏差滿足規(guī)范要求。由于內(nèi)護(hù)筒跟進(jìn)深度超過了淤泥層深度，樁基塌孔現(xiàn)象得到了有效解決。因此，采用雙護(hù)筒施工工藝，根據(jù)淤泥層深度合理設(shè)計(jì)內(nèi)外護(hù)筒長(zhǎng)度，樁基塌孔和偏位問題得到了徹底的解決。

采用低應(yīng)變反射波法對(duì)鐵爐堡特大橋雙線38#墩至41#墩共計(jì)44根樁基進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1。

表1 低應(yīng)變反射波法檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

從表1得出：采用雙護(hù)筒施工工藝，樁身完整性滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，可以用于指導(dǎo)深淤泥軟基地段鉆孔灌注樁施工。

5 結(jié)束語

隨著國(guó)家的日益強(qiáng)大，老百姓對(duì)出行要求日益增高，交通基礎(chǔ)建設(shè)的數(shù)量和范圍必將擴(kuò)展，樁基施工的地域越來越廣，面臨的施工地質(zhì)難度也越來越大，傳統(tǒng)的機(jī)械和工藝已不能滿足施工要求，這就需要在施工過程中不斷的積累和創(chuàng)新，保證基礎(chǔ)建設(shè)又快又好的完成。

本文提到的樁基雙護(hù)筒施工工藝，根據(jù)淤泥層深度合理設(shè)計(jì)內(nèi)外護(hù)筒長(zhǎng)度，可以有效地解決深淤泥軟基地段鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的樁基塌孔及偏位問題。該工藝可以指導(dǎo)深淤泥軟基地段鉆孔灌注樁施工。