摘要：文章以某橋梁橋樁基施工為例，結(jié)合對橋址區(qū)的水文、氣象以及地質(zhì)條件的綜合分析，指出了樁基施工過程中的主要施工難點，并提出了采用沖擊鉆方法穿越厚卵石層以及采用防腐蝕性的C35高性能海工混凝土灌注樁基的施工方案。實踐證明，沖擊鉆方法可高效穿越厚卵石層，并保障樁基的穩(wěn)定性，可為類似沖擊鉆穿越厚卵石層樁基施工提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：樁基施工;沖擊鉆;厚卵石層;應(yīng)用

0 引言

近年來，隨著橋梁工程的快速發(fā)展，跨江跨河橋梁越來越多，而樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量是決定成橋后橋梁整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵步驟[1]。沖擊鉆鉆孔樁技術(shù)因具有施工效率高、適用性強等特點，逐漸在橋梁樁基工程中得到廣泛應(yīng)用，但在實踐過程中受到多種因素的影響，仍然會出現(xiàn)卡鉆、塌孔以及斷樁現(xiàn)象，因此進(jìn)一步研究沖擊鉆技術(shù)對于提升樁基質(zhì)量具有重要意義[2]。

目前，國內(nèi)外對沖擊鉆施工技術(shù)展開了大量研究。劉崢[3]概述了在地質(zhì)復(fù)雜的巖溶區(qū)域采用沖擊鉆的施工技藝，在保證順利成孔且控制混凝土超方的同時，保證孔壁穩(wěn)定、孔樁垂直，防止出現(xiàn)卡鉆等現(xiàn)象。毛奎等[4]驗證了旋挖鉆配合沖擊鉆接力復(fù)合成孔施工技術(shù)可有效避免單一鉆孔工藝在不同地層施工的技術(shù)難題，能有效提高施工效率，縮短工期，降低施工風(fēng)險。 黎欣興等[5]介紹了橋梁基礎(chǔ)的施工方案及施工前的準(zhǔn)備工作和施工中可能出現(xiàn)事故的原因及處理措施，并針對當(dāng)施工處在巖溶地質(zhì)及流沙層地質(zhì)時應(yīng)注意的事項進(jìn)行了簡要論述。 錢華偉[6]證明了沖擊鉆能有效克服回旋鉆施工中的問題，為類似深水嵌巖樁沖擊鉆施工提供可借鑒的經(jīng)驗。沖擊鉆施工技術(shù)受地質(zhì)條件的影響較大，不同地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定差異性，以上主要是針對巖溶地質(zhì)、流沙層地質(zhì)以及深水嵌巖施工展開的研究，而關(guān)于含卵石層地質(zhì)的研究相對較少?；诖?，本文針對樁基施工中沖擊鉆穿越厚卵石層的施工難點、鉆孔步驟以及質(zhì)量控制等問題進(jìn)行了闡述，結(jié)合實際工程證明了沖擊鉆方法可高效穿越厚卵石層，并保障樁基的穩(wěn)定性。

1 工程概括

1.1 橋梁簡介

某大橋左橋中心樁號為K86+861.250，右橋中心樁號為K86+862.250，上部結(jié)構(gòu)采用先簡支后連續(xù)T梁，左[JP+1]橋全長536.5 m，右橋全長534.5 m，下部構(gòu)造采用柱式墩配樁基礎(chǔ)。左右橋1#～7#/10#～14#橋墩樁基礎(chǔ)直徑為1.8 m，其中左右橋4#～7#橋墩樁基礎(chǔ)位于溪流內(nèi)，左右橋8#～9#和濂坑臺橋墩樁基礎(chǔ)直徑為1.3 m，全橋共布置樁基108根?？绾佣?#～5#橋墩基礎(chǔ)及平臺縱斷面如圖1所示。

1.2 水文、地質(zhì)條件

橋梁跨越河流，河寬約80～100 m，水深約1～7 m（受潮汐影響）。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和鉆孔揭示，場地表層多分布有雜填土，第四系沖海積層，下伏基巖為燕山早期花崗巖及其風(fēng)化層，卵石層厚約20 m，雜色、中密、飽和，以碎石為主，含量約50%～60%，碎石粒徑在4～12 cm，母巖為凝灰熔巖，磨圓度差，呈棱角狀為主，強～中等風(fēng)化，其間由黏性土、砂、角礫充填。當(dāng)?shù)囟嗄昶骄鶜鉁貫?9.0 °C，最冷的月份1月份平均氣溫為9.8 °C，最熱的月份7月份平均氣溫為28.8 °C。多年平均降水量為2 038.6 mm，3～9月份為多雨季節(jié)，占年降水總量的80.2%，10月份到次年2月份為相對的干季，占年降水總量的19.8%。

2 施工方案

2.1 施工難點

根據(jù)對當(dāng)?shù)厮摹⒌刭|(zhì)條件的分析，以及結(jié)合《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011） 附錄K的判定，該橋在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時存在以下難點：

（1）主橋樁基礎(chǔ)最長施工長度達(dá)47 m，施工難度大，風(fēng)險較高，對鉆孔設(shè)備要求較高。

（2）鉆孔過程需穿越淤泥層和約20 m厚的卵石層，發(fā)生漏漿和塌孔幾率較高。

（3）3～9月份為多雨季節(jié)，降水量較大，樁基混凝土澆筑容易出現(xiàn)問題。

（4）地表水和地下水對混凝土均具有一定腐蝕性，影響樁基結(jié)構(gòu)強度。

2.2 施工設(shè)計

考慮到當(dāng)?shù)芈咽瘜虞^厚，且表面覆蓋淤泥層，為減小樁基礎(chǔ)施工過程中發(fā)生漏漿和塌孔的幾率，樁基施工采用沖擊鉆方法，選擇型號為CZ-30-1的沖擊鉆進(jìn)行成孔作業(yè)。在大橋的建設(shè)中，考慮到海水的弱腐蝕性，樁基采用C35海工高性能混凝土灌注，以確保混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命達(dá)到100年。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 場地整理

設(shè)置工作平臺和進(jìn)場通道，安裝設(shè)備及水電連接等。嚴(yán)格遵守文明施工管理要求，現(xiàn)場實行封閉管理。作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置工棚、安全設(shè)施、標(biāo)志、標(biāo)識牌等。

3.2 測量定位

根據(jù)設(shè)計圖提供的控制點，利用坐標(biāo)法放出樁位中心點，并測出地面及工作平臺標(biāo)高。樁位軸線設(shè)十字護(hù)樁進(jìn)行保護(hù)。通過使用全站儀進(jìn)行逐樁定位，經(jīng)正確評審后，報請監(jiān)理工程師檢查，護(hù)筒只能在報驗合格后才能埋設(shè)。樁位測量定位示意見圖2。

3.3 鋼護(hù)筒制造及埋設(shè)

護(hù)筒采用12 mm厚鋼板卷制而成，焊接必須堅實，不漏水。大橋的左右橋1#～7#/10#～14#橋墩樁基直徑為1.8 m，左右橋8#～9#和濂坑臺橋墩樁基直徑為1.3 m，鋼護(hù)筒內(nèi)徑大于樁徑20 cm。4#～7#橋墩基礎(chǔ)護(hù)筒外設(shè)鋼套箱輔助系梁、橋墩施工。鋼護(hù)筒的沉放精度需滿足如下要求：平面位置允許偏差為±5 cm，傾斜度為≤1/100 。

3.4 泥漿制備與排放

泥漿為自產(chǎn)，如果黏度和比重不符合要求，可以添加塑性指數(shù)>25的黏土。鉆孔時泥漿比重約為1.2左右，含砂率≤4%，黏度為16～22 Pa·s。在鉆孔時，泥漿要始終高于外部水位或地下水位。泥漿處理主要采取集中沉淀干燥后外運的方式。根據(jù)現(xiàn)場情況沿主線外邊每2排樁位間隔設(shè)置（6×6×1.5） m泥漿池。泥漿池滿后用挖掘機將干燥淤泥挖裝至自卸汽車上，自卸汽車帶蓋封閉，運輸車及時外運至指定排放點，途中不得有撒漏。

4 施工過程

4.1 鉆孔

鉆進(jìn)時應(yīng)先將泥漿灌注入孔內(nèi)，并根據(jù)土層情況確定泥漿的相對密度等指標(biāo)。如果孔內(nèi)有水，可以直接放入黏土，沖擊鉆可用小沖程來反復(fù)沖擊造漿。在開孔和整個鉆進(jìn)過程中，應(yīng)始終保持鉆孔內(nèi)水位高出地下水位（河中水位）1.5～2.0 m，應(yīng)低于護(hù)筒頂部0.3 m，以防止溢流。地下水位表面為護(hù)筒底部2～4 m，一般較松散，應(yīng)仔細(xì)施工。一般來說，細(xì)粒土層可用濃泥漿、小沖程和高頻率反復(fù)沖擊，使孔壁不塌不漏。開孔或鉆進(jìn)卵石夾土等疏散層時，可將黏土和小片石（粒徑≤15 cm）按1∶1投入，并以小沖程反復(fù)沖擊將泥膏和片石擠入孔壁，必要時重復(fù)回填重復(fù)沖擊2～3次。

4.2 一次清孔

鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后需經(jīng)建設(shè)單位、設(shè)計單位、勘察單位、監(jiān)理單位確認(rèn)后才能進(jìn)行清孔。當(dāng)泥漿指標(biāo)、沉渣厚度等均符合規(guī)范要求并報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，即可提鉆、移鉆，做好吊裝鋼筋籠及導(dǎo)管安裝的準(zhǔn)備。一次清孔偏差指標(biāo)見表1。

4.3 鋼筋籠制作及吊放

鋼筋加工及安裝應(yīng)嚴(yán)格按照《實施性施工組織設(shè)計》及《福建省普通公路施工標(biāo)準(zhǔn)化指南（橋梁）》等相關(guān)文件執(zhí)行并進(jìn)行細(xì)化，不能降低要求。鋼筋焊接施工前應(yīng)進(jìn)行可焊性試驗，機械連接接頭施工前應(yīng)進(jìn)行型式檢驗，合格后方可大面積施工。鋼筋籠的制作和吊放的允許偏差指標(biāo)見表2。

4.4 導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管放置前，施工技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)孔深事先制定導(dǎo)管的長度組合計劃，并逐節(jié)檢查是否有障礙物，管壁是否有孔洞，接口膠墊是否有破損等?；炷凉嘧?dǎo)管為300 mm、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長2.5 m的快速卡口導(dǎo)管，并配備2～3節(jié)1 m左右的短節(jié)。安裝前做強度試驗及水密性試驗，安裝過程中不得觸碰鋼筋籠，導(dǎo)管安裝完成后距孔底0.5 m，并進(jìn)行排氣。

4.5 二次清孔

安裝導(dǎo)管后再進(jìn)行一次深度測量。如沉渣厚度大于設(shè)計要求時（端承樁≤5 cm），需要進(jìn)行二次清孔。二次清孔完畢后測量孔深，并檢測泥漿指標(biāo)，當(dāng)沉渣厚度、泥漿指標(biāo)等均滿足規(guī)范要求并報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行混凝土灌注。

4.6 超聲波檢測管預(yù)埋

超聲波檢測管底部用鋼板封堵，接頭采用液壓連接，超聲波檢測管頂面高出樁頂標(biāo)高100 cm。檢測管應(yīng)灌水、密封，施工時注意不能將雜物落入檢測管中。按設(shè)計要求，大橋所有樁基均需設(shè)置超聲波檢測管。

4.7 水下混凝土施工

混凝土初灌時采用拔球法。樁基混凝土經(jīng)泵送，不斷地通過集料斗、澆筑料斗及導(dǎo)管灌注至孔內(nèi)。對于運至灌注點的混凝土，必須檢查其均勻性和坍落度，若不符合要求必須進(jìn)行二次拌和，仍不符合要求的不得使用。檢查鋼筋籠標(biāo)高、孔深、孔底沉渣厚度和泥漿指標(biāo)（比重、黏度、含砂率），在水下混凝土灌注前，檢查是否有塌孔現(xiàn)象，符合要求后即可開盤灌注。為了防止集料堵塞球堵塞導(dǎo)管，應(yīng)先向灌注斗內(nèi)加一盤不低于水下混凝土標(biāo)號的水泥砂漿，然后繼續(xù)灌注混凝土。

4.8 破樁頭施工

在灌注結(jié)束，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的70%以上后再鑿除樁頭，并報請經(jīng)批準(zhǔn)的檢測部門對樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測。樁頭破除應(yīng)根據(jù)承臺或系梁底高程，破除高出的部分。在破除樁頭時，還應(yīng)重點保護(hù)鋼筋的保護(hù)層，特別是斷除樁頭時，應(yīng)把鋼筋扒開，用吊車把樁頭吊開，禁止用挖掘機扒開樁頭。

5 施工質(zhì)量控制

為保證施工質(zhì)量，對所有樁基進(jìn)行無破損檢測，樁基檢測委托第三方檢測。對檢測結(jié)果有缺陷的樁，進(jìn)行鉆芯檢驗，如發(fā)現(xiàn)夾層斷樁、混凝土離析、空洞等問題，可對其進(jìn)行加固處理。經(jīng)設(shè)計代表及監(jiān)理工程師同意，且待水泥漿硬化后，再鉆孔取芯檢查補強效果。若鉆芯仍存在重大質(zhì)量問題，則進(jìn)行加樁處理。鉆孔灌注樁質(zhì)量檢驗結(jié)果保證I類樁≥95%，檢測出現(xiàn)Ⅲ類樁時，則應(yīng)在原樁位沖孔恢復(fù)或進(jìn)行加樁處理。樁基施工過程中應(yīng)遵循以下原則：

（1）本項目所有工序均應(yīng)報監(jiān)理工程師驗收，合格并簽認(rèn)且批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下道工序施工;

（2）鉆孔樁成孔后，必須對孔深、垂直度、孔徑和沉淀層厚度等進(jìn)行測量，以確保滿足設(shè)計要求;

（3）施工現(xiàn)場周圍應(yīng)從排水溝、集水井、樁孔中抽出積水，經(jīng)沉淀后，符合環(huán)保要求才能排入下水道;

（4）根據(jù)施工圖紙準(zhǔn)確放線，放出樁位中心線和樁徑，并認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)復(fù)核，通過有關(guān)部門辦理簽證手續(xù)，才能開挖樁身土方;

（5）在挖樁前，必須在樁中心位置向樁的四邊引出四個樁心控制點，用牢固的木樁標(biāo)定;

（6）施工現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人和施工員應(yīng)在施工前進(jìn)行全面檢查以及安全教育等工作;

（7）由專人負(fù)責(zé)記錄樁孔的垂直中心線、軸線、樁徑、樁長和基巖土質(zhì)等數(shù)據(jù);

（8）護(hù)壁模板分節(jié)的高度視土質(zhì)情況而定，一般可用50～2500 px;

（9）現(xiàn)場制作的鋼筋籠，應(yīng)執(zhí)行有關(guān)規(guī)范要求。

6 結(jié)語

本文以某大橋樁基施工為例，結(jié)合對橋址區(qū)的水文、氣象以及地質(zhì)條件的綜合分析，指出了樁基施工過程中的主要施工難點，并提出了采用沖擊鉆方法穿越厚卵石層，以及采用防腐蝕性的C35高性能海工混凝土灌注樁基的施工方案。同時，詳細(xì)介紹了沖擊鉆施工的工藝流程，并針對施工過程中的注意事項和質(zhì)量控制提出了要求。實踐證明，沖擊鉆方法可高效穿越厚卵石層，并保障樁基的穩(wěn)定性，可為類似沖擊鉆穿越厚卵石層樁基施工提供借鑒和參考。

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作者簡介：潘玉潔（1981—），工程師，主要從事廣西公路路網(wǎng)工程研究工作。