張成發(fā)，唐海峰

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

引 言

玉林至湛江高速公路工程（廣東段）為廣東省高速公路路網(wǎng)中的第 55聯(lián)，是新增的一條粵西中心城市向北的出省通道。路線起于廉江市和寮鎮(zhèn)接玉湛高速?gòu)V西段，往南經(jīng)廉江市、遂溪縣、麻章區(qū)三個(gè)縣區(qū)，終點(diǎn)與規(guī)劃東雷高速公路銜接。該項(xiàng)目為PPP模式，全線共長(zhǎng)107.86 km，一期路線全長(zhǎng)99.474 km，為雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h，路基寬度 26.5 m。本文以K37+500-K58+700里程段為列，線路內(nèi)共有橋梁17座，涵洞77處，互通區(qū)2處，因地質(zhì)情況，灌注樁大部分采用沖擊鉆進(jìn)行施工。

1 概 述

工程段內(nèi)表層為粉質(zhì)黏土，主要由粉、黏粒組成，土質(zhì)不均勻，為灰、褐色，分為軟塑、可塑、硬塑，黏性較強(qiáng)。下層為巖層，球狀風(fēng)化，為中風(fēng)化，巖性為變質(zhì)砂巖，特征呈青灰色，變余結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，巖芯呈柱狀及碎塊狀，節(jié)長(zhǎng)10～20 cm，巖質(zhì)硬，錘擊聲脆，厚9.1 m。

根據(jù)地質(zhì)情況，下層為中風(fēng)化變質(zhì)砂巖，強(qiáng)度較高。若采用旋挖鉆進(jìn)行施工，鉆進(jìn)過程中鉆頭磨損較大，鉆進(jìn)困難，且成本較高。綜合地質(zhì)情況、施工成本及場(chǎng)地條件，優(yōu)先選擇沖擊鉆進(jìn)行施工。根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃合理的配置設(shè)備數(shù)量，提高施工效率。

2 施工前過程控制

2.1 圖紙會(huì)審、現(xiàn)場(chǎng)踏勘

設(shè)計(jì)圖紙是指導(dǎo)施工的直接依據(jù)，應(yīng)由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人牽頭組織對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行詳細(xì)的圖紙會(huì)審，明確設(shè)計(jì)意圖，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，與圖紙進(jìn)行比對(duì)，形成圖紙會(huì)審記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與設(shè)計(jì)業(yè)主溝通。

2.2 技術(shù)、職業(yè)健康安全環(huán)保交底

施工前，應(yīng)由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、及安全總監(jiān)對(duì)項(xiàng)目全體員工進(jìn)行一級(jí)交底及安全教育培訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)技術(shù)、安全、質(zhì)量、環(huán)保要求。并由施工管理人員、作業(yè)班組長(zhǎng)逐級(jí)進(jìn)行交底，完善交底機(jī)制，形成三級(jí)交底，使各級(jí)人員做到心中有數(shù)。

2.3 沖擊鉆進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備

施工前應(yīng)先修筑進(jìn)場(chǎng)道路及沖擊鉆施工平臺(tái)，規(guī)劃并開挖泥漿池、沉淀池，做好安全防護(hù)。準(zhǔn)確的放出樁位，做好標(biāo)記。并及時(shí)進(jìn)行護(hù)樁，保證四個(gè)護(hù)樁十字中心與樁位重合，避免機(jī)械移位破壞樁位。

2.4 泥漿制備

根據(jù)本工程地質(zhì)情況、地下水狀態(tài)情況，宜采用膨脹土泥漿。泥漿配合比（重量比）為膨脹土:CMC:純堿:水=100:0.28:3.3:700，施工過程中根據(jù)具體情況具體調(diào)整，使用CMC增大粘度，使用膨脹土提高泥漿比重。必須重視泥漿的質(zhì)量，充分發(fā)揮其清孔和護(hù)壁作用。

3 施工中過程控制

3.1 鉆機(jī)就位

準(zhǔn)備工作到位后，沖擊鉆方可就位。鉆機(jī)底部應(yīng)保持平穩(wěn)，保證鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)不傾斜、移位。錘頭中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心，保證孔身垂直度。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)

準(zhǔn)確放出樁位后，及時(shí)埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒傾斜度應(yīng)控制在1 %以下。護(hù)筒可將樁位固定，引導(dǎo)鉆孔，隔離地表水進(jìn)入井孔，防止孔口坍塌。也可使孔內(nèi)泥漿水位高出施工水位或地下水位，形成靜水壓力，保證孔內(nèi)穩(wěn)定，不塌孔。

3.3 鉆進(jìn)成孔

軟弱土層鉆進(jìn)。開孔時(shí)應(yīng)進(jìn)行小沖程密擊，應(yīng)將沖程調(diào)至最小，可加膨脹土夾小片石反復(fù)沖擊造壁。若遇到孤石等堅(jiān)硬地層，應(yīng)進(jìn)行間斷沖擊，一般不進(jìn)行撈渣。

巖層以上鉆進(jìn)。粘土層相應(yīng)提高沖程，加入清水，稀釋泥漿，降低泥漿比重。進(jìn)入砂土層及砂卵石層時(shí)，采用中沖程，提高泥漿比重，進(jìn)行護(hù)壁，防止塌孔，宜采用抽筒鉆頭。

巖層鉆進(jìn)。進(jìn)入巖層應(yīng)選用帶刃一字錘頭，提高沖程，每進(jìn)尺50 cm應(yīng)清孔取樣一次，留備驗(yàn)孔。

遇到松散砂層或流沙，應(yīng)按相應(yīng)比例加入膨脹土和小片石，將泥漿比重調(diào)至 1.5，小沖程沖擊造壁，保證孔壁穩(wěn)定，并采用十字沖擊錘。在沖孔過程中遇到塌孔、斜面巖、溶洞及漏漿，應(yīng)立即停止沖擊，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如拋入石塊、粘土或袋裝水泥低錘快擊，密實(shí)后，在進(jìn)行正常沖擊。

終孔。當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，對(duì)孔壁進(jìn)行掃孔，保證孔徑滿足要求。具體成孔要點(diǎn)如表1。

表1 沖擊成孔施工要點(diǎn)

3.4 清孔

清孔是利用循環(huán)孔內(nèi)泥漿，將孔內(nèi)石屑、孔底沉渣帶出，降低孔內(nèi)砂率及孔底沉淀厚度。避免沉渣過厚而影響樁的承載力，也可為澆注混凝土創(chuàng)造良好的條件。清孔的質(zhì)量直接影響樁身完整性檢測(cè)結(jié)果。為了提高清孔質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。

由于變質(zhì)砂巖地質(zhì)成孔過程中形成石屑較多，導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿砂率大，最大可達(dá)到8 %，所以第一次清孔非常重要，應(yīng)將砂率降至4 %以下。

二次清孔應(yīng)使含砂率低于2 %，泥漿比重降至1.05～1.15，粘度 17～20 Pa·s，沉渣厚度應(yīng)小于100 mm。

3.5 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要防止彎曲、變形、扭轉(zhuǎn)。吊裝鋼筋籠前，應(yīng)先用檢孔器進(jìn)行檢孔，檢查孔徑、孔深、垂直度等偏差等是否滿足圖紙及設(shè)計(jì)要求，超出偏差范圍應(yīng)重新進(jìn)行掃孔，直至滿足要求。

吊裝鋼筋籠應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔口中心，在骨架頂端和中部設(shè)置兩個(gè)吊點(diǎn)，確保吊裝平穩(wěn)、順直，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。為防止吊裝鋼筋籠時(shí)偏心,保證鋼筋保護(hù)層的厚度，每隔2 m設(shè)一組圓餅狀混凝土墊塊。吊放完畢后，重新檢查鋼筋籠是否偏心及鋼筋骨架標(biāo)高，合格后，將鋼筋籠固定。

3.6 混凝土灌注

澆注混凝土前應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)管水密承壓和接頭絲扣抗拉試驗(yàn)，管內(nèi)水壓應(yīng)大于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力。下導(dǎo)管時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔口中心，避免碰撞鋼筋籠，導(dǎo)管上口固定在鎖扣式固定架上。導(dǎo)管底部距孔底應(yīng)小于40 cm，待導(dǎo)管安裝完畢，應(yīng)再次檢查沉渣厚度，合格后方可進(jìn)行澆注。

水密試驗(yàn)時(shí)，管內(nèi)水壓不應(yīng)大于管壁承受的最大壓力Pmax，計(jì)算公式如下：

式中：Pmax為管壁能承受最大壓力，kPa；γc為混凝土容重（24 kN/m3），kN/m3；Hcmax為管內(nèi)混凝土最大高度，導(dǎo)管全長(zhǎng)，m；γw為孔內(nèi)泥漿容重，kN/m3（泥漿容重大于12 kN/m3時(shí)不宜灌注水下混凝土）；Hw為孔內(nèi)泥漿深度，m。

澆注前應(yīng)對(duì)混凝土塌落度進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧鉁?、運(yùn)輸時(shí)間等因素導(dǎo)致的坍落度損失。當(dāng)樁徑D<1.5 m時(shí)，塌落度應(yīng)控制在180～220 mm；當(dāng)D≥1.5 m時(shí)，塌落度應(yīng)控制在160～200 mm。

澆注前應(yīng)進(jìn)行首批混凝土計(jì)算，澆注時(shí)導(dǎo)管底端應(yīng)埋入混凝土中1 m以上。應(yīng)計(jì)算導(dǎo)管提升高度并拆卸導(dǎo)管，始終保持導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下2～6 m，勤測(cè)導(dǎo)管埋深。嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，導(dǎo)致管內(nèi)進(jìn)入泥漿造成夾層、斷樁。混凝土澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次澆注完成。嚴(yán)控最后一次混凝土灌注，超灌60～100 cm，確保浮漿鑿除后樁頂強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。首批混凝土灌注體積V，計(jì)算公式如下：

式中：V為首批混凝土方量，m3；H1為導(dǎo)管底端距孔底距離，取0.3～0.4 m；H2為導(dǎo)管初次埋深，≤1 m，一般取0；d為導(dǎo)管內(nèi)徑，m；D為孔徑，m；h1為孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋深時(shí)，管內(nèi)混凝土平衡孔內(nèi)泥漿壓力所需高度，m，h1≥ywhw/yc，其中hw為泥漿深度，m，yw為泥漿容重，kN/m3，yc為混凝土容重（24 kN/m3），kN/m3。

混凝土澆注接近尾聲時(shí)，管內(nèi)混凝土高度減小，壓力降低，導(dǎo)致混凝土頂升困難，可加清水稀釋泥漿，減小管外壓力，使?jié)沧㈨樌M(jìn)行。導(dǎo)管法水下混凝土灌注如圖1。

圖1 導(dǎo)管法水下混凝土灌注流程示意

4 結(jié) 語(yǔ)

變質(zhì)砂巖地質(zhì)使用沖擊鉆成孔，應(yīng)嚴(yán)格把控每項(xiàng)工序的施工質(zhì)量。從放樣、護(hù)筒埋設(shè)、開孔、鋼筋籠吊裝、清孔及混凝土澆注等各個(gè)方面嚴(yán)格控制。尤其注意該地質(zhì)施工時(shí)可造成孔內(nèi)泥漿含砂率升高，為了提高清孔質(zhì)量，應(yīng)重點(diǎn)控制第一次清孔，降低含砂率和泥漿比重，保證二次清孔滿足設(shè)計(jì)要求，從而保證了樁基的施工質(zhì)量。