雷波

(中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司，北京100070)

0 引言

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的跨河大橋需要建設(shè)。由于我國(guó)河流分布較廣，而流沙地層常分布于河流河床地帶，在工程建設(shè)中不可避免地會(huì)遇到在流沙地層鉆孔埋設(shè)超長(zhǎng)護(hù)筒以確保樁基質(zhì)量的情況。因此對(duì)其進(jìn)行施工組織分析是非常有必要的。

1 施工實(shí)例

金簡(jiǎn)仁快速路（金堂大道至機(jī)場(chǎng)南線）項(xiàng)目高洞河大橋的樁基施工。 高洞河河面寬26m，水深約2.5～3m。經(jīng)實(shí)際挖探發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域地基土層中，含有約6m 深的流沙地層。

橋面寬48m，共有7 跨，全長(zhǎng)218m。樁基共52 根，樁徑1.8m，樁長(zhǎng)約15～20m。對(duì)受流沙地層影響嚴(yán)重的樁基樁長(zhǎng)20m，采用C30 水下混凝土澆筑。其中④號(hào)墩、⑤號(hào)墩受地基流沙層影響嚴(yán)重樁數(shù)有12 根：高洞河中的樁有10 根，分別是4-1#、4-2#、4-4#、4-5#、4-6#、5-0#、5-1#、5-2#、5-4#、5-5#。在綜合考慮樁基施工質(zhì)量、施工成本及施工進(jìn)度后，對(duì)受流沙地層影響嚴(yán)重的樁基擬采用分期筑島土石圍堰結(jié)合木樁防護(hù)措施交替施工，同時(shí)采用永久式長(zhǎng)鋼護(hù)筒圍護(hù)施工，如圖1所示。

圖1 大橋立面圖

2 施工準(zhǔn)備

在施工作業(yè)前首先組織現(xiàn)場(chǎng)施工人員全面熟悉施工圖紙、技術(shù)規(guī)范、補(bǔ)充技術(shù)要求和有關(guān)文件，掌握施工要點(diǎn)，做好各方面的交底工作。其次是提前配置好施工所需要的各種機(jī)械設(shè)備、材料及勞動(dòng)力，對(duì)施工中的一切測(cè)量工作，認(rèn)真記錄，并嚴(yán)格執(zhí)行手工復(fù)核。最后是合理安排施工組織布置、施工用水、用電及現(xiàn)場(chǎng)的平面布置，確保工程順利進(jìn)行。

3 施工方案組織分析

3.1 超長(zhǎng)護(hù)筒施工工藝及要求

3.1.1 施工作業(yè)前先進(jìn)行作業(yè)面筑島及土袋圍堰施工；筑島填料采用黏性土和石料，從上游側(cè)往下游側(cè)填筑，采用運(yùn)輸車傾倒，碾壓密實(shí)，筑島圍堰頂部鋪設(shè)30cm 厚碎石并碾壓平整，筑島深度比最高汛期水位高出50cm，以滿足樁基設(shè)備及混凝土罐車等重載車輛的通行要求。筑島外側(cè)邊坡坡率取1∶1，采用防水土工布及土袋圍堰防護(hù)，如圖2所示。

圖2 河內(nèi)筑島平面圖

3.1.2 鋼護(hù)筒的定位采用全站儀完成，使用振動(dòng)錘對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行錘擊埋設(shè)，采用9m 長(zhǎng)鋼護(hù)筒，壁厚1.5cm 打入樁基內(nèi)對(duì)樁基洞口及流沙層進(jìn)行防護(hù)，護(hù)筒中心線與樁中心線重合，平面位置偏差控制在3cm 以內(nèi)，豎直度不大于1%。埋設(shè)后護(hù)筒高出島頂面0.5m[1]。

3.1.3 為隨時(shí)檢查鉆頭中心位置，在護(hù)筒不宜移動(dòng)、碰到的地方埋設(shè)4 根護(hù)樁，確認(rèn)位置后進(jìn)行護(hù)筒安裝。在施工過(guò)程中應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)鉆頭中心位置的檢測(cè)，確保不發(fā)生偏移。

3.1.4 大橋④號(hào)、⑤號(hào)墩臺(tái)樁長(zhǎng)20m，樁基采用分期筑島圍堰法交替施工，先進(jìn)行④號(hào)墩臺(tái)樁基施工。根據(jù)筑島設(shè)計(jì)圖放出筑島圍堰平面位置，筑島平面邊界距樁基距離不小于4m。

3.1.5 橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)均為嵌巖鉆孔樁基礎(chǔ)，再結(jié)合地質(zhì)勘探設(shè)計(jì)圖紙資料。為了滿足工期和進(jìn)度要求，擬采用旋挖鉆機(jī)結(jié)合沖擊鉆機(jī)進(jìn)行樁基鉆孔。為保證灌注樁質(zhì)量，樁基均要求沿鋼筋籠內(nèi)側(cè)等間距預(yù)埋4 根Ф57×3mm 檢測(cè)鋼管供超聲波檢測(cè)使用。在埋設(shè)聲測(cè)管時(shí)要求保持鋼管豎直接觸孔底，頂、底段需要綁扎緊密，使?jié)仓炷習(xí)r不堵孔，不漏漿。水下灌注混凝土必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定；坍落度易為180～220mm；水泥用量不應(yīng)少于360kg/m3。樁基澆筑完成后，為防止拔出鋼護(hù)筒后流沙地層對(duì)樁基混凝土造成影響，將鋼護(hù)筒作永久防護(hù)使用，留在地基不予拔出，確保樁基質(zhì)量，共有12 根樁基需要埋設(shè)永久長(zhǎng)鋼護(hù)筒[2]

3.1.6 地系梁施工，首先沿著系梁周邊打5 排木樁，采用梅花形布置，作為系梁開(kāi)挖的基坑防護(hù)，配合土袋圍堰起防水作用，木樁前后間隔下沉。結(jié)合實(shí)際，木樁中心間距50cm，長(zhǎng)度不小于4.5m，直徑不小于20cm。

采用人工結(jié)合小型挖機(jī)進(jìn)行溝槽開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)注意不要沖撞木樁，由測(cè)量人員放出系梁基礎(chǔ)軸線，開(kāi)挖過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量基底標(biāo)高及平面位置，避免超挖。在系梁基礎(chǔ)開(kāi)挖后，底部鋪設(shè)90cm 厚碎石墊層，墊層壓實(shí)平整后，結(jié)合抽水泵排出滲水，同時(shí)盡快實(shí)施系梁澆筑，以防基底暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，積水過(guò)多，對(duì)施工作業(yè)條件產(chǎn)生影響。基礎(chǔ)底部尺寸為1.8m×8m。

3.2 其他工序

采用旋挖鉆機(jī)結(jié)合沖擊鉆機(jī)進(jìn)行樁基鉆孔，鉆孔過(guò)程中按施工方案確定的參數(shù)進(jìn)行施工，設(shè)專職記錄員記錄成孔過(guò)程的各種參數(shù)，如鉆進(jìn)深度、地質(zhì)特征、機(jī)械設(shè)備損壞、障礙物等情況，記錄必須認(rèn)真、及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰。施工過(guò)程中鉆頭磨損超標(biāo)時(shí)要及時(shí)更換，以確保鉆孔孔徑。在鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)立即清孔，常采用磨盤式撈渣鉆頭撈渣法，可一次或多次進(jìn)行撈渣，且間隔一定時(shí)間進(jìn)行一次清孔。在清孔后，孔底沉渣不得大于30cm，并將孔口處雜物清理干凈，方可進(jìn)行下步工序。

鉆進(jìn)達(dá)到要求孔深停鉆后，注意保持孔內(nèi)泥漿的漿面高程，確保孔壁的穩(wěn)定。對(duì)孔位、孔深、孔徑及垂直度等情況進(jìn)行檢測(cè)，合格后進(jìn)行第一次清孔，嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。同時(shí)注意塌孔、擴(kuò)孔現(xiàn)象的出現(xiàn)，如果出現(xiàn)此類病害，應(yīng)及時(shí)處理并找出原因。

鉆孔進(jìn)行的同時(shí)進(jìn)行鋼筋籠的制作，由于鋼筋籠較長(zhǎng)，鋼筋籠分兩節(jié)吊裝，使上下兩節(jié)骨架位于同一豎直線上，進(jìn)行焊接。焊接時(shí)在樁基孔口搭設(shè)木板平臺(tái)，人工在鋼筋籠外進(jìn)行焊接。鋼筋籠安裝完成后立即下導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，二次清孔完成后立即灌注水下混凝土，二次清孔至灌注混凝土不超過(guò)1 小時(shí)，保持工序之間緊密銜接，縮短單樁施工時(shí)間，避免等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象。樁基采用C30 水下混凝土灌注[3]。

3.3 施工質(zhì)量控制

該區(qū)域流沙地層影響范圍較大，6m 深。鉆孔深度20m，護(hù)筒長(zhǎng)度約9m，屬于超長(zhǎng)護(hù)筒。因此對(duì)超長(zhǎng)護(hù)筒埋設(shè)、鉆孔、清孔、鋼筋籠制作、下放及水下混凝土灌注等施工都要求極高。

3.3.1 護(hù)筒埋設(shè)

樁長(zhǎng)20m，采用永久長(zhǎng)鋼護(hù)筒防護(hù)使用，鋼護(hù)筒長(zhǎng)度9m，壁厚1.5cm，埋設(shè)后護(hù)筒高出島頂面0.5m。鋼護(hù)筒不予拔出，避免了流沙地層對(duì)鉆孔的影響，在一定程度上避免了塌孔、擴(kuò)孔現(xiàn)象。同時(shí)也防止了在灌注樁澆筑完成后，流沙地層對(duì)混凝土樁基造成影響，確保了樁基質(zhì)量。本工程共有12 根樁基需要埋設(shè)永久長(zhǎng)鋼護(hù)筒。

3.3.2 鉆孔

采用旋挖鉆機(jī)結(jié)合沖擊鉆機(jī)進(jìn)行樁基鉆孔，在鉆孔過(guò)程中嚴(yán)格控制鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。安排專人隨時(shí)檢查鉆頭中心位置，確保鉆孔豎直；特別是流沙地段，必須確保其鉆孔質(zhì)量。同時(shí)保證孔徑、孔深滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3.3 清孔

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，立即清孔，采用磨盤式撈渣鉆頭撈渣法，間隔一定時(shí)間進(jìn)行一次清孔，在清孔后，對(duì)孔底的沉渣要求不得大于30cm，同時(shí)將孔口處雜物清理干凈。

3.3.4 鋼筋籠制作與下放

為保持工序間緊密銜接，制作鋼筋籠與鉆孔同時(shí)進(jìn)行，由于鋼筋籠較長(zhǎng)，鋼筋籠分兩節(jié)吊裝，使上下兩節(jié)骨架位于同一豎直線上，進(jìn)行焊接。焊接時(shí)在樁基孔口搭設(shè)木板平臺(tái)，人工在鋼筋籠外進(jìn)行焊接。同時(shí)嚴(yán)格控制接口處焊接質(zhì)量及下放滿足要求。

3.3.5 二次清孔

鋼筋籠安裝完成后立即下導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，本工程采用C30 水下混凝土灌注，二次清孔至灌注混凝土不超過(guò)1 小時(shí)。在清孔的同時(shí)安排專人對(duì)清孔各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查，確保其質(zhì)量。

3.3.6 水下混凝土澆筑

二次清孔完成后立即灌注水下混凝土，在灌注混凝土之前，必須保證其具備良好的和易性；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)保證其坍落度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)嚴(yán)格控制其用量，確保樁基質(zhì)量。在澆筑過(guò)程中安排專人對(duì)混凝土各項(xiàng)參數(shù)、工序及時(shí)間等嚴(yán)格檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

流沙地層鉆孔埋設(shè)超長(zhǎng)護(hù)筒施工組織分析，有效地解決了流沙地層埋設(shè)超長(zhǎng)護(hù)筒的工程建設(shè)難題，確保了樁基施工順利完成，促進(jìn)了橋梁基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，使其施工過(guò)程井然有序地進(jìn)行，提升工程建設(shè)的效率，確保工程建設(shè)的質(zhì)量，同時(shí)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。