王海龍，金曉宇

（中交一公局第二工程有限公司，江蘇蘇州215000）

1 工程概況

本工程為沾臨高速二標(biāo)引黃濟(jì)青干渠大橋13#墩固結(jié)擴(kuò)盤樁施工，引黃濟(jì)青干渠大橋起點(diǎn)樁號(hào)為K47+458，終點(diǎn)樁號(hào)K48+441，13#墩固結(jié)擴(kuò)盤樁樁號(hào)為：ZK47+949.5(YK47+954.5)。由于大橋橫跨兩道引黃濟(jì)青引用水渠，橋梁跨徑達(dá)一百多米，兩道水渠之間空間狹小，無設(shè)置群樁的空間，所以，單樁承載力要求達(dá)到26 000 kN。設(shè)計(jì)樁型為固結(jié)擴(kuò)盤樁，樁長(zhǎng)64 m，樁身自上而下18 m以內(nèi)樁徑為3.5 m，18 m以下除擴(kuò)盤處樁身直徑為2.5 m；設(shè)置5個(gè)固結(jié)體內(nèi)擴(kuò)盤，樁盤間距10 m，盤徑4.5 m，盤高2.3 m，樁盤固結(jié)體直徑5.5 m，高3.3 m。

2 總體技術(shù)方案

本項(xiàng)目先采用RJP長(zhǎng)螺旋高壓旋噴設(shè)備施工，將樁周圍施作9根直徑為1.8 m的高壓旋噴樁，再采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行樁基成孔，待旋挖至擴(kuò)盤深度，將可擴(kuò)盤鉆頭吊入孔內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)徑。為保證底盤可以正常擴(kuò)徑到設(shè)計(jì)值，在鉆頭上安裝限位器，當(dāng)限位器指針達(dá)到設(shè)計(jì)范圍，則盤腔已經(jīng)旋擴(kuò)到位，逐個(gè)進(jìn)行擴(kuò)盤作業(yè),形成錐體狀的盤形空間，最后安放樁基鋼筋籠并灌注水下混凝土。高壓旋噴樁示意圖如圖1所示。

圖1 高壓旋噴樁示意圖

3 主要施工工藝

3.1 RJP設(shè)備的技術(shù)應(yīng)用

由于本項(xiàng)目樁基上部18 m樁徑達(dá)3.5 m，孔壁弧度小，易塌孔，而且該段土層有2層稍密的粉土層，更增加了塌孔的風(fēng)險(xiǎn)。為了減小塌孔風(fēng)險(xiǎn)，本項(xiàng)目樁基上部3.5 m部位采用了水泥土固結(jié)體護(hù)壁方式，該方式護(hù)壁效果好，造價(jià)比鋼護(hù)筒低，而且還能增加樁的摩擦力，效果比鋼護(hù)筒好。

樁長(zhǎng)達(dá)到64 m時(shí)屬于超長(zhǎng)樁，特別是對(duì)水泥土固結(jié)體的施工，存在一定難度，具體體現(xiàn)為：（1）垂直度不易控制；（2）高噴設(shè)備40 m深度以下接桿時(shí)，地下水容易攜帶泥沙反壓堵住高噴設(shè)備的噴嘴。選用46 m桿的長(zhǎng)螺旋RJP設(shè)備，垂直度高，制作出的水泥土固結(jié)體直徑大，要求達(dá)到1.6 m，這樣需要鉆的高噴孔數(shù)少，提高了施工速度，減小了施工風(fēng)險(xiǎn)；鉆桿長(zhǎng)，減少接桿次數(shù)，本項(xiàng)目每個(gè)高噴孔只接一次桿。另外，長(zhǎng)螺旋鉆桿在入孔約20 m時(shí)接桿，避免了在深處接桿的風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.1 施工方法及技術(shù)措施

主要采取的措施包括：

1）平整施工場(chǎng)地。在施工準(zhǔn)備階段，為了確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行，需在探明地下障礙物埋深和位置后，挖出探坑并做好明確標(biāo)記。需注意的是，由于RJP設(shè)備自重較大，施工場(chǎng)地地基承載力必須滿足要求，作業(yè)場(chǎng)地的外圍應(yīng)設(shè)置圍擋。

2）測(cè)量定位：（1）在測(cè)量灌注樁主樁位相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，除了要明顯標(biāo)志并編號(hào)標(biāo)定的基準(zhǔn)點(diǎn)外，還要采取相關(guān)保護(hù)措施；（2）標(biāo)志好明顯且牢靠地從主樁位放出RJP的樁位相關(guān)記號(hào)。

3）樁機(jī)就位：（1）RJP樁機(jī)就位墊平并固定，配齊空壓機(jī)、水泥漿制備系統(tǒng)等機(jī)械和材料；對(duì)正樁機(jī)并調(diào)直垂直度，旋噴管的允許傾斜度不得大于0.5%，然后進(jìn)行鉆進(jìn)。采用雙重管法施工。（2）以鉆孔位置為標(biāo)準(zhǔn)，偏差需控制在50 mm以內(nèi)；（3）保證鉆機(jī)與高壓注漿泵距離在合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)過遠(yuǎn)情況。（4）鉆機(jī)鉆桿必須采用鉆桿導(dǎo)向架進(jìn)行定位。

3.1.2 鉆孔

鉆孔環(huán)節(jié)需要注意要點(diǎn)如下：

1）鉆孔的目的是將噴射注漿管插入預(yù)定的標(biāo)高處，應(yīng)邊射水、邊鉆進(jìn)，水壓力一般不宜超過1 MPa，為防止泥沙堵塞噴嘴。

2）鉆進(jìn)至約20 m深度時(shí)，開始接桿，接桿要保證噴漿管密封完好，接完桿要試壓，確保不漏漿不漏氣再繼續(xù)鉆進(jìn)。

3）為了避免鉆進(jìn)時(shí)因出現(xiàn)偏差而影響后續(xù)施工，在具體施工過程中著重對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行觀察與記錄；如出現(xiàn)偏差，則需及時(shí)上報(bào)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行調(diào)整。

3.1.3 制備固化劑漿液

制備固化劑漿液要與RJP樁機(jī)鉆施工同時(shí)進(jìn)行；此外，在正式壓漿前，需將漿液導(dǎo)入集料斗內(nèi)，并按照1.0的配合比配制漿液。

3.1.4 旋噴注漿

待噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后方可噴射注漿，當(dāng)噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后即可隨噴隨轉(zhuǎn)隨提升。

1）旋噴過程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與試樁參數(shù)進(jìn)行施工。

2）注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100 mm。

3）在高壓噴射注漿過程中出現(xiàn)壓力驟減、加大或冒漿異常（冒漿量大于注漿量20%或不冒漿）等異常情況時(shí)，應(yīng)查明產(chǎn)生的原因并及時(shí)采取措施。

4）漿液攪拌后不得超過4 h，當(dāng)超過時(shí)，應(yīng)經(jīng)專門試驗(yàn)證明其性能符合要求后方可使用。

5）旋噴施工中應(yīng)做好施工記錄，記錄應(yīng)詳細(xì)準(zhǔn)確。

3.1.5 拔管與沖洗

當(dāng)旋噴已經(jīng)完成施工環(huán)較小節(jié)，需在第一時(shí)間拔出注漿管后，使用清水對(duì)管路進(jìn)行沖洗。此外，由于本工程管徑較小，沖洗時(shí)必須將管內(nèi)殘漿沖洗干凈，避免影響下次使用。

3.1.6 樁機(jī)移位

在將RJP樁機(jī)注漿管全部提出地面前，必須確保電機(jī)已處于關(guān)閉狀態(tài)，在此前提下方可將其移至新樁位。值得注意的是，位置移動(dòng)要確認(rèn)好活動(dòng)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境是否達(dá)到承載力，機(jī)械自重較大，需要嚴(yán)格控制，消除安全隱患。

3.2 旋挖成孔技術(shù)

3.2.1 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)正式就位前，要做好以下工作：（1）為了保障鉆機(jī)安放時(shí)機(jī)身保持平穩(wěn)，需夯平其四周地面；（2）放線時(shí)要以設(shè)計(jì)樁位為根據(jù)來做好護(hù)筒的埋設(shè)施工，且需在護(hù)筒周邊位置填好黏土；（3）安裝導(dǎo)向套時(shí)需在縱向和橫向?qū)@機(jī)調(diào)平。

3.2.2 擴(kuò)盤處理施工

擴(kuò)盤位采用旋挖鉆一機(jī)多用的形式，在盤位更換旋擴(kuò)鉆頭進(jìn)行施工：

1）當(dāng)鉆機(jī)就位后，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位并進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無誤后，測(cè)量人員需要使用全站儀校驗(yàn)鉆機(jī)垂直度。

2）在旋挖鉆正式施工準(zhǔn)備階段，為了更好地控制鉆進(jìn)深度，要使用水平儀測(cè)量孔口護(hù)筒頂標(biāo)高。

3）在旋挖鉆正式施工過程中，除了要采用工程檢測(cè)尺來方便對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行觀測(cè)檢查外，還要同時(shí)邊對(duì)其鉆進(jìn)邊進(jìn)行補(bǔ)充泥漿護(hù)壁施工。

4）當(dāng)旋挖鉆鉆至上盤盤位下一個(gè)擴(kuò)盤超鉆高度時(shí)換旋擴(kuò)鉆頭，此時(shí)旋擴(kuò)臂是完全收回狀態(tài)，檢查擴(kuò)盤指針位置是否緊固、是否在抬起狀態(tài)，檢查無誤后下放至實(shí)鉆孔深，開始加壓旋切，通過擴(kuò)盤指針角度是否到達(dá)水平狀態(tài)，判定旋切鉆頭是否完全張開。

5）旋切鉆頭擴(kuò)至完全狀態(tài)后，換回旋挖鉆頭，鉆至下一盤位，直至全部盤腔旋切完成。

3.2.3 終孔

鉆進(jìn)孔深達(dá)到規(guī)定深度，用測(cè)繩下放檢驗(yàn)深度，成孔檢查后進(jìn)行清孔，清孔利用旋挖鉆機(jī)撈渣，下方較細(xì)小的鉆渣用泥漿泵連接導(dǎo)管進(jìn)行一次清孔，清孔后沉渣厚度不得大于200 mm，泥漿指標(biāo)達(dá)到要求。清孔時(shí)，孔內(nèi)水位應(yīng)保持在護(hù)筒以下約0.5 m，防止塌孔。

3.2.4 成孔、盤腔檢測(cè)

旋挖固結(jié)擴(kuò)盤樁終孔后，委托第三方用傘形成孔質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)樁孔、盤腔進(jìn)行掃描檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目有：鉆孔孔深、鉆孔孔徑、擴(kuò)盤盤位高度、盤腔直徑以及盤腔高度。

3.2.5 鋼筋籠下放、連接鋼筋籠

引黃濟(jì)青大橋13#墩樁基鋼筋籠設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為64 m，鋼筋籠以下1.4m范圍為變徑段，外徑由320 cm變?yōu)?50 cm；往下15.4 m范圍外徑為350 cm；往下部1.2 m范圍為變經(jīng)段，外徑由350 cm變?yōu)?50 cm；往下部46 m范圍外徑均為250 cm。鋼筋籠由φ28 mm樁頂連接主筋、φ32 mm主筋、φ28 mm定位筋、φ16 mm耳筋、φ12 mm勁環(huán)筋及φ54 m×1.5 m聲測(cè)管組成。單根樁鋼筋籠重約200 kN（20 t）。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，鋼筋籠分段下放、鋼筋連接采用錐套鎖緊接頭，此接頭為一級(jí)接頭，抗拉強(qiáng)度高，相比直螺紋套筒連接速度快，效率高。由于樁基存在變徑段，鋼筋需要現(xiàn)場(chǎng)彎曲，上口直徑3.5 m的鋼筋籠向內(nèi)側(cè)彎曲，下口直徑2.5 m的鋼筋籠向外側(cè)彎曲，在斜面的位置完成連接，采用鋼筋彎曲液壓鉗完成此項(xiàng)工作。

3.2.6 下導(dǎo)管

1）根據(jù)孔徑選擇合適的導(dǎo)管。

2）導(dǎo)管組裝時(shí)接頭必須密合不漏水（要求加密封圈，黃油封口）。

3）第一次使用前應(yīng)進(jìn)行閉水打壓試驗(yàn)，試水壓力0.6～1.0 MPa，不漏水為合格。

4）導(dǎo)管底端下至孔底標(biāo)高上約50 cm。漏斗安裝在導(dǎo)管頂端。

3.2.7 水下灌注混凝土

該環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)包括以下5方面內(nèi)容：

1）由于本項(xiàng)目樁基單樁混凝土灌注量近500 m3，灌注時(shí)間長(zhǎng)，所以，要求混凝土添加超緩凝劑，保證30 h內(nèi)不初凝。

2）混凝土灌注前檢查坍落度以及混凝土和易性并做好記錄?；炷吝\(yùn)到灌注點(diǎn)不得產(chǎn)生離析現(xiàn)象，到灌注點(diǎn)對(duì)混凝各項(xiàng)性能再次檢測(cè)，合格后才允許澆筑，不合格則退回拌和站重新調(diào)試[1]。

3）導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)用的隔水塞球應(yīng)大小合適,位于水面以上。灌注混凝土前孔口必須蓋嚴(yán)，以防止混凝土落入孔中污染泥漿。

4）混凝土首次灌量必須灌至導(dǎo)管下口2 m以上，導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不小于2 m，不大于6 m，安排專門人員及時(shí)量測(cè)，以便掌握導(dǎo)管提升高度。導(dǎo)管拆卸前，測(cè)量計(jì)算導(dǎo)管埋深,然后確定卸管長(zhǎng)度,使混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)，做好澆筑施工記錄?；炷凉嘧⑦B續(xù)進(jìn)行，中間不得間斷。拆除后的導(dǎo)管放入架子中及時(shí)清洗干凈。

5）混凝土灌注時(shí)，始終保持導(dǎo)管位置居中，提升導(dǎo)管時(shí)應(yīng)有專人指揮，若鋼筋骨架發(fā)生偏移，立即停止提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管緩慢降落，并輕輕搖動(dòng)使之與鋼筋籠脫開，使鋼筋籠復(fù)位。

3.2.8 拔護(hù)筒、成樁

混凝土灌注完成后及時(shí)拔出護(hù)筒，為確保成樁質(zhì)量符合要求，樁頂加灌0.5 m。灌注過程中，指定專人負(fù)責(zé)填寫灌注記錄。待混凝土灌注28 d后進(jìn)行樁基檢測(cè)，采用樁基100%超聲波無破損檢測(cè)方法進(jìn)行，對(duì)超聲波檢測(cè)存在缺陷的樁，通過鉆孔取芯檢測(cè)樁身質(zhì)量。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目利用固結(jié)擴(kuò)盤樁以狹小空間之內(nèi)單樁承載力較高的特性，在大直徑超長(zhǎng)樁身的情況下，固結(jié)體的施工為主樁形成了堅(jiān)硬的護(hù)壁，大大降低了塌孔的風(fēng)險(xiǎn)，保障了施工質(zhì)量。綜上所述，固結(jié)擴(kuò)盤樁應(yīng)用于這種空間受限、地質(zhì)條件較差且承載力要求較高的施工環(huán)境較為合適，可定位于解決重大施工難點(diǎn)的施工工藝來推廣應(yīng)用。