呂筱珩

(黑龍江省交通投資集團(tuán)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

1 橋梁樁基施工的特點

目前大部分工程項目普遍使用沖擊鉆、旋挖樁、人工爆破等方法進(jìn)行樁基成孔。施工階段主要存在的問題包括：(1)工程項目現(xiàn)場條件不符合，施工成本較高；(2)作業(yè)過程中產(chǎn)生過大的噪聲和振動，對周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響；(3)因火工品短缺或天氣原因而延誤工期；(4)因作業(yè)不安全而產(chǎn)生損失等。

水磨鉆法施工最顯著的優(yōu)勢是成本。當(dāng)前油料價格、原材料成本上漲，加之政府對火工品的管控愈加嚴(yán)格，需要諸多繁瑣的審批程序，使水磨鉆技術(shù)的優(yōu)勢更加凸顯。除了成本優(yōu)勢之外，工期優(yōu)勢是水磨鉆法施工的另一大優(yōu)勢。此法很少擾動地層，且無須爆破，可在同一區(qū)域內(nèi)多點作業(yè)，全天候循環(huán)。由于此法施工難度不高，利于更好地優(yōu)化成本與工期。在項目施工過程中采用的機械設(shè)備較小，不會破壞相鄰結(jié)構(gòu)，對周邊環(huán)境影響不大。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工流程圖

2.2 定位及平臺

(1)基定位

樁基定位是一項關(guān)鍵的基礎(chǔ)性技術(shù)，也是挖孔樁的初始工序。嚴(yán)格控制樁基定位過程?；谠O(shè)計圖紙精準(zhǔn)計算坐標(biāo)，應(yīng)用全站儀進(jìn)行樁基定位。采用“換手測量”的方法進(jìn)行放樣測量，即為了確保測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，確保初始測量偏差控制在一定范圍內(nèi)，應(yīng)在測量過程中互換前后視。

(2)作業(yè)平臺

完成樁基定位工序后，施工作業(yè)平臺。施工作業(yè)平臺除了滿足施工操作空間，還能夠保護(hù)井口、擋水、排水及承受施工荷載。樁基作業(yè)平臺的質(zhì)量對后續(xù)施工順利進(jìn)行作用重大，須嚴(yán)格控制作業(yè)平臺的質(zhì)量，確保滿足安全作業(yè)需求。用C15混凝土澆筑平臺基面，整個平臺呈正方形布局，面積為2.5 m×2.5 m，四周澆筑10 cm厚的C15混凝土進(jìn)行周邊地面的硬化，為有效引排地表水，硬化地面需保持一定的流水坡度。樁基位置周邊須澆筑混凝土鎖口，鎖口直徑為2.2 m，比樁體大20 cm，鋼筋混凝土厚40 cm(Ф10@150鋼筋網(wǎng))，鎖口頂比施工平臺高20 cm，起到擋水作用，也能防止雜物墜落，有利于作業(yè)安全。

2.3 護(hù)樁布置

完成施工作業(yè)平臺工序后，在正式開挖孔樁之前，基于樁位放樣點布置護(hù)樁，護(hù)樁布置成十字形，即垂直從樁位中心處引出4個護(hù)樁，埋設(shè)在鎖口中心位置，用混凝土澆筑埋好的護(hù)樁，形成保護(hù)層，以免破損。在作業(yè)過程中，必須復(fù)核護(hù)樁的樁基中心及高程，及時糾偏調(diào)整，確保護(hù)樁不偏離樁心，且具有準(zhǔn)確基準(zhǔn)高程。

2.4 排水施工措施

為了確保作業(yè)安全，必須制定科學(xué)的排水方案，及時引排地表水。該大橋鄰近鐵路沿線，樁基施工中很少有地下水，因此須著重引排地表水。無須在樁基孔內(nèi)設(shè)集水井，但在施工現(xiàn)場需配置抽水機，一旦地下水滲入樁基孔內(nèi)，能在第一時間進(jìn)行抽排。

2.5 提升支架及其他設(shè)施

孔口操作平臺施作完工并驗收合格，需在平臺上搭設(shè)提升結(jié)構(gòu)，包括定型井架、雙排防雨支架、防墜器、卷揚機等部件，形成整套挖孔樁提升系統(tǒng)。為防止樁孔口有雨水滲入，可加設(shè)彩鋼瓦大型防水棚，確保雨天也能正常施工。為保證樁基孔內(nèi)人員操作安全，通風(fēng)設(shè)施、照明設(shè)備、防毒裝備等應(yīng)配備齊全。

挖孔樁提升系統(tǒng)工作流程：樁基底人工出渣→棄渣入桶→電動卷揚機將吊桶輸送到地面→棄渣倒入手推車→轉(zhuǎn)運至存渣場集中堆放→棄土場填埋、加強環(huán)保綠化。

2.6 井口及護(hù)壁

樁孔開挖過程的支護(hù)方案為鋼筋混凝土護(hù)壁，護(hù)壁混凝土厚度上、下分別為20 cm、15 cm，節(jié)高為90 cm，護(hù)壁混凝土強度與樁基樁身混凝土同級。

護(hù)壁澆筑模板用鋼模板拼裝形成，護(hù)壁模板可實現(xiàn)循環(huán)利用。護(hù)壁采用人工澆筑混凝土，用鐵扦插搗護(hù)壁澆筑邊，使混凝土更為密實，自上而下形成圓形支撐?；炷敛鹉l件應(yīng)根據(jù)具體氣候，時間至少超過24 h，混凝土強度需達(dá)到70%及以上。

2.7 強風(fēng)化巖和土層挖孔方案要點

樁基施工方案為人工挖孔，從上至下逐層開挖，先開挖中間部位，再延伸向周邊，孔徑以+5 cm左右為宜；開挖至巖層后，使用傳統(tǒng)工具無法繼續(xù)開挖，該項目引入水磨鉆技術(shù)施工。

(1)雨季開挖樁基時，為確保雨天不影響施工進(jìn)度，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的具體條件，在樁基洞口搭設(shè)防雨棚，用鋼管支架搭設(shè)，確保在雨天作業(yè)時，雨水不會滲入樁基中。

(2)樁基開挖至巖層，開始采用水磨鉆技術(shù)施工，采用這一施工技術(shù)應(yīng)分節(jié)推進(jìn)，節(jié)深0.6 m，通常使用風(fēng)鎬、水磨鉆、裝渣桶等工具施工。

(3)如遇樁基內(nèi)積水、滲水，對正常樁基作業(yè)產(chǎn)生影響，必須先抽出孔內(nèi)積水，用水泵抽取；為確保樁基底空氣流通，應(yīng)向孔內(nèi)輸送新鮮空氣，采用專用鼓風(fēng)機自孔底向上吹，實現(xiàn)孔內(nèi)與地面之間的空氣對流。

(4)在巖層不穩(wěn)定的條件下開挖樁基，應(yīng)采取護(hù)壁支護(hù)方法，用混凝土澆筑護(hù)壁；混凝土厚度及鋼筋設(shè)置嚴(yán)格遵照項目施工圖紙的要求，同時應(yīng)考慮水磨鉆施作范圍會擴大的情況，對樁徑進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整，同步采用加厚護(hù)壁的方案進(jìn)行控制。

2.8 堅石、次堅石水磨鉆機施工要點

(1)構(gòu)成開挖巖體臨空面：鉆孔點布置、內(nèi)徑孔壁基線設(shè)計均應(yīng)遵照設(shè)計尺寸布置開挖面，以170 mm直徑的鉆頭進(jìn)行鉆取，鉆巖大致0.6 m深，以15°傾角向孔壁往外鉆，使樁基巖石鉆取后，構(gòu)成一個臨空面。

(2)樁基巖體開挖：將樁基巖體劃分為3等份，依托平均劃分的基準(zhǔn)線，配合水磨鉆技術(shù)鉆取巖芯，構(gòu)成3個單獨的巖體；樁基中端位置的巖體用風(fēng)鎬繼續(xù)打孔，最后形成6等份。

(3)將鋼楔插入至風(fēng)鎬孔，并進(jìn)行錘擊，使巖體裂開：將鋼楔打進(jìn)風(fēng)鎬鉆孔之中，并用大錘進(jìn)行捶打，受沖擊力、擠壓力持續(xù)作用，巖體底部會剪切破裂，從而分解、裂開。

(4)棄渣裝入吊桶內(nèi)，出渣采用電動垂直提升系統(tǒng)，水磨鉆施作后的棄渣需依次出渣，從樁孔一側(cè)到另一側(cè)，由電動垂直提升系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)出渣。

(5)調(diào)整樁基孔壁及下次循環(huán)作業(yè)前的準(zhǔn)備工作：水磨鉆鉆取工序施作后，樁基孔壁內(nèi)部會產(chǎn)生鋸齒狀形態(tài)。以免影響樁徑空間，應(yīng)對周邊偏位、錯位情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，將樁徑內(nèi)多余的巖體清除；對樁基底部偏位進(jìn)行監(jiān)控，并及時調(diào)整，完成此步驟后，循環(huán)下次作業(yè)。

2.9 成孔質(zhì)量控制

成孔控制指標(biāo)見表1。

表1 成孔質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

3 施工質(zhì)量控制

3.1 做好安全施工保障措施

質(zhì)量控制的前提是需要做好安全控制。首先，加強項目管理人員安全意識，提升安全管理水平，實現(xiàn)齊抓共管安全的工作局面；其次，加強安全教育，結(jié)合各施工工序、工種的不同開展安全教育，提升安全教育的針對性、實效性，凸顯安全教育效果；再次，相關(guān)安全管理人員項目安全風(fēng)險源辨識不足，導(dǎo)致風(fēng)險源動態(tài)管理不佳。應(yīng)強化提升項目管理人員的安全理念，樹立安全效益的思想，根據(jù)項目生產(chǎn)活動實際，動態(tài)管理風(fēng)險源；最后，結(jié)合工程項目施工特點，制定完善的安全管理制度，確保生產(chǎn)施工中按章操作，有效規(guī)避各項風(fēng)險。

3.2 加強橋梁樁基施工過程中的管理

在橋梁樁基施工過程中，嚴(yán)格按照施工管理制度實施管理，并安排專業(yè)監(jiān)理人員對施工質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控，確保施工工藝和流程嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，同時施工必須按照施工設(shè)計圖開展，不得隨意變更經(jīng)審核通過后的設(shè)計圖紙，同時為保障施工質(zhì)量，在施工過程中對特殊設(shè)備的操作人員必須安排專業(yè)培訓(xùn)，確保施工過程中不會因為人為操作失誤而導(dǎo)致的施工安全事故和質(zhì)量事故。

3.3 及時做好常見質(zhì)量問題防治

(1)孔斜、塌孔以及縮擴徑

橋梁樁基施工必須在地基上鉆孔，地基的地質(zhì)構(gòu)成會影響鉆孔的設(shè)備材料選擇和鉆孔的方式選擇，在水磨鉆鉆孔施工過程中，由于地質(zhì)原因?qū)е裸@頭受力不均，極易導(dǎo)致孔斜的發(fā)生同時也容易造成水磨鉆鉆孔孔徑過大或者過小，都會嚴(yán)重影響橋梁樁基的后續(xù)施工；在水磨鉆鉆孔施工過程中，對于孔壁所采用的水泥砂漿以及加水量的控制也十分重要，對于鉆孔的時間掌握以及提鉆速度的控制都會對鉆孔的施工成效造成影響，一旦控制材料不符合要求或者是施工工藝把握不準(zhǔn)，容易導(dǎo)致鉆孔的坍塌。

(2)樁基與承臺連接不良

在橋梁樁基的施工過程中，樁基與承臺的連接處一般處于水面或者地表與空氣之間，受到自然因素的影響較大，施工過程中一旦出現(xiàn)澆筑混凝土質(zhì)量問題或者是澆筑振搗力度控制不當(dāng)，及其容易導(dǎo)致樁基與承臺的連接處出現(xiàn)混凝土縫隙，或者直接導(dǎo)致鋼筋外露，從而給整個橋梁工程的施工和使用造成極大的安全隱患。因此，在施工過程中，應(yīng)該做好樁基與承臺的連接。

(3)鋼筋籠偏移

鋼筋籠由于設(shè)計長度比較長，在橋梁樁基施工中容易造成其中心軸線與基樁樁身混凝土軸線不在同一標(biāo)線上。造成鋼筋籠偏移的原因有多種，其一是在混凝土澆筑過程中，由于混凝土上浮力的作用，導(dǎo)致的鋼筋籠位置上移；其二是在鋼筋籠起吊時由于受力不均引發(fā)的形變，導(dǎo)致焊接過程中上下軸線并不在同一直線上；其三是因為在整體設(shè)計過程中對于鋼筋籠的位置及距離設(shè)計不合理導(dǎo)致的鋼筋籠偏移；其四是由于工作人員未按照鋼筋籠設(shè)計施工圖進(jìn)行嚴(yán)格施工導(dǎo)致的鋼筋籠偏移。因此，需要根據(jù)這些原因進(jìn)行防治。

(4)碰撞引起的樁身缺陷

在橋梁樁基的施工中，有許多重型機械參與施工，在整個施工過程中，由與操作人員的操作不當(dāng)引起的重型機械與樁基碰撞而導(dǎo)致的樁身外形缺陷也是施工常見的質(zhì)量問題之一。因此，需要做好機械設(shè)備的操作。

3.4 完善橋梁樁基施工完成后的質(zhì)量檢測

在橋梁樁基施工完成后，必須對整個樁基進(jìn)行質(zhì)量整體檢測，以確保樁身的完整性和可靠性，同時對樁基的承壓能力和抗震能力以及形變和沉降做出精確的分析，對于施工過程的記錄文件和評價報告必須予以做出精確的分析，在橋身部分施工時，必須實施監(jiān)控樁基的變化，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)予以及時修復(fù)。

4 結(jié) 論

文章通過論述某公路大橋樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，證明此施工工藝比其他方法更加安全，更能保證施工質(zhì)量，其特點如下：(1)該樁基施工作業(yè)中無需爆破，避免飛石墜落；施工設(shè)備小，無傾覆風(fēng)險，可減少對周邊環(huán)境的擾動；不會影響正常車輛行駛，不會威脅周邊構(gòu)筑物安全；(2)水磨鉆法施工可直觀觀測及管控成孔情況，樁徑、沉渣等情況均可直接檢測，施工作業(yè)簡單，無附加要求，只需遵循一般作業(yè)程序，并把握樁體灌注質(zhì)量即可。

綜上所述，水磨鉆法施工具有設(shè)備輕便、操作簡單、占用面積小、作業(yè)可靠等優(yōu)點，能保證項目進(jìn)度、成本及質(zhì)量。無須爆破，很少擾動周邊環(huán)境，環(huán)保性、安全性俱佳。對沒有機械作業(yè)、爆破作業(yè)條件的狹窄場所或臨近公路、鐵路等樁基施工，具有良好的適用性。