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(diǎn)

目前大部分工程項(xiàng)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(wèn)題包括：(1)工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)條件不符合，施工成本較高；(2)作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的噪聲和振動(dòng)，對(duì)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(shì)是成本。當(dāng)前油料價(jià)格、原材料成本上漲，加之政府對(duì)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(shì)更加凸顯。除了成本優(yōu)勢(shì)之外，工期優(yōu)勢(shì)是水磨鉆法施工的另一大優(yōu)勢(shì)。此法很少擾動(dòng)地層，且無(wú)須爆破，可在同一區(qū)域內(nèi)多點(diǎn)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(xiàng)目施工過(guò)程中采用的機(jī)械設(shè)備較小，不會(huì)破壞相鄰結(jié)構(gòu)，對(duì)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(tái)

(1)基定位

樁基定位是一項(xiàng)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(guò)程。基于設(shè)計(jì)圖紙精準(zhǔn)計(jì)算坐標(biāo)，應(yīng)用全站儀進(jìn)行樁基定位。采用“換手測(cè)量”的方法進(jìn)行放樣測(cè)量，即為了確保測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，確保初始測(cè)量偏差控制在一定范圍內(nèi)，應(yīng)在測(cè)量過(guò)程中互換前后視。

(2)作業(yè)平臺(tái)

完成樁基定位工序后，施工作業(yè)平臺(tái)。施工作業(yè)平臺(tái)除了滿(mǎn)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(tái)的質(zhì)量對(duì)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(tái)的質(zhì)量，確保滿(mǎn)足安全作業(yè)需求。用C15混凝土澆筑平臺(tái)基面，整個(gè)平臺(tái)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(tái)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(tái)工序后，在正式開(kāi)挖孔樁之前，基于樁位放樣點(diǎn)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(gè)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(guò)程中，必須復(fù)核護(hù)樁的樁基中心及高程，及時(shí)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(shí)引排地表水。該大橋鄰近鐵路沿線(xiàn)，樁基施工中很少有地下水，因此須著重引排地表水。無(wú)須在樁基孔內(nèi)設(shè)集水井，但在施工現(xiàn)場(chǎng)需配置抽水機(jī)，一旦地下水滲入樁基孔內(nèi)，能在第一時(shí)間進(jìn)行抽排。

2.5 提升支架及其他設(shè)施

孔口操作平臺(tái)施作完工并驗(yàn)收合格，需在平臺(tái)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?yè)P(yáng)機(jī)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(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)將吊桶輸送到地面→棄渣倒入手推車(chē)→轉(zhuǎn)運(yùn)至存渣場(chǎng)集中堆放→棄土場(chǎng)填埋、加強(qiáng)環(huán)保綠化。

2.6 井口及護(hù)壁

樁孔開(kāi)挖過(guò)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(qiáng)度與樁基樁身混凝土同級(jí)。

護(hù)壁澆筑模板用鋼模板拼裝形成，護(hù)壁模板可實(shí)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(shí)，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(shí)間至少超過(guò)24 h，混凝土強(qiáng)度需達(dá)到70%及以上。

2.7 強(qiáng)風(fēng)化巖和土層挖孔方案要點(diǎn)

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

(1)雨季開(kāi)挖樁基時(shí)，為確保雨天不影響施工進(jìn)度，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，雨水不會(huì)滲入樁基中。

(2)樁基開(kāi)挖至巖層，開(kāi)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(duì)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(zhuān)用鼓風(fēng)機(jī)自孔底向上吹，實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)與地面之間的空氣對(duì)流。

(4)在巖層不穩(wěn)定的條件下開(kāi)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(xiàng)目施工圖紙的要求，同時(shí)應(yīng)考慮水磨鉆施作范圍會(huì)擴(kuò)大的情況，對(duì)樁徑進(jìn)行對(duì)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(jiān)石、次堅(jiān)石水磨鉆機(jī)施工要點(diǎn)

(1)構(gòu)成開(kāi)挖巖體臨空面：鉆孔點(diǎn)布置、內(nèi)徑孔壁基線(xiàn)設(shè)計(jì)均應(yīng)遵照設(shè)計(jì)尺寸布置開(kāi)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(gè)臨空面。

(2)樁基巖體開(kāi)挖：將樁基巖體劃分為3等份，依托平均劃分的基準(zhǔn)線(xiàn)，配合水磨鉆技術(shù)鉆取巖芯，構(gòu)成3個(gè)單獨(dú)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(kāi)：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(huì)剪切破裂，從而分解、裂開(kāi)。

(4)棄渣裝入吊桶內(nèi)，出渣采用電動(dòng)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(dòng)垂直提升系統(tǒng)實(shí)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(huì)產(chǎn)生鋸齒狀形態(tài)。以免影響樁徑空間，應(yīng)對(duì)周邊偏位、錯(cuò)位情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，將樁徑內(nèi)多余的巖體清除；對(duì)樁基底部偏位進(jìn)行監(jiān)控，并及時(shí)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(jiàn)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(qiáng)項(xiàng)目管理人員安全意識(shí)，提升安全管理水平，實(shí)現(xiàn)齊抓共管安全的工作局面；其次，加強(qiáng)安全教育，結(jié)合各施工工序、工種的不同開(kāi)展安全教育，提升安全教育的針對(duì)性、實(shí)效性，凸顯安全教育效果；再次，相關(guān)安全管理人員項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)不足，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)源動(dòng)態(tài)管理不佳。應(yīng)強(qiáng)化提升項(xiàng)目管理人員的安全理念，樹(shù)立安全效益的思想，根據(jù)項(xiàng)目生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)際，動(dòng)態(tài)管理風(fēng)險(xiǎn)源；最后，結(jié)合工程項(xiàng)目施工特點(diǎn)，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(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 加強(qiáng)橋梁樁基施工過(guò)程中的管理

在橋梁樁基施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照施工管理制度實(shí)施管理，并安排專(zhuān)業(yè)監(jiān)理人員對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)施工必須按照施工設(shè)計(jì)圖開(kāi)展，不得隨意變更經(jīng)審核通過(guò)后的設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)為保障施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中對(duì)特殊設(shè)備的操作人員必須安排專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，確保施工過(guò)程中不會(huì)因?yàn)槿藶椴僮魇д`而導(dǎo)致的施工安全事故和質(zhì)量事故。

3.3 及時(shí)做好常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題防治

(1)孔斜、塌孔以及縮擴(kuò)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(huì)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(guò)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(shí)也容易造成水磨鉆鉆孔孔徑過(guò)大或者過(guò)小，都會(huì)嚴(yán)重影響橋梁樁基的后續(xù)施工；在水磨鉆鉆孔施工過(guò)程中，對(duì)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(duì)于鉆孔的時(shí)間掌握以及提鉆速度的控制都會(huì)對(duì)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(tái)連接不良

在橋梁樁基的施工過(guò)程中，樁基與承臺(tái)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(guò)程中一旦出現(xiàn)澆筑混凝土質(zhì)量問(wèn)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(tái)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(gè)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(guò)程中，應(yīng)該做好樁基與承臺(tái)的連接。

(3)鋼筋籠偏移

鋼筋籠由于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，在橋梁樁基施工中容易造成其中心軸線(xiàn)與基樁樁身混凝土軸線(xiàn)不在同一標(biāo)線(xiàn)上。造成鋼筋籠偏移的原因有多種，其一是在混凝土澆筑過(guò)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(shí)由于受力不均引發(fā)的形變，導(dǎo)致焊接過(guò)程中上下軸線(xiàn)并不在同一直線(xiàn)上；其三是因?yàn)樵谡w設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于鋼筋籠的位置及距離設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)械參與施工，在整個(gè)施工過(guò)程中，由與操作人員的操作不當(dāng)引起的重型機(jī)械與樁基碰撞而導(dǎo)致的樁身外形缺陷也是施工常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題之一。因此，需要做好機(jī)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(cè)

在橋梁樁基施工完成后，必須對(duì)整個(gè)樁基進(jìn)行質(zhì)量整體檢測(cè)，以確保樁身的完整性和可靠性，同時(shí)對(duì)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(duì)于施工過(guò)程的記錄文件和評(píng)價(jià)報(bào)告必須予以做出精確的分析，在橋身部分施工時(shí)，必須實(shí)施監(jiān)控樁基的變化，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)予以及時(shí)修復(fù)。

4 結(jié) 論

文章通過(guò)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(diǎn)如下：(1)該樁基施工作業(yè)中無(wú)需爆破，避免飛石墜落；施工設(shè)備小，無(wú)傾覆風(fēng)險(xiǎn)，可減少對(duì)周邊環(huán)境的擾動(dòng)；不會(huì)影響正常車(chē)輛行駛，不會(huì)威脅周邊構(gòu)筑物安全；(2)水磨鉆法施工可直觀(guān)觀(guān)測(cè)及管控成孔情況，樁徑、沉渣等情況均可直接檢測(cè)，施工作業(yè)簡(jiǎn)單，無(wú)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(jiǎn)單、占用面積小、作業(yè)可靠等優(yōu)點(diǎn)，能保證項(xiàng)目進(jìn)度、成本及質(zhì)量。無(wú)須爆破，很少擾動(dòng)周邊環(huán)境，環(huán)保性、安全性俱佳。對(duì)沒(méi)有機(jī)械作業(yè)、爆破作業(yè)條件的狹窄場(chǎng)所或臨近公路、鐵路等樁基施工，具有良好的適用性。