常磊

（中交三公局第六工程有限公司，北京101100）

1 引言

樁基綜合施工是道路橋梁施工中一道重要的工序，是指對(duì)道路橋梁兩側(cè)的地基進(jìn)行開(kāi)挖、鉆孔、豎樁等一系列施工。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域得到迅速發(fā)展，交通公路逐漸進(jìn)入地形比較復(fù)雜、環(huán)境比較惡劣的地區(qū)。大多數(shù)道路橋梁樁基需要布設(shè)于地形地貌復(fù)雜地段，這對(duì)道路橋梁樁基綜合施工帶來(lái)了一定的難度。復(fù)雜地形條件不僅考驗(yàn)道路橋梁樁基綜合施工質(zhì)量控制，還對(duì)施工安全具有一定的影響。目前，國(guó)內(nèi)道路橋梁樁基綜合施工工藝還不夠成熟，無(wú)法保證復(fù)雜地形條件下的施工質(zhì)量和施工安全，因此，復(fù)雜地形條件下道路橋梁樁基綜合施工面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)對(duì)道路橋梁樁基施工的研究多數(shù)為正常情況下道路橋梁樁基綜合施工工藝，并沒(méi)有結(jié)合施工地區(qū)的地形地質(zhì)特點(diǎn)，也沒(méi)有考慮復(fù)雜地形條件下施工與普通施工相比的特殊性。而普通的施工技術(shù)并不適用于復(fù)雜地形條件下施工，對(duì)于該方面的研究還比較少，因此，本文對(duì)復(fù)雜地形條件下道路橋梁樁基綜合施工技術(shù)進(jìn)行探討。

2 復(fù)雜地形條件下道路橋梁樁基綜合施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

考慮到復(fù)雜的地形條件會(huì)影響樁基成孔施工質(zhì)量、材料運(yùn)輸方式、施工平臺(tái)穩(wěn)定性、樁孔開(kāi)挖爆破施工安全等，為了保證施工能夠順利進(jìn)行，在施工前需要做些必要的準(zhǔn)備工作。首先，對(duì)施工地段進(jìn)行試挖，試挖的目的是了解施工區(qū)域地形條件、樁位地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件等，預(yù)估施工區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，根據(jù)實(shí)際情況確定在施工過(guò)程中需要采取的防護(hù)措施，以及確定所采取的施工工藝的可行性。

其次，根據(jù)施工區(qū)域地形條件，規(guī)劃施工交通便道，為施工中吊機(jī)、運(yùn)輸車(chē)、施工人員通行提供良好的交通條件[1]。并且在地形陡峭和危險(xiǎn)地段張貼警示牌和警示標(biāo)語(yǔ)，并設(shè)立防護(hù)措施。

最后，根據(jù)道路橋梁樁基綜合施工圖示以及技術(shù)要求，確定放樣點(diǎn)計(jì)劃，對(duì)設(shè)定的放樣點(diǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù)確定放樣點(diǎn)橋梁樁阻力。

2.2 道路橋梁樁基成孔施工

成孔是道路橋梁樁基綜合施工的首道工序，其目的是為后續(xù)灌漿成樁做輔助工作。考慮到復(fù)雜地形條件下施工區(qū)域地表巖石種類(lèi)比較多，如果直接使用鉆機(jī)鉆孔或者人工開(kāi)挖會(huì)導(dǎo)致石料四濺，為了保證施工安全，首先在現(xiàn)場(chǎng)施工平臺(tái)上修建2～3 節(jié)護(hù)壁，具體護(hù)壁節(jié)數(shù)需要根據(jù)實(shí)際需求確定，其技術(shù)指標(biāo)如表1 所示。

表1 道路橋梁樁基護(hù)壁修建技術(shù)指標(biāo)

在護(hù)壁修建施工中，嚴(yán)格按照表1 中技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行。護(hù)壁搭建完成之后，由施工人員利用風(fēng)鎬等工具對(duì)樁基地表土層進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖直徑為事先設(shè)計(jì)的樁徑加護(hù)壁厚度，挖掘土方施工誤差要控制在3～5 cm，最大不得超出5 cm，誤差的過(guò)大會(huì)影響橋梁樁基的穩(wěn)定性。人工開(kāi)挖到設(shè)計(jì)深度的1/2 時(shí)，或者遇到硬度較高的巖層時(shí)，再使用風(fēng)鎬施工會(huì)影響施工進(jìn)度，因此，采用爆破技術(shù)對(duì)巖層進(jìn)行爆破[3]。利用特制的鐵桶將挖掘出的土料使用電動(dòng)提升架吊出孔外，以10 m 作為一節(jié)樁孔，每節(jié)樁孔內(nèi)的土方挖掘出去后，使用直徑較大的鐵桿或者竹竿在樁孔進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其目的是對(duì)孔底下方的土體是否經(jīng)過(guò)水浸泡進(jìn)行探測(cè)，防止后續(xù)施工過(guò)程中發(fā)生坍塌，如果發(fā)現(xiàn)孔底土體干燥，開(kāi)挖工作繼續(xù)進(jìn)行。

挖深達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，為了加固孔壁巖體穩(wěn)定性，防止施工后孔壁巖石脫落，在孔內(nèi)進(jìn)行混凝土護(hù)壁施工，采用C35 細(xì)石混凝土，其中細(xì)石料粒徑大小為50～60 mm[4]。護(hù)壁的形式分為外齒形和內(nèi)齒形兩種。外齒形相比較內(nèi)齒形施工工藝更為簡(jiǎn)單些，并且牢固性比較好，其外齒會(huì)對(duì)周?chē)膸r土產(chǎn)生一定的抓力，更適合用于復(fù)雜地形條件下道路橋梁樁基施工，因此，選用外齒形作為混凝土護(hù)壁施工形式，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 外齒形混凝土護(hù)壁結(jié)構(gòu)圖

如圖1 所示，混凝土護(hù)壁施工需要確定每節(jié)護(hù)壁長(zhǎng)度h 以及護(hù)壁直徑d，正常情況下護(hù)壁的厚度在15～20 cm，根據(jù)壁厚和樁孔直徑大小可以確定護(hù)壁直徑d，護(hù)壁長(zhǎng)度根據(jù)周?chē)貙哟_定[5]。如果護(hù)壁施工所在地層為弱風(fēng)化層，每節(jié)護(hù)壁長(zhǎng)度h 為5～7 m，如果護(hù)壁施工所在地層為微風(fēng)化層，每節(jié)護(hù)壁長(zhǎng)度h 為3～5 m。

2.3 成樁施工

成孔施工完成后進(jìn)行成樁施工，將預(yù)制的鋼筋籠下放到樁孔內(nèi)，鋼筋籠需要提前制作好，為了保證成樁施工質(zhì)量，需要根據(jù)計(jì)算的橋梁樁阻力大小確定所用鋼筋直徑大小，其計(jì)算公式為：

式中，r 為鋼筋直徑；H 為橋梁樁阻力。

每節(jié)護(hù)壁內(nèi)都要有一個(gè)鋼筋籠，根據(jù)護(hù)壁長(zhǎng)度確定鋼筋籠長(zhǎng)度，將制作的水泥砂漿灌注到護(hù)壁內(nèi)，灌注的混凝土高度需要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5～0.7 m[6]。在施工過(guò)程中要連續(xù)作業(yè)，如果中斷會(huì)降低混凝土水灰比，從而影響橋梁樁質(zhì)量。混凝土灌注完成之后，每日在其表面噴水，使其外表始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以此保證施工質(zhì)量。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

實(shí)驗(yàn)以某道路橋梁樁基施工項(xiàng)目為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該項(xiàng)目施工長(zhǎng)度為2 000 m，其施工要求如表2 所示。

表2 道路橋梁樁基施工要求

該項(xiàng)目所在地區(qū)地形比較復(fù)雜，巖石硬度較高，利用此次施工技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行綜合施工。樁基挖方施工中多次遇到硬度系數(shù)超過(guò)10 的巖體，采用了爆破成孔方法，其具體參數(shù)如表3 所示。

表3 道路橋梁樁基爆破參數(shù)表

施工完成之后，將施工路段分成8 組，對(duì)每組斷樁情況進(jìn)行檢驗(yàn)，記錄斷樁數(shù)量，隨機(jī)抽選出6 組斷樁數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)兩種技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

表4 兩種技術(shù)應(yīng)用下斷樁數(shù)量對(duì)比

從表4 中數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)用新技術(shù)施工后斷樁數(shù)量比較少，僅占總量的1%～2%，并且多數(shù)施工地段沒(méi)有出現(xiàn)斷樁情況；而應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)施工后斷樁數(shù)量最多達(dá)到26 根，占橋梁樁施工總量的26%，按照J(rèn)TG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，如果斷樁數(shù)量超過(guò)15%，則需要對(duì)該路段進(jìn)行二次施工，所采用的施工工藝質(zhì)量較差。從以上分析可以看出，設(shè)計(jì)技術(shù)比傳統(tǒng)技術(shù)更能滿(mǎn)足復(fù)雜地形條件下道路橋梁樁基綜合施工質(zhì)量需求，可以有效控制斷樁問(wèn)題的產(chǎn)生。

4 結(jié)語(yǔ)

樁基施工工藝是否合理直接關(guān)系到道路橋梁施工質(zhì)量，由于是在復(fù)雜地形條件下，施工技術(shù)的應(yīng)用與選擇非常關(guān)鍵，此次在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，提出了一種新的道路橋梁樁基綜合施工技術(shù)，有效解決了復(fù)雜地形條件下施工后斷樁問(wèn)題，為復(fù)雜地形條件下道路橋梁樁基綜合施工提供了技術(shù)支撐。