淺談跨粉煤灰?guī)靺^(qū)橋梁樁基施工技術(shù)的應(yīng)用

李炎軍

旋挖鉆施工技術(shù)是目前橋梁樁基施工中較為新型的施工技術(shù)之一，因其自身具有污染小、施工效率快、施工質(zhì)量和自動化程度高等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在橋梁樁基施工中，且通過該技術(shù)的應(yīng)用也改變了傳統(tǒng)樁基施工中存在的問題，降低了施工難度，保護了周邊環(huán)境質(zhì)量，進而為橋梁道路建設(shè)行業(yè)的發(fā)展提供了有利幫助。

一、項目概況

（一）工程簡介

粉煤灰?guī)靺^(qū)所處的場地地層主要由新近堆積粉煤灰吹填土層和第四系坡積土土層組成，基巖為第三系沉積粗砂巖、紅色粉砂巖和石炭紀灰?guī)r及前震旦紀千枚巖組成?；?guī)r為可溶性巖，溶洞發(fā)育，巖面變化較大，場地地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。為確?？缭交?guī)鞓驑蛄旱氖褂脡勖瑯蛄翰捎玫氖荄160鉆孔灌注樁穿透粉煤灰層和部分溶洞區(qū)嵌入微風(fēng)化千枚巖作為基礎(chǔ)持力層，開展相應(yīng)施工作業(yè)，以保證整體施工質(zhì)量。

（二）地基巖土層的性質(zhì)和均勻性

通過勘察資料顯示可以看出，本工程中存在的巖土層結(jié)構(gòu)和其具體特征為：第一，粉煤灰：灰黑色，濕，松密～稍密狀態(tài)，物質(zhì)成分主 要 為SiO2、AL2O3、FeO、TiO等組成，含有8%～10%有機質(zhì)，層厚6～31.5米，主要分布在表層，工程性能較差，性質(zhì)變化較大，基本全場分布。第二，粉質(zhì)黏土：黃褐色，可塑狀態(tài)，濕，物質(zhì)成分主要由黏粒、粉粒和少量細砂粒組成，屬殘坡積地層，主要位于粉煤灰?guī)靺^(qū)底部和周邊山體風(fēng)化層表層。第三，-1強風(fēng)化粗砂巖：灰白色，強風(fēng)化，濕，巖體裂隙很發(fā)育，極破碎，呈碎塊狀-散體狀結(jié)構(gòu)，主要分布在場地西側(cè)。第四，-2中風(fēng)化粗砂巖：灰白色，中風(fēng)化，巖石堅硬程度為軟巖，巖體完整程度為破碎，巖體基本質(zhì)量等級為V類。第五，-1全風(fēng)化粉砂巖：紫紅色，全風(fēng)化，濕，巖體風(fēng)化呈土狀，主要分布在場地中部，分布較廣泛。第六，-2強風(fēng)化粉砂巖：紫紅色，強風(fēng)化，工程性能較好，性質(zhì)較均勻。第七，-1強風(fēng)化千枚巖：黃褐色，強風(fēng)化，濕，巖體完整程度為極破碎。主要分布在場地兩側(cè)。第八，-2中風(fēng)化千枚巖：灰黑色、青灰色，中風(fēng)化，濕，巖體裂隙發(fā)育，巖體破碎，呈碎塊狀-層狀結(jié)構(gòu)，其層頂埋深為27.90～69.20米。第九，-3微風(fēng)化千枚巖：灰黑色，微風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，呈塊狀、厚層狀構(gòu)造，能見明顯的千枚巖層理構(gòu)造，主要分布在場地東側(cè)。第十，充填土：黃褐色，濕，基本上呈可塑狀態(tài)，局部呈軟塑狀態(tài)，物質(zhì)成分為黏性土、風(fēng)化千枚巖碎屑、砂性土和少量石英碎石組成，充填土層中可能含有灰?guī)r孤石，其強度較低，高壓縮性，主要為灰?guī)r溶洞沖填物，其層頂埋深為15.30～40.60米，層厚達10.00～40.00米。主要分布在場地兩側(cè)。第十一，灰?guī)r：灰白色、灰黑色，濕，巖體裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，厚層狀結(jié)構(gòu)，巖石堅硬程度為較硬巖，埋深在25.50～46.30米，分布在橋梁兩側(cè)。

表1 穩(wěn)定液的主要材料表

（三）總體方案

由于該工程位于粉煤灰堆積庫區(qū)域內(nèi)，所以在樁基施工中先進行粉煤灰開挖至樁頂標高下一米的距離時，進行換填鉆孔平臺，之后再利用振動錘插打鋼護筒的方式，使其達到標高設(shè)計要求，利用旋挖鉆施工技術(shù)進行粉煤灰層和土層的鉆孔施工，然后再利用沖擊鉆進行巖層施工。

二、旋挖、沖擊鉆孔樁施工技術(shù)

（一）泥漿（穩(wěn)定液）制備

1.原材料。泥漿在制備過程中要確保其密度、黏度以及PH值含沙量等指標參數(shù)在規(guī)定的標準范圍內(nèi)，這樣才能有效保證其性能的穩(wěn)定，符合施工具體要求。泥漿中的膨潤土需按照國家規(guī)定的標準要求進行選購，選擇黏粒含量大于50%，塑性指標大于20，含砂量小于5%，且在泥漿制備中，二氧化硅和三氧化鋁材質(zhì)的比例要在黏土3～4倍，以提高泥漿質(zhì)量。具體內(nèi)容如表1所示。

2.配合比。配合比的確定需要結(jié)合地基土的性能和狀態(tài)、鉆機的情況以及工程施工的具體要求。通常情況下，100升的水中需要加8千克左右的膨潤土，對于黏性土只需加入4千克左右的膨潤土。所以工作人員需要結(jié)合土層的實際情況，確定配合比內(nèi)容，以優(yōu)化泥漿性能，為后續(xù)施工質(zhì)量的保障奠定基礎(chǔ)。

（二）灌注樁成孔施工技術(shù)

1.施工測量與鋼護筒插釘施工技術(shù)。在完成鉆孔平臺開挖作業(yè)并實施填平處理后，需要利用全站儀對孔樁位置予以確定，并利用吊機實施鋼護筒的插打作業(yè)。其中需要注意的重點事項有：第一，鋼護筒要選擇厚度在20毫米以上的A3鋼板卷制，且直徑控制在1.7米左右。第二，鋼護筒應(yīng)以8.5米左右的長度進行分段制作，確保其質(zhì)量。第三，由于鋼護筒是以拼接形式連接的，所以在拼接過程中應(yīng)注意其連接性，并確保整體長度符合工程的實際要求。第四，在鋼護筒插入過程中，需保證其位置的垂直性、準確性，不得存在較大偏差，且插打流程要嚴格按照施工流程進行操作。具體流程：場地換填清理平整→測量放樁位→插打鋼護筒→校核鋼護筒垂直度→鉆機就位→鉆孔施工。

2.旋挖鉆成孔施工技術(shù)。在施工過程中需要在動力頭轉(zhuǎn)動底門的位置上安裝筒式鉆斗機，以保證巖土層的施工質(zhì)量，同時還需利用卷揚機、伸縮鉆桿等設(shè)備進行卸土，減少雜質(zhì)混入，以加強鉆孔深度的合理性。在鋼護筒插入過程中，可根據(jù)土層結(jié)構(gòu)選擇合適的鉆進方式，如干式鉆進法、清水鉆進法等，且無須泥漿護壁。但對于較為松散或者存在地下水的土層來說，則需要采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝來確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少危險的發(fā)生。在施工過程中，應(yīng)及時查看鉆頭情況，一旦發(fā)現(xiàn)其存在磨損，務(wù)必及時更換，保證工作效率。

3.沖擊成孔施工技術(shù)。沖孔樁機主要是在中風(fēng)化、微風(fēng)化千枚巖中成孔。首先樁基就位。就位過程中，要確保鋼絲繩中心與樁機位中心的一致性，以免在施工中存在偏差等問題，影響孔洞質(zhì)量。其次沖擊成孔。由于本工程采用了填筑平整鉆孔平臺，其護筒腳下的土層相對較為松散，所以在鉆孔前需要添加適量的黏土，并調(diào)整其沖程情況，來確保施工質(zhì)量。另外，在沖程過程中，應(yīng)根據(jù)土層、巖石層的情況合理區(qū)分沖程情況，如礫石、漂石類土層可以采用高沖程；松散土層可以采用中沖層，這樣能夠更好地降低鉆孔中產(chǎn)生的振動頻率，避免坍塌問題的出現(xiàn)。再次，檢孔工序在成孔后，下鋼筋籠這一階段內(nèi)，且要根據(jù)實際孔徑情況制作合理的檢孔器。在檢查過程中，將檢孔器緩慢的放入孔內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)下放過程中暢通無阻，則說明孔徑大于籠徑；如果遇到阻礙，則說明孔徑設(shè)置存在問題，需要采取合理方式予以解決。最后為砼的灌注。首批混凝土灌注采用的是撥球法施工，利用大集料斗和導(dǎo)管將砼料灌注到指定位置，在首批砼灌注完成后，利用小集料斗進行后續(xù)澆筑作業(yè)，直到完成整根樁的澆筑作業(yè)。在砼灌注時，需確?；炷镣撩娴母叨?、強度等與實際要求相符，及時調(diào)整導(dǎo)管掩埋深度，讓其不超過2～6米。且頂面的澆筑標高應(yīng)控制在0.8米以上，并對多余部分予以提出。灌注過程中務(wù)必做好詳細記錄，便于后期檢查工作的開展。

三、溶洞處理

（一）一般溶洞處理

一般溶洞指的是高度在4米以內(nèi)，且連通性較差的溶洞。在處理過程中，要先結(jié)合勘察情況和超前鉆資料制定合理的施工方案，以加強土質(zhì)設(shè)計的準確性，且要求工作人員詳細了解溶洞情況以及施工技術(shù)，從而促進施工的有序進行。在擊穿洞頂前，應(yīng)使用小沖程緩慢進行，避免卡鉆情況的發(fā)生。當施工中存在泥漿面下降、孔內(nèi)水位變化較大、鉆進速度較快等情況時，表面已經(jīng)進入溶洞。

（二）大型溶洞處理

對于高于4米，連通性較好的溶洞，需按照大型溶洞完成處理工作，其通常采用的方式有片石水泥造壁法和灌注混凝土護壁二次成孔鉆進法這兩種。

1.片石水泥土造壁法。在施工過程中，一旦出現(xiàn)漏漿情況，要及時采用泥漿填補，并向孔中拋袋裝水泥和黏土、片石混合物的方式來降低漏漿影響，待改善后方可開展鉆進工作。在鉆進過程中，應(yīng)確保在泥漿凝結(jié)前完成作業(yè)內(nèi)容，以免因漿液凝固影響鉆進效果和質(zhì)量。

2.灌注混凝土護壁二次成孔鉆進法。在處理填充物為流塑狀溶洞時，很容易出現(xiàn)涌水、涌漿等情況，這時可以采用該方法對其進行改善，以保證泥漿側(cè)向壓力的平穩(wěn)性。在施工作業(yè)中，可以在擊穿溶洞頂板后加大泥漿注入比重，減少上述情況的發(fā)生，保證護壁質(zhì)量。而在鉆至溶洞底板后，可以通過完善混凝土溶液灌注的方式來保證其穩(wěn)固性。此外，在整體施工過程中，還應(yīng)合理控制施工順序，通過分段施工的方式來提高整體施工質(zhì)量，減少坍塌等危險的發(fā)生。

（三）樁基施工質(zhì)量控制

1.孔壁坍孔及預(yù)防措施。造成孔壁坍塌的原因主要有：提升下落沖錘和掏渣桶時發(fā)生的孔壁碰撞；護筒周圍保護措施不合理，產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，影響孔壁質(zhì)量；泥漿注入不合理或者泥漿密度不足；松散土層中進尺速度較快。所以在實際施工中，應(yīng)保證下落沖錘和掏渣桶的穩(wěn)定性，減少碰撞的發(fā)生；同時還要強化護筒周邊的防護效果，提高泥漿灌注質(zhì)量，減少問題的產(chǎn)生；在松散土層施工中，應(yīng)合理控制進尺速度。

2.成孔偏位及預(yù)防措施。成孔偏位的產(chǎn)生原因有：樁機安裝中，應(yīng)做好支撐和固定作業(yè)以避免其存在不穩(wěn)定的情況，另外若土層結(jié)構(gòu)變化還會使得樁機位置出現(xiàn)偏移。其預(yù)防措施為：首先，對樁機進行加固處理，加強其位置的穩(wěn)定性。其次，對地層結(jié)構(gòu)實行詳細勘察，對不均勻區(qū)域予以填充，加強其平整性。且在回填過程中，需合理選擇回填材料，并確定高程數(shù)值，減少偏差的產(chǎn)生。最后，在填充完成后，需靜止2小時左右，確定樁位的準確性，以免影響施工效果。穿過傾斜巖層過程中，可采用自重較大的沖擊鉆，以低錘密擊的方法進行。

四、結(jié)語

在跨粉煤灰?guī)靺^(qū)橋梁樁基施工中，應(yīng)當結(jié)合場地整體地質(zhì)情況合理選擇樁基施工技術(shù)，設(shè)計合理的施工方案內(nèi)容，以促進施工作業(yè)的有序進行，減少坍塌等問題的出現(xiàn)。與此同時，在施工過程中，還要對存在的問題予以及時發(fā)現(xiàn)和解決，以避免問題擴大影響樁基整體施工效果，增大危險系數(shù)。唯有如此，才能有效提高橋梁樁基施工質(zhì)量，優(yōu)化橋梁使用性能，進而為我國交通行業(yè)的進一步發(fā)展貢獻力量。