河床斜坡巖層樁基施工方法

趙仕國(guó)

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司， 四川 成都 610041)

1 工程概況

仁壽至屏山新市公路沐川樞紐互通式立交馬邊連接線 2號(hào)大橋上跨 G213國(guó)道、沐溪河，起止樁號(hào)為NK0+816～NK1+266，總長(zhǎng)453米。N14#墩位于沐溪河中，左幅樁號(hào)為NK1+131，右幅樁號(hào)為NK1+141，左右幅錯(cuò)跨10米。采用筑島方式進(jìn)行樁基施工，填筑厚度為3～4.5米，筑島填料為紅線區(qū)域內(nèi)挖取紅線內(nèi)弱風(fēng)化紅色細(xì)砂巖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，枯水期水面以下 0.5～1.5米處為砂卵層，河床面為一斜面，一個(gè)顆樁基左側(cè)砂卵層厚為3m，右側(cè)砂卵層厚為3.5m，坡度達(dá)到25%，卵石最大粒徑約30cm，砂卵層下為弱風(fēng)化紅色細(xì)砂巖（基巖）。

2 樁基施工

2.1 筑島圍堰

通過圖紙查看該墩地質(zhì)狀況，調(diào)查了解該墩氣象、水文條件及地形實(shí)際，馬邊連接線2號(hào)大橋N14#墩樁基位于沐溪河中，但距岸邊較近，且水深較淺，根據(jù)該墩位的地質(zhì)和水文條件，擬通過設(shè)置內(nèi)外兩層麻袋、層間填心，紅線內(nèi)弱風(fēng)化紅色細(xì)砂巖充填中間的筑島圍堰方法的進(jìn)行沐溪河中樁基施工。

（1）麻袋準(zhǔn)備：向麻袋加入透水性差的粘土，裝至麻袋的1/2～1/3處，用細(xì)鐵絲扎口，使其牢固不破。

（2）麻袋運(yùn)放：通過工人配合按由近向遠(yuǎn)的方向進(jìn)行運(yùn)放。

（3）填心：采用透水性差的粘土填充。圍堰施工結(jié)束，通過修建的臨時(shí)便道運(yùn)送弱風(fēng)化紅色細(xì)砂巖至圍堰內(nèi)進(jìn)行筑島施工，預(yù)留樁基位置，筑島高于常水位1.5m以上。

故對(duì)于該部分位于沐溪河中N14#墩樁基采用筑島圍堰法進(jìn)行的平臺(tái)施工，樁基施工采用“特殊處理旋挖成孔”工藝，水下澆注砼成樁。

2.2 方案的確定

（1）根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，14#墩河床底3.0～3.5米砂礫層，砂礫石一下為紅細(xì)砂巖，且河床下巖層橫向坡度較大。

（2）方案比選

① 如采用沖擊成孔，投入時(shí)間長(zhǎng)，成本大、水環(huán)保影響大。

② 如采用采用回旋鉆機(jī)成孔，容易引起塌孔，沉渣較多，不能保證成孔及成孔質(zhì)量。

綜上所述，本項(xiàng)目考慮既不影響工期、成本、環(huán)水保的條件下，似考慮護(hù)筒采用震動(dòng)錘埋設(shè)、護(hù)筒增大，護(hù)筒入巖處澆筑砼等措施特殊處理，采用回旋鉆施工樁基。

2.3 特殊措施處理樁基施工工藝

（1）測(cè)量放樣

按照施工設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)測(cè)量技術(shù)規(guī)范，用全站儀將每根鉆孔灌注樁的平面位置在地面作業(yè)平臺(tái)上精確放樣，標(biāo)記樁應(yīng)合理布設(shè)，妥善保護(hù)，施工過程中，若有損壞或移動(dòng)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)復(fù)位，以確保鉆孔位置的準(zhǔn)確。

（2）埋設(shè)護(hù)筒

人工配合挖掘機(jī)在筑島平臺(tái)上按測(cè)定位置進(jìn)行定位護(hù)筒，采用振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，入土深度盡量靠近基層，同時(shí)下沉過程中應(yīng)采四周均勻振動(dòng)保證護(hù)筒的垂直度滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求及中心偏位不超過 2cm。護(hù)筒采用 1cm厚鋼板卷制，護(hù)筒直徑比樁徑大50cm。護(hù)筒周圍用粘土對(duì)稱回填、夯實(shí)，使之不漏水。樁護(hù)筒頂面標(biāo)高高出地面0.3m，利用四個(gè)控制樁點(diǎn)復(fù)測(cè)，護(hù)筒與樁基中心線是否一致，并用油漆在護(hù)筒邊做好記號(hào)。

（3）鉆機(jī)就位

采用旋挖鉆機(jī)施工的樁基，在護(hù)筒埋設(shè)后，重新放出樁中心線，重新就位旋挖鉆機(jī)。同時(shí)，旋挖鉆機(jī)就位前，檢查施工各項(xiàng)工作準(zhǔn)備情況，主要包括：a.場(chǎng)地平整，b.機(jī)械設(shè)備檢查，c.鉆機(jī)中心與樁中心對(duì)中情況，d.檢查鉆機(jī)的鉆桿豎直度，符合規(guī)范后及時(shí)鎖定調(diào)整系統(tǒng)，e.底座穩(wěn)固平整度檢查。樁的鉆孔開鉆時(shí)間應(yīng)在距5m內(nèi)的任何樁砼灌注完成后24小時(shí)后方可開鉆,以避免干擾鄰樁砼的凝固。測(cè)定護(hù)筒標(biāo)高，作為控制孔底標(biāo)高的依據(jù)。鉆機(jī)就位要精確，安放要牢固，鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)控制十字中心。

（4）鉆孔

鉆機(jī)采用大于設(shè)計(jì)樁徑50 cm鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程應(yīng)穩(wěn)而慢，使開口準(zhǔn)確，鉆進(jìn)進(jìn)度要循序漸進(jìn)，根據(jù)地質(zhì)斷面資料及鉆進(jìn)過程觀察巖層變化確定入巖位置。確定入巖標(biāo)高后再超鉆50cm后停機(jī)、移走回旋鉆機(jī)，并隨時(shí)觀察孔內(nèi)狀況。傾斜度不大于1%，保持孔內(nèi)適當(dāng)?shù)乃^高度，避免塌孔現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（5） 導(dǎo)管安裝

通過設(shè)計(jì)孔深來確定導(dǎo)管的總長(zhǎng)度，導(dǎo)管標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑為25cm，單節(jié)段導(dǎo)管采用絲扣螺旋導(dǎo)管，導(dǎo)管分節(jié)段長(zhǎng)度方便工人搬拆裝運(yùn)。使用前，對(duì)導(dǎo)管按規(guī)范進(jìn)行水密和接頭抗壓試驗(yàn)，通過試驗(yàn)且滿足規(guī)范要求后方可投入使用。通過對(duì)各節(jié)導(dǎo)管進(jìn)行逐節(jié)編號(hào)，予以記錄，以便在安裝時(shí)，嚴(yán)格按編號(hào)順序進(jìn)行安裝。分節(jié)段下放安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管底口距孔底符合規(guī)范規(guī)定值范圍內(nèi)。通過沉渣測(cè)定設(shè)備測(cè)孔底實(shí)際沉渣厚度，如不滿足及時(shí)進(jìn)行二次清孔，待沉渣厚度滿足規(guī)范要求后樁基水下砼澆筑施工。

（6）封壁砼灌注

當(dāng)孔底沉渣滿足規(guī)范要求后，迅速進(jìn)行封壁砼灌注拌和站拌和水下砼，通過砼運(yùn)輸車運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)。砼坍落度值須滿足規(guī)范要求，否則需運(yùn)回拌和站進(jìn)行處理或廢棄。然后立即開始封壁砼灌注。封壁砼灌注過程中，對(duì)導(dǎo)管實(shí)際埋深、砼面實(shí)際標(biāo)高以及砼實(shí)際數(shù)量等，要做到隨時(shí)檢查并做好記錄。 砼灌注完畢時(shí)，仔細(xì)量測(cè)封底砼頂標(biāo)高，須按超過大護(hù)筒底標(biāo)高50 cm以上控制。保證封底飽滿、密實(shí)。

（7）二次鉆機(jī)就位

封壁砼完成24小時(shí)后，重新放出樁中心線，鉆機(jī)再就位。樁的鉆孔開鉆時(shí)間應(yīng)在距 5m內(nèi)的任何樁砼灌注完成后 24小時(shí)后方可開鉆,以避免干擾鄰樁砼的凝固。測(cè)定護(hù)筒標(biāo)高，作為控制孔底標(biāo)高的依據(jù)。鉆機(jī)就位要精確，安放要牢固，鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)控制十字中心。

（8） 二次鉆孔

鉆機(jī)采用設(shè)計(jì)鉆頭樁徑，鉆進(jìn)過程應(yīng)穩(wěn)而慢，使開口準(zhǔn)確對(duì)中封底砼中心，鉆進(jìn)進(jìn)度要循序漸進(jìn)，根據(jù)地質(zhì)斷面資料及鉆進(jìn)過程觀察巖層變化，并隨時(shí)觀察孔內(nèi)封底護(hù)壁砼狀況。傾斜度不大于1%，保持孔內(nèi)適當(dāng)?shù)乃^高度，避免因孔內(nèi)水頭高差過大而出現(xiàn)塌孔事故。直至鉆孔至設(shè)計(jì)深度。

（9）終孔和清孔

鉆孔過程中，密切關(guān)注樁基的鉆進(jìn)深度、成孔直徑、中心位置以及樁孔傾斜度等，確保成孔過程中的質(zhì)量。至設(shè)計(jì)成孔深度時(shí)，對(duì)成孔樁位中心、成孔直徑、成孔深度及孔斜率等自檢，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定后，向監(jiān)理工程師報(bào)檢，檢驗(yàn)合格后及時(shí)進(jìn)行清孔。

（10） 鋼筋籠制作及安裝

鋼筋籠制作采用加工場(chǎng)集中機(jī)械分段加工成型，通過車輛將節(jié)段運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)樁孔位附近并支墊覆蓋到位，采用人工配合起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鋼筋籠逐個(gè)節(jié)段安裝就位。鋼筋籠下放過程中，要避免與四周孔壁碰撞，盡量做到對(duì)中心下放，出現(xiàn)異常，立即暫停施工，查找原因后再繼續(xù)施工。并注意保證聲測(cè)管不被損壞，如出現(xiàn)損壞，要及時(shí)進(jìn)行更換，確保聲測(cè)管質(zhì)量。每節(jié)段鋼筋籠下放及接頭連接過程中，均應(yīng)通過旁站監(jiān)理工程師檢查合格后方可下放并留取影像資料以備存檔。

（11）二次導(dǎo)管就位

采用第一次下放的導(dǎo)管，導(dǎo)管底口距孔底符合規(guī)范規(guī)定值范圍內(nèi)。通過沉渣測(cè)定設(shè)備測(cè)孔底實(shí)際沉渣厚度，如不滿足及時(shí)進(jìn)行二次清孔，待沉渣厚度滿足規(guī)范要求后樁基水下砼澆筑施工。通過理論首灌量來選取料斗方量，確保首灌質(zhì)量及埋管深度。

（12）灌注水下砼

按前述工藝進(jìn)行水下砼灌注施工。 砼灌注完畢時(shí)，仔細(xì)量測(cè)終灌砼頂標(biāo)高，須超過設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高100 cm以上控制。保證封底飽滿、密實(shí)。保證后續(xù)樁頂砼質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定。對(duì)砼灌注的相關(guān)原始記錄進(jìn)行收集存檔。

3 結(jié)束語

仁沐新高速公路沐川樞紐互通連接線2號(hào)大橋N14#墩樁基施工自2018年3月1開工，采取大護(hù)筒、澆注水下護(hù)壁砼，經(jīng)過1個(gè)月連續(xù)作業(yè)，2018年4月5 所有樁基完成，經(jīng)超聲波檢測(cè)，均達(dá)到Ⅰ類樁。