高強(qiáng)度微型樁工法在橋梁低凈空基樁補(bǔ)強(qiáng)施工中的應(yīng)用

姚倫波

摘要：公路建設(shè)中，由于環(huán)境及地質(zhì)等情況，受限因素較多，故施工工法需根據(jù)具體情況因地制宜。文章結(jié)合流溪河大橋樁基補(bǔ)強(qiáng)施工實(shí)例，介紹了高強(qiáng)度微型樁的施工工藝，并闡述了其施工應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：微型樁：低凈空;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U443.15A321153

0 引言

近年來，我國交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資逐年增加，整個(gè)交通行業(yè)形勢一片大好。在此背景下，各地區(qū)也紛紛擴(kuò)大動(dòng)作，不僅新建諸多交通設(shè)施，對原有老舊的交通設(shè)施改造也提上日程。尤其近年來各地交通規(guī)劃版本不斷更新，大量的道路進(jìn)行了拓寬改造，而連接的橋梁也不可避免地需要拓寬提升，已達(dá)到擴(kuò)大交通量的目的。而老舊橋梁的拓寬，不僅僅是新梁板的建設(shè)，老橋的安全評價(jià)及加固也是重要的一部分。本文以流溪河大橋?yàn)槔?，闡述其樁基加強(qiáng)的工藝措施。

1 工程概況

流溪河大橋始建于1987年，橋梁全長340 m，上部構(gòu)造寬度為15 m的簡支T梁，下部構(gòu)造為支承鉆孔樁、柱式墩臺(tái)，每個(gè)墩臺(tái)各設(shè)置2根樁基和2根墩（臺(tái)）柱，并以系梁和帽梁相連接，形成一個(gè)整體。根據(jù)最新規(guī)劃，本橋需要進(jìn)行兩邊對稱拓寬，增加車流量。拓寬后橋面寬度為32 m，拓寬部分上部構(gòu)造為簡支空心板，下部構(gòu)造為鉆孔樁基礎(chǔ)柱式墩臺(tái)。根據(jù)調(diào)查和測量，河床的狀況與1987年舊橋建成時(shí)相比變化較大，橋墩樁頭受沖刷、風(fēng)化、侵蝕的情況嚴(yán)重，樁頭鋼筋基本上是裸露、銹蝕。從施工和設(shè)計(jì)角度來看，樁基頂面標(biāo)高有不符實(shí)際之嫌，樁基頂面設(shè)置過高，凈空較低。由于原有橋梁將繼續(xù)服役，考慮到安全性，擬對老樁基進(jìn)行核算補(bǔ)強(qiáng)施工。

2 施工工藝簡介

根據(jù)老樁基所在范圍，布置了46個(gè)地勘鉆孔。根據(jù)地勘資料可知，本地區(qū)位于全新世沖積層，主要土層為砂、黏土及礫石，沖積層下伏中新世石底層，包括有砂巖及頁巖互層，基巖面起伏變化較大。

考慮到跨越橋梁的影響，為保證樁基成孔時(shí)對原橋梁影響最小，故采用高強(qiáng)度微型樁施工工藝，部分施工機(jī)械需采用非常規(guī)設(shè)備。根據(jù)最新車流量荷載計(jì)算，原基礎(chǔ)需拓寬為14.25×10.5 m，擬采用直徑61 cm的8根震動(dòng)式微型樁補(bǔ)強(qiáng)，樁長約為20 m，樁尖需坐落在中硬黏土層，單樁設(shè)計(jì)承載力為196 t。

3 主要施工機(jī)具及材料

3.1 全油壓履帶式鉆機(jī)

全油壓履帶式鉆機(jī)為微型樁植入的最主要設(shè)備，用連接鉆桿可以使特殊鋼鉆頭以旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)的方式打入深部土層，如遇到巖層則鉆頭上的孔洞可以噴出高壓水，以鉆銑方式增加工作進(jìn)度。

3.2 空壓機(jī)

由于鉆機(jī)需用氣動(dòng)方式使鉆頭產(chǎn)生樁基及樁體灌注水泥砂漿，因而需要空壓機(jī)進(jìn)行壓力輔助（見圖1）。

4 施工流程及工藝

4.1 準(zhǔn)備工作及調(diào)查

微型樁施工前，應(yīng)先對地質(zhì)資料及現(xiàn)場狀況預(yù)先進(jìn)行管線及妨礙施工設(shè)施的調(diào)查，并根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范編制微型樁施工方案。其調(diào)查內(nèi)容應(yīng)包括：

（1）應(yīng)對基樁施工的現(xiàn)場進(jìn)行全面踏勘，以便為編制施工方案提供必要的資料，也為機(jī)械選擇、成樁工藝的確定及成樁品質(zhì)控制提供依據(jù)。需查明施工現(xiàn)場的地形地貌、氣候條件，施工現(xiàn)場成樁深度內(nèi)土層的分布情況以及各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，施工場地內(nèi)地下水的水位水質(zhì)及其腐蝕性指標(biāo)、施工區(qū)域內(nèi)人為和自然地質(zhì)現(xiàn)象等（地震、巖溶、暗浜、地下障礙物等），施工區(qū)域附近的構(gòu)建筑物的位置距離結(jié)構(gòu)性質(zhì)使用情況等，成樁區(qū)域附近的地下管線分布距離、埋深管徑材料等。

（2）微型樁配合施工需要，應(yīng)在附近設(shè)置出水口，利于車輛清洗及基樁施工用水。電力需求則是用于鉆機(jī)及搭接的電焊機(jī)用電，同時(shí)也需考慮夜間施工時(shí)的作業(yè)照明及抽水泵等供電。

（3）微型樁施工前，應(yīng)先行檢測每根樁位均確認(rèn)無誤，鋼套管中心應(yīng)與樁中心一致，在水平精度與垂直精度符合規(guī)范要求下垂直打入穩(wěn)定土層。在出土完成后應(yīng)確保不崩塌或落土清除干凈。工區(qū)所使用的水泥砂漿系采用預(yù)拌水泥砂漿澆筑，且車次應(yīng)加以控制，以免出場時(shí)間與灌注時(shí)間相差過久影響水泥砂漿品質(zhì)，且水泥砂漿需連續(xù)一次灌注完成不可中斷。若澆筑過程中發(fā)生人力不可抗拒的情況，導(dǎo)致水泥砂漿供應(yīng)中斷，且超過水泥砂漿初凝時(shí)間時(shí)，則應(yīng)先拔出套管再進(jìn)行回填，后續(xù)正常后再另行進(jìn)行補(bǔ)樁施工。

4.2 測量及放樣

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)志，計(jì)算樁位中心坐標(biāo)，隨后開始放樣。一起放樣后應(yīng)該用卷尺測量樁位間距作為檢測，并設(shè)置若干個(gè)參考點(diǎn)，所有的參考點(diǎn)均應(yīng)該設(shè)置在樁帽范圍外，并用水泥砂漿固定。若點(diǎn)位遺失或損壞，則另行放樣點(diǎn)位?；鶚妒┕で皵?shù)天需先行在現(xiàn)場放樣基樁的位置，以避免工作延誤。放樣點(diǎn)應(yīng)放置鋼筋制作的三腳架作為標(biāo)識(shí)以避免現(xiàn)場遭到損壞。

（2）在基樁施工區(qū)附近，應(yīng)建立一些水泥砂漿制的水準(zhǔn)點(diǎn)，并從水準(zhǔn)網(wǎng)上的控制點(diǎn)引測至此水準(zhǔn)點(diǎn)，以利于正確迅速地測得基樁施工時(shí)所需的高程。

4.3 鉆孔

本工程采用氣動(dòng)錘工法鉆孔施工，鉆機(jī)形成定位后，利用角度尺或水平尺調(diào)整桁架垂直度，使其垂直并開始鉆孔。承載層依據(jù)鉆掘出土的樣品，確定是否需要調(diào)整樁長。鉆孔施工時(shí)，若孔外雜物或廢土掉入孔內(nèi)，則需進(jìn)行清除。鉆孔完成后，孔底的疏松土體應(yīng)在灌漿前完全清除干凈。

4.4 鋼套管及鋼棒施工

用空壓機(jī)清除孔內(nèi)及孔口沉渣，之后將鋼套管放置于孔內(nèi)。鋼套管埋入混凝土樁帽至少60 cm，中心固定器及間隔器需根據(jù)設(shè)計(jì)圖中上的位置準(zhǔn)確安裝。由于鋼套管及螺紋鋼棒為剛性材料，用角度尺或水平尺測量其外露部分，調(diào)整垂直度至符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，同時(shí)調(diào)整鋼套管及鋼棒中心點(diǎn)位置及高程。

4.5 灌漿

將固結(jié)材料水泥砂漿及速凝劑均勻拌和后，經(jīng)由灌漿管深入到微型樁底部加壓灌注，灌漿壓力須>10 kgf/cm3，采用連續(xù)灌漿直到微型樁頂部溢出時(shí)停止。