橋梁樁基嵌巖樁施工技術(shù)的應(yīng)用分析

姚妮

（贛州市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，江西 贛州 341000）

0 引言

通過(guò)對(duì)嵌巖樁荷載傳遞特點(diǎn)的分析，確定樁體承載力主要與樁側(cè)的摩阻力和樁端的阻力有關(guān)。兩種作用力同時(shí)影響，即會(huì)出現(xiàn)一定的位移。受到荷載的影響，樁體上部結(jié)構(gòu)的混凝土收縮，同時(shí)發(fā)生相對(duì)位移。在持續(xù)荷載不斷增加的背景下，樁體受到影響，混凝土出現(xiàn)變形等問(wèn)題，但為結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定提供了先決條件，因此應(yīng)高度重視控制作用力。在樁側(cè)的摩阻力發(fā)揮作用之后，樁頂荷載也不斷增加，引起位移變化等情況，且會(huì)形成一定的阻力。需要注意的是，樁側(cè)的摩阻力和樁端的阻力不是同時(shí)發(fā)揮作用，樁側(cè)的摩阻力所需的樁土位移較小，因此相關(guān)的承載力到達(dá)極限之前，樁側(cè)土阻力層將發(fā)揮作用。然而沉渣的存在使很多位移量很難達(dá)到樁端阻力的要求，且會(huì)影響樁體的穩(wěn)定性。

1 工程概況

某橋梁為T 梁形式，總長(zhǎng)度在212.5m，由80 片T梁組成。橋梁位于丘陵地區(qū)，地勢(shì)起伏大，山體為北東走向?yàn)橹鳎h(huán)境比較險(xiǎn)峻。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面分析，確定采用38 根橋梁樁基施工。嵌入方式采用沖擊鉆孔法，樁徑為1200～1800mm。

2 嵌巖樁施工要求

2.1 設(shè)備選擇

在橋梁工程建設(shè)中，成孔設(shè)備的類型有很多種。就沉渣方式來(lái)看，有正循環(huán)和反循環(huán)兩種；以固定形式分類，又有座樁、座平臺(tái)等形式。在當(dāng)前的工程建設(shè)中，平臺(tái)式氣舉反循環(huán)排渣成孔的操作方式更為普遍。因其經(jīng)濟(jì)實(shí)用且操作方便，有著比較廣泛的應(yīng)用。施工應(yīng)做好精細(xì)設(shè)計(jì)，精度缺陷比較突出，且需要配置更高質(zhì)量的設(shè)備，成本比較高。因此，在施工的過(guò)程中，應(yīng)基于工程實(shí)際選擇合適的設(shè)備，同時(shí)兼顧工程質(zhì)量和綜合效益[1]。

2.2 收錘標(biāo)準(zhǔn)

在工程開展之前，需要結(jié)合橋梁工程施工的要求確定收錘標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還應(yīng)充分參考最后貫入度和錘擊數(shù)等指標(biāo)，確保收錘標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理。

2.3 嵌巖樁深度控制

嵌巖樁施工極為重要，常見的有嵌入微風(fēng)化的巖體或中等風(fēng)化的巖體兩種情況。相對(duì)來(lái)說(shuō)，后者更為合理且效果更為顯著。在制定設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，應(yīng)收集物探和鉆探等所有資料，初步確定嵌巖段的長(zhǎng)度。由于其頂面存在一些差異性，鋼管樁之間的高程往往有偏差值，所以，在工程開展期間，需要克服設(shè)計(jì)中的一些不良情況。為了有效地處理該類問(wèn)題，通?？稍谑┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆孔檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)值超出既定的標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)基于現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

2.4 嵌巖樁施工質(zhì)量檢測(cè)

在施工環(huán)節(jié)，需要全面控制施工區(qū)域的澆筑質(zhì)量。施工效果關(guān)乎工程的穩(wěn)定性，因此施工務(wù)必嚴(yán)謹(jǐn)精細(xì)，對(duì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測(cè)也應(yīng)高度重視。在通常情況下，可通過(guò)超聲波和低應(yīng)變動(dòng)力以及鉆孔取芯等方式進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于鋼管樁的深度，通常應(yīng)控制在7～10m。

3 橋梁樁基嵌巖樁施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 護(hù)筒埋設(shè)

首先，在埋設(shè)護(hù)筒之前確定樁位，需要由縱向位置向著前方進(jìn)行引測(cè)，護(hù)筒位置要精確，使其與樁中心一致，相關(guān)平面誤差值不能超過(guò)2m。

其次，如果使用薄鋼板制作護(hù)筒，高度應(yīng)大于2.0m。護(hù)筒結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到既定的要求，在埋設(shè)的過(guò)程中切忌出現(xiàn)變形的不良情況，以免影響結(jié)構(gòu)的性能。在制作過(guò)程中，由上到下進(jìn)行加固焊接，以此為標(biāo)準(zhǔn)方能提升結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

再次，在護(hù)筒制作完畢以后，馬上進(jìn)行土層開挖，將其埋設(shè)到地層。填充時(shí)，以黏土為主，在分層壓實(shí)階段要控制高程和坡度，減少地表水涌入施工區(qū)域。

最后，在護(hù)筒埋設(shè)完成以后，需要觀察其埋設(shè)質(zhì)量，按照標(biāo)準(zhǔn)的要求做好質(zhì)量控制[2]。

3.2 樁孔鉆設(shè)

3.2.1 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)的底盤通常應(yīng)與鉆孔施工保持協(xié)調(diào)的狀態(tài)，考慮到護(hù)樁結(jié)構(gòu)底盤的質(zhì)量，待安裝樁基軌道完畢以后，要對(duì)其安裝效果進(jìn)行檢測(cè)，保證鉆孔的精度。

3.2.2 孔位鉆進(jìn)

孔位鉆進(jìn)作為非常關(guān)鍵的一個(gè)施工程序，整體施工效果關(guān)乎成樁的質(zhì)量，為此應(yīng)做好該部分操作的精細(xì)監(jiān)督和管控。在操作的過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：其一，橋梁樁基區(qū)域的土層主要為砂類土和黏土，因此鉆進(jìn)應(yīng)通過(guò)慢速正循環(huán)的方式進(jìn)行。在施工環(huán)節(jié)中，等到施工距離與泥漿位置間距15cm 時(shí)，需要更換反循環(huán)的方式進(jìn)行施工。在鉆進(jìn)時(shí)，通過(guò)減壓法，提升重錘的施工質(zhì)量和保障垂直度達(dá)標(biāo)。其二，在鉆進(jìn)土層的過(guò)程中，應(yīng)采用刮刀鉆頭類型的鉆機(jī)，基于地層條件對(duì)泥漿比重和鉆進(jìn)速度進(jìn)行合理控制，以有效地規(guī)避塌孔等不良的情況。當(dāng)鉆進(jìn)距離達(dá)到1m時(shí)，需要查看結(jié)構(gòu)層的情況，且做好鉆孔的編號(hào)標(biāo)識(shí)。其三，在鉆進(jìn)過(guò)程中，觀察鉆頭是否出現(xiàn)打滑等情況，落實(shí)好各個(gè)方面的精細(xì)布置。在接長(zhǎng)鉆桿的過(guò)程中，需要采取有效措施保證密封性。其四，鉆孔完成之后，要按照設(shè)計(jì)方案對(duì)比尺寸。在通常情況下，樁體中心的偏差應(yīng)控制在50mm 以內(nèi)，實(shí)際的數(shù)值一般應(yīng)小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 孔底沉渣清理

在鉆進(jìn)到既定的深度以后，應(yīng)將底部的沉渣及時(shí)清理干凈。施工主要分為以下四個(gè)步驟進(jìn)行：首先，施工達(dá)到設(shè)定位置時(shí)，需要馬上停止，而后拆除鉆桿并進(jìn)行精細(xì)的質(zhì)量檢測(cè)。其次，在沉渣清理階段，選擇換漿方式進(jìn)行處理，待漿液濃度達(dá)到1.1g/m3后，應(yīng)立即停止。為了提升巖層結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性，需要進(jìn)行二次清孔。再次，在清孔階段中，需要觀察孔洞是否干凈，不能存在大粒徑顆粒。最后，清孔完成以后，籌備后續(xù)灌漿工序[3]。

3.4 鋼筋工程

其一，制作之前應(yīng)先檢驗(yàn)所用到的各類材料，確保制作成品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，切忌出現(xiàn)鋼筋銹蝕的情況。鋼筋不可露天存放，應(yīng)做好精細(xì)全面的安全防護(hù)，確保鋼筋性能達(dá)標(biāo)。其二，及時(shí)做好材料表面清潔，鋼筋一旦存在彎曲等情況，需要采用機(jī)械進(jìn)行梳理。下料制作之前，核對(duì)材料的長(zhǎng)度與規(guī)格，減少質(zhì)量問(wèn)題。其三，在主筋內(nèi)側(cè)，應(yīng)布置加強(qiáng)箍筋，同時(shí)做好組合結(jié)構(gòu)的精細(xì)設(shè)計(jì)。環(huán)形筋可通過(guò)鋼筋綁扎的方式連接，為了減少鋼筋籠變形問(wèn)題，焊接完成的鋼筋籠還可以利用十字架鋼筋進(jìn)行支撐，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其四，施工應(yīng)分節(jié)段有序進(jìn)行，以方便后續(xù)的其他施工。在吊運(yùn)鋼筋籠的過(guò)程中，務(wù)必落實(shí)精細(xì)的防護(hù)設(shè)置，切忌出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)和彎曲等一些不良的情況。

3.5 混凝土工程

3.5.1 拌制

首先需要合理地控制混凝土攪拌的均勻性，攪拌之初需要做好骨料的檢測(cè)，使各方面的參數(shù)值達(dá)到施工需要。通過(guò)對(duì)施工環(huán)境的調(diào)查和檢測(cè)，確定在施工過(guò)程中的拌制參數(shù)。其一，在拌和階段，加強(qiáng)配合比控制，粗骨料的添加要適當(dāng)，偏差值要滿足±2%的誤差規(guī)范要求，其他材料的偏差值則需要≤±1%。其二，在添加外加劑的過(guò)程中，應(yīng)落實(shí)精細(xì)施工，達(dá)到均勻且沒(méi)有離析的不良情況。與此同時(shí)，還應(yīng)確保保水性和黏聚性等參數(shù)達(dá)標(biāo)。如果有質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料，切忌將其用于工程施工當(dāng)中[4]。

3.5.2 灌注

其一，在混凝土灌注施工之前，需要使用吊車進(jìn)行輔助施工。設(shè)置導(dǎo)管的埋設(shè)深度≥1.0m，為后續(xù)的施工提供有利的條件；在施工之前，對(duì)混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，只有相關(guān)參數(shù)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，方能投入使用；在具體作業(yè)階段，控制灌注的連續(xù)性，做好各項(xiàng)參數(shù)的精細(xì)控制。導(dǎo)管的深度應(yīng)控制在2.0～6.0m；在施工的過(guò)程中，連續(xù)進(jìn)行位置檢測(cè)，確保導(dǎo)管埋深質(zhì)量達(dá)標(biāo)；另外，還應(yīng)做好加固處理，有效地規(guī)避鋼筋籠上浮的不良情況。

其二，灌注到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，還應(yīng)多灌注50～100cm的混凝土，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性；將孔內(nèi)溢出的泥漿引流到規(guī)定的區(qū)域，切忌隨處存放，污染周邊的環(huán)境；在施工的過(guò)程中，應(yīng)實(shí)時(shí)觀察導(dǎo)管內(nèi)混凝土液面的變化情況，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。提升導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)做好長(zhǎng)度的精細(xì)計(jì)算，最大程度地保障質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

其三，需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)拆除導(dǎo)管，同時(shí)避免出現(xiàn)管道碰撞的情況。拆除以后，應(yīng)及時(shí)清洗。

其四，為確保樁體施工的質(zhì)量，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)注意所用導(dǎo)管的規(guī)格適宜，內(nèi)徑等參數(shù)符合工程的施工要求。在對(duì)混凝土進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)抽檢混凝土的坍落度，通常應(yīng)保持在180～220mm。在灌注施工的過(guò)程中，做好統(tǒng)一的調(diào)度和管控，對(duì)各級(jí)人員明確分工，切實(shí)保障工作職責(zé)的有效落實(shí) 。

4 施工注意事項(xiàng)

4.1 應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)

通過(guò)專業(yè)的檢測(cè)改進(jìn)和優(yōu)化施工技術(shù)，在先進(jìn)技術(shù)和高水平人才的應(yīng)用背景下，高質(zhì)量地推進(jìn)工程，從而為嵌巖樁施工的高效開展提供切實(shí)的保障。

4.2 重視收錘操作

在推進(jìn)工程的過(guò)程中，確保工作人員的專業(yè)性以及各項(xiàng)操作科學(xué)規(guī)范。鑒于此，應(yīng)根據(jù)工程的需要，做好工作人員的專業(yè)化培訓(xùn)，確保其專業(yè)素質(zhì)達(dá)標(biāo)，為現(xiàn)場(chǎng)施工的高效開展提供強(qiáng)有力的支持。特別應(yīng)意識(shí)到收錘操作的重要性，在施工的過(guò)程中嚴(yán)格按照既定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為沉樁等施工的有序推進(jìn)提供有利的條件。

4.3 落實(shí)嵌巖樁深度檢測(cè)

確保檢測(cè)工作能夠順利推進(jìn)，應(yīng)選擇適宜的方法，為后續(xù)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用提供切實(shí)的保障。

4.4 保障鉆孔施工質(zhì)量

為了在鉆孔施工中有效地規(guī)避塌孔和漏漿等不良情況，現(xiàn)場(chǎng)的管理人員應(yīng)根據(jù)施工的具體情況，選擇適宜的防控措施。護(hù)筒的埋深、填土的密實(shí)度和水位的控制等都應(yīng)符合實(shí)際的施工要求，最大程度地保障施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)[5]。

4.5 基坑支護(hù)及降水管理

其一，鉆孔灌注樁。根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案的要求，沿著基坑開挖線鉆孔施工，總共需要設(shè)置53 根鉆孔灌注樁，樁體直徑為1000mm，間隔距離設(shè)定為1400mm。選擇合適的主筋材料和尺寸，保證工程施工質(zhì)量合格。其二，錨桿。選擇直徑為28mm 的鋼筋制作錨桿，安裝傾角為15°，設(shè)置水平間隔距離為1200mm。在施工前，對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力，并且計(jì)算確定其參數(shù)值為120kN。為了保證錨桿固定效果合格，每一道錨桿需要平行設(shè)置2 根扣在一起的槽鋼進(jìn)行固定。其三，在灌注樁結(jié)構(gòu)的頂部，設(shè)置鋼筋混凝土冠梁，尺寸、強(qiáng)度都符合要求。其四，為了避免地下水繞流的情況發(fā)生，高壓旋噴樁應(yīng)該直接插入基坑以下2m 的位置。在漿液澆筑環(huán)節(jié)，成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，噴射注漿施工到達(dá)水位標(biāo)高以上0.5m 的位置。其五，以基坑開挖深度為基準(zhǔn)，坑內(nèi)地下水的高度下降到坑底以下1m，才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，所以降水井深度應(yīng)該超過(guò)基坑底部深度約2m。降水井的使用性能合格，且各項(xiàng)基本指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

4.6 基坑開挖控制

在開挖的過(guò)程中，土體材料分兩步進(jìn)行倒運(yùn)，首先是將土臨時(shí)放置到河堤或者基坑旁的空地上，然后運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)外的棄土場(chǎng)。在開挖環(huán)節(jié)，采用人工和機(jī)械聯(lián)合進(jìn)行的方式。3#基坑選擇使用不放坡開挖的方式，先進(jìn)行機(jī)械施工，然后進(jìn)行人工開挖。在距離臺(tái)底標(biāo)高大約1m 的位置，采用人工開挖，并且清理土體。在施工中，保護(hù)坑壁的完整性，避免損壞或者變形問(wèn)題。

4.7 基底處理

開挖結(jié)束之后，要做好基底的封底處理。采用厚度為10cm 的碎石和水下混凝土進(jìn)行基底處理，下部結(jié)構(gòu)采用碎石材料，上層采用水下混凝土。封底結(jié)構(gòu)施工要進(jìn)行基底抹平處理，保證標(biāo)高合格，頂面標(biāo)高就是承臺(tái)底面標(biāo)高。

4.8 鑿除樁頭

封底混凝土結(jié)構(gòu)在施工完成之后，強(qiáng)度性能比較高，應(yīng)立即進(jìn)行樁頭清理施工，并且盡可能提高施工速度。在這個(gè)環(huán)節(jié)要加強(qiáng)標(biāo)高控制，向承臺(tái)內(nèi)部伸入約10cm，先使用紅漆標(biāo)注，在鑿除剩余10cm 的結(jié)構(gòu)之后，通過(guò)人工方式施工，避免機(jī)械施工損壞樁頭。上述各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)束之后，做好樁基偏差的檢測(cè)，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，開始下一工序施工。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合上述分析，應(yīng)用橋梁樁基嵌巖樁施工技術(shù)，取得了突出的效果。該技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工條件有嚴(yán)格的要求，因此應(yīng)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的精細(xì)控制，切實(shí)消除各類不利因素的影響，從而為橋梁工程的高質(zhì)量施工提供強(qiáng)有力的支持。