山區(qū)高速公路橋梁樁基施工技術(shù)研究

王志

（貴州交通建設(shè)集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

山區(qū)高速公路橋梁施工難度和規(guī)模較大，并且施工周期較長，需要對施工過程進行嚴格控制，最大程度上保障施工的安全性及施工技術(shù)的科學性、合理性。由于山區(qū)施工環(huán)境較為惡劣，一旦施工技術(shù)應(yīng)用存在問題，將會導致難以想象的后果。通常，山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)會將長橋、大縱坡或高墩形式作為首選方案，上述方案對橋梁立柱、橋梁樁基礎(chǔ)加固等的要求較高，再加上山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)大多需要在高空作業(yè)，危險性及技術(shù)復(fù)雜度更高?；诖耍斜匾獙ι絽^(qū)高速公路橋梁樁基施工技術(shù)進行再度思考，從而優(yōu)化橋梁樁基施工技術(shù)，使橋梁使用壽命得到有效延長。

1 山區(qū)高速公路橋梁樁基施工技術(shù)概述

1.1 承臺的施工技術(shù)

山區(qū)高速公路橋梁樁基是土石島建造而成的，因此可以通過明挖坑基的方式建造承臺。簡易板圍堰后開挖也是可選的施工方法之一。對于施工過程中可能出現(xiàn)的特殊情況，如滲水，可使用鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰等方法完成承臺建設(shè)[1]。

1.2 樁基系梁的施工技術(shù)

根據(jù)山區(qū)施工進場條件，使用人工挖孔等手段進行施工。使用旋挖鉆的成孔效率和安全性較高，且具備環(huán)保優(yōu)勢。但山區(qū)橋梁施工現(xiàn)場地質(zhì)粗糙，多以堅石為主，使用旋挖鉆的經(jīng)濟性不高?；诖耍刹捎脹_擊鉆成孔。相較于旋挖鉆成孔，其對施工場地的要求不高，安全性也能夠得到保障，且設(shè)備進出場十分便捷。但在施工過程中用水量較大，同時會產(chǎn)生大量泥漿，需要施工人員對泥漿進行合理處理，否則會對周邊環(huán)境造成污染。

通常，山區(qū)地形條件復(fù)雜，進場道路也受到局限。此時，可通過人工挖孔灌注樁技術(shù)進行施工。該技術(shù)對施工場地的要求較低，設(shè)備進場便捷，適用于陡峭的山坡。但從安全性方面來說，使用此技術(shù)進行挖孔，施工人員長時間暴露在風險狀態(tài)下，安全性難以得到保障。通常，在山區(qū)高速公路橋梁樁基施工過程中，若非施工場地地質(zhì)、地形難以滿足機械鉆孔要求，大都不會選擇人工挖孔技術(shù)。

如果橋梁樁基建在陡坡上，為了實現(xiàn)人工開挖，可以在山體附近選擇開挖點，并通過螺栓+鋼筋網(wǎng)+混凝土的方式保護臨空的半圓。之后在此半圓中，設(shè)置模板并組織混凝土澆筑。樁孔穿過該半圓進入持力土層，使用鋼筋混凝土澆筑20～30cm厚的護圈。

在巖層開挖過程中，需要堅持“多打眼，少裝藥”的基本原則。這樣一來，既能夠松動巖層，又能夠盡可能多地降低巖層開挖造成的山體破壞，施工的安全性也能夠大大提升。但由于山區(qū)施工現(xiàn)場空間較小，樁基吊車就位難度較大，運行過程中也會受到重重阻礙。因此，可先開展人工作業(yè)，然后在孔口安裝一根穩(wěn)定可靠的井形鋼管，用拉鏈吊將鋼筋吊入孔內(nèi)。從工程穩(wěn)定、便捷的方面考慮，可采用直螺紋機械接合工藝。在陡坡上，鋼管支架容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，應(yīng)在斜坡上安裝支撐設(shè)備，并拉設(shè)風纜[2]。

在沒有滲漏或滲水量低于6mm/min時，采用管道灌漿的方法，根據(jù)水下混凝土的要求，決定混凝土的坍落度。否則，在水下進行混凝土灌注。在灌注結(jié)束后，樁頂以下5m處需要使用振搗棒振搗。這一做法可以使混凝土的分布狀態(tài)得到有效改善，降低孔隙率，增強致密性。

山區(qū)高速公路橋梁樁基建設(shè)需要遵循動態(tài)化原則。因此，要對橫向陡坡的地形特點進行觀察，同時調(diào)整系梁底面高程。如非必要，不采取開挖山體的相關(guān)措施，否則該橋梁建設(shè)對施工地點地質(zhì)的負面影響將進一步擴大，周邊植被也會受到一定的影響。對于需要連接到地表的樁基，在通過檢測后，需要采用立柱的方式進行樁身灌注[3]。

1.3 立柱的施工技術(shù)

采用立柱施工技術(shù)，立柱頂與地面的高度差最大不超過45.2m，根據(jù)突變形式，圓柱墩立面可以分為不同的等級，常用的有220cm和180cm。同時，無論是高墩鋼筋焊接，還是垂直運輸、上下作業(yè)的操作，都對整體的支撐力有較高要求，需要安裝支架。為促進施工穩(wěn)定性的提升，可搭設(shè)4根墩柱支架，并使用縱向風纜支撐。立桿按照4×13根的方式布置，桿與桿之間的步距為1.50×2.00m，墩柱的位置需要進行適當變動。由于支架需要承受來自鋼管本身的重力，還要承受施工荷載等，為確保施工過程的安全性與最終的施工效果，需要在立柱施工之前對其穩(wěn)定性進行仔細驗算。

1.4 獨柱墩的施工技術(shù)

獨柱墩施工技術(shù)的應(yīng)用要考慮工程建設(shè)需求，同時還要對實際施工情況進行分析，可將預(yù)設(shè)牛腿與抱箍斜撐結(jié)合在一起。使用該方法能夠在一定程度上降低山區(qū)高速公路橋梁樁基的施工難度，還能夠起到支架與簡化施工流程的作用。由于山區(qū)高速公路橋梁施工具有特殊性，需要對加工抱箍進行仔細計算，并在此基礎(chǔ)上有針對性地制定技術(shù)規(guī)范，從而做到精準定位。不僅如此，抱箍也能夠為雙柱蓋梁提供支撐，達到工程建設(shè)要求的同時，為建設(shè)效果提供保障。

2 山區(qū)高速公路橋梁樁基的施工技術(shù)要點

2.1 鉆孔要點

2.1.1 鉆前準備

鉆前，首先需要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水文條件等進行勘察，結(jié)合勘察結(jié)果及圖紙對數(shù)據(jù)進行匯總，并繪制成柱狀圖。在此過程中，要特別關(guān)注成孔位置的準確性。

2.1.2 鉆機就位

安全鉆前，要檢查所用設(shè)備的性能，確保所有設(shè)備均處于待使用狀態(tài)，減少鉆孔過程中出現(xiàn)移位的可能性，提升鉆孔的穩(wěn)定性。

2.1.3 鉆孔過程

在正式鉆孔過程中，建議使用沖程小、濃度高的泥漿。在鉆進筑搗層時，要適當調(diào)整泥漿濃度，并向井內(nèi)注入泥漿膏體、碎石等，以減少井塌的可能性。待其進入巖層后，就可以恢復(fù)正常沖程。在鉆孔過程中，施工人員應(yīng)時刻關(guān)注土層波動的情況，并在一定階段將土層波動與剖面進行對比。當鉆頭達到設(shè)計深度時，應(yīng)再次檢查孔的位置和直徑。之后，用渣桶將孔內(nèi)的廢渣收集起來。當然，也可以采用換漿除渣的方法清洗廢渣。但要注意將排出的廢渣運輸出去，切忌堆砌在成孔周圍。假設(shè)在鉆孔過程中遇到巖石，并且?guī)r石表面不光滑，則應(yīng)將一定量的黏土放入孔中，利用黏土將巖石表面鋪平后再繼續(xù)鉆孔，否則也可能導致塌孔事故。若選擇沖擊錘作為作業(yè)設(shè)備，需要在作業(yè)之前將作業(yè)范圍內(nèi)的人員疏散，待其全部進入安全區(qū)域后開始鉆孔，避免沖擊錘作業(yè)對現(xiàn)場人員造成安全威脅。由于山區(qū)作業(yè)條件艱苦，堅石較多，鉆頭磨損較大，需要提前準備備用鉆頭，一旦鉆頭磨損達到15mm，要馬上更換。（鉆孔灌注樁施工流程如圖1所示。）

圖1 鉆孔灌注樁施工流程

2.1.4 人工挖孔

挖樁孔對清理孔內(nèi)普通土是十分有效的，若遇到堅硬碎石，通常需要使用爆破手段。清理完成后，將廢渣置于吊斗內(nèi)，通過卷揚機將其運輸至孔外，最后用渣土車將廢渣轉(zhuǎn)運出去。在卷揚機運行過程中，同樣需要將現(xiàn)場施工人員轉(zhuǎn)移到安全范圍內(nèi)，否則在吊升過程中碎石掉落，將會引發(fā)安全事故。當樁孔深度達到10m時，宜采用風機向地下送風，地下空間照明采用白熾燈為宜。為確保山區(qū)高速公路橋梁樁基施工的安全性，需要將單次爆發(fā)鉆孔的深度控制在1m以內(nèi)，同時采用平面布孔的方式循序推進，使布孔順序趨于合理[4]。

2.1.5 成孔檢查

成孔后，需要使用專業(yè)設(shè)備對其質(zhì)量進行檢查。具體檢查內(nèi)容包括孔位是否準確、孔徑是否與圖紙的設(shè)計要求一致、孔深與設(shè)計深度是否存在偏差、偏差多少。檢驗合格后，可上報監(jiān)理單位進行驗收。待驗收合格，才能夠開展下一步工作。通常來說，成孔孔徑不能小于設(shè)計圖紙要求的孔徑，孔深也不能與設(shè)計深度相差50mm，沉淀厚度要保持在現(xiàn)行規(guī)范標準范圍內(nèi)。

2.1.6 鉆孔清孔

當鉆頭達到設(shè)計深度后，需要向監(jiān)理單位報告，由該單位工作人員進行質(zhì)量驗收。驗收后，對孔進行清洗，確?？變?nèi)水位穩(wěn)定。清孔作業(yè)完成后，應(yīng)檢查孔底沉淀物的厚度，確保符合圖紙設(shè)計要求。

2.2 安裝要點

2.2.1 鋼筋籠安裝

護筒的兩邊要有枕木，軌枕應(yīng)該在護筒表面上方約10cm的位置。確認軌枕處于正確的位置后，使用工字鋼進行加固。之后安裝第二個保持架，確保其與前一個保持架的中心線重合，并用鋼套管將其連接在一起，一直重復(fù)上述步驟，直至所有鋼筋籠全部吊裝完畢。鋼筋籠的吊裝不能追求速度，且要盡量緩慢，避免鋼筋籠與孔壁產(chǎn)生直接或間接接觸，同時減少吊裝過程中發(fā)生形變的可能性[5]。

鋼筋籠安裝質(zhì)量管控的具體標準有以下幾點：主筋間距的偏差要保持在5mm以內(nèi)，箍筋間距偏差不得大于10mm，外徑的最大偏差值為8mm。除此以外，還要對傾斜度、保護層厚度等進行檢查。

2.2.2 聲測管安裝

在鋼筋籠制作完畢后，就可以開始安裝聲測管。聲測管主要由鋼管制造而成，安裝于鋼筋內(nèi)部，保證聲測管分布均勻。可以采用鋼筋套管（φ70mm×6mm）作為連接聲測管的接頭，保證管道焊接的緊密性，避免出現(xiàn)滲水、漏水的情況。聲測管道的底部應(yīng)高于鋼筋籠底部5cm，管道的頂端與地面的距離應(yīng)該在40cm左右。最后，需要對聲測管頂部的關(guān)口進行密封，防止雜物進入。

2.3 灌注要點

可通過管道，即鋼管實現(xiàn)水下混凝土灌注，并使用法蘭螺栓將其固定和連接在一起。接縫處應(yīng)安裝橡膠墊片，防止?jié)B漏。管道運行時，同樣應(yīng)避免管道與鋼筋籠直接接觸。在管道下放完成后，安裝沖孔器，并使用正循環(huán)操作清孔。清孔作業(yè)質(zhì)量檢驗標準為：孔內(nèi)沉淀物厚度不得超過30cm；出料孔泥漿比應(yīng)控制在1.03～1.10之間。在首次灌注完成以后，施工人員要測量混凝土表面高度，并據(jù)此計算出導管在混凝土中的插入深度。每次吊裝管道，都需要對混凝土表面標高進行一次測量，確保導管在混凝土中的深度不大于2m。在澆筑時，應(yīng)盡可能詳細地記錄灌漿信息。在澆筑作業(yè)接近尾聲時，如果出現(xiàn)升頂困難的情況，可以向混凝土中注入適量的水分，使泥漿濃度降低，或者對鉆孔中的沉降土進行適當?shù)那宄_保灌漿作業(yè)的順利進行[6]。

在挖孔樁混凝土澆筑過程中，樁身部分要進行分層澆筑。在振搗混凝土的過程中，必須遵循“快插慢拉”的操作原則，振搗棒不能直接接觸鋼筋籠，以減少鋼筋籠變形的可能性。澆筑混凝土時，要注重開展防滲漏工作，防止地下水涌入，假若地下水滲透到鉆孔中，必須及時排出混凝土表面的積水，然后再進行混凝土澆筑。除此以外，串口與混凝土頂部的間距要保持在2m及以上，保證混凝土不會發(fā)生離析。在樁體位置，混凝土澆筑高度應(yīng)大于設(shè)計標高10cm以上。如果樁頂出現(xiàn)大量的浮漿，應(yīng)及時清理，同時改用較小坍落度的混凝土開展作業(yè)。在振搗過程中，鋼筋籠不能發(fā)生變形，鋼筋籠保護層的厚度必須符合相關(guān)規(guī)定。澆筑混凝土后，施工單位應(yīng)將檢查樁孔位置和樁頂高度作為重點內(nèi)容。如果樁頭混凝土強度未達到設(shè)計標準，則要避免碾壓，以確保樁頭的完整性。若樁孔中有少量滲漏，應(yīng)用混凝土灌注處理即可。否則，需要使用水下混凝土進行灌注。

3 山區(qū)高速公路橋梁樁基施工的安全要點

由于山區(qū)地形、地勢復(fù)雜，道路縱向坡度較大，且降水量普遍較多，施工周期較長，需要對以下幾點引起注意。首先，正式施工之前，應(yīng)考慮到山區(qū)高速公路橋梁樁基施工過程中可能發(fā)生的各種問題，及可能對施工產(chǎn)生影響的多種因素，并提前制定解決方案。其次，當?shù)亟邓枯^大，需要提前制定防雨措施。如果雨水在升降繩和組件表面飛濺，兩者之間的摩擦系數(shù)將受到很大影響。雨后進行操作時，安全管理員應(yīng)檢查設(shè)備并監(jiān)督整個施工過程，所有施工人員都必須穿防滑鞋。在氣候多變的地區(qū)，安全管理員還需要關(guān)注氣象變化，在不對項目建設(shè)周期產(chǎn)生影響的前提下，選擇合適的作業(yè)時機。在人工挖孔過程中，若使用爆破進行挖孔，要提前做好支護工作，并將藥量控制在合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)孔壁坍塌的情況。此后，為避免有毒氣體導致作業(yè)人員中毒，需要在爆破作業(yè)完成后，將有毒氣體排放干凈。

4 結(jié)語

綜上所述，山區(qū)高速公路橋梁樁基建設(shè)難度較高，可能對施工過程及結(jié)果產(chǎn)生影響的因素較多。因此，需要加強對橋梁樁基施工技術(shù)的研究，使其不斷優(yōu)化、完善，從而在提高施工質(zhì)量的同時，減少建設(shè)投入成本，實現(xiàn)山區(qū)高速公路建設(shè)項目的持續(xù)發(fā)展。