宿松路快速化改造工程下穿通道施工中的鉆孔咬合樁技術(shù)方案分析

饒俊 RAO Jun

（中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司，合肥 230000）

1 工程概況

本項(xiàng)目施工范圍主要分為宿松路和錦繡大道道路改造，宿松路段北起慈光路，南至紫蓬路，全長(zhǎng)約2.4km，其中高架橋長(zhǎng)約1.37km，路基段長(zhǎng)1.03km，錦繡大道西起厚德路，東至廣西路，全長(zhǎng)約1.78km，其中下穿通道全長(zhǎng)約1.25km，路基段長(zhǎng)0.53km。此外本項(xiàng)目還包含綜合管廊約620m、人行天橋兩座、管線橋一座和塘西河舊橋維護(hù)。

2 鉆孔咬合樁工藝原理與順序

2.1 鉆孔咬合樁工藝原理

鉆孔咬合樁在本次工程的下穿道路施工中，具體工序如下：做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作、一期交通導(dǎo)改、管線遷移、支護(hù)樁、管廊、匝道基礎(chǔ)施工、二期導(dǎo)改施工、管廊施工、三期導(dǎo)改、人行道施工、驗(yàn)收。[1]

在本次工程項(xiàng)目中，錦繡大道項(xiàng)目開挖地道的深度較大，最大達(dá)到10.8m，選擇應(yīng)用支護(hù)樁聯(lián)合內(nèi)支撐的開挖施工方式，逐級(jí)進(jìn)行開挖和支撐支護(hù)施工，以達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工要求，預(yù)防發(fā)生坍塌等事故問題。

在現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)用全套鉆機(jī)鉆孔施工作業(yè)，樁體之間通過咬合的方式排列進(jìn)行基坑圍護(hù)施工，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工安全性標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本次工程設(shè)計(jì)方案，將圓形鋼筋籠設(shè)定為A 樁，扁形鋼筋籠為B樁，全部采取鋼筋混凝土的施工方式，兩種樁體結(jié)構(gòu)交替施工。B 樁應(yīng)用超緩凝混凝土，必須在結(jié)構(gòu)初凝前完成A 樁施工，并應(yīng)用設(shè)備將相鄰B 樁的部分結(jié)構(gòu)切割掉，達(dá)到咬合的效果，如圖1 所示。

圖1 咬合樁示意圖

2.2 鉆孔咬合樁施工工藝

咬合樁單樁工藝可見圖2。

圖2 單樁施工工藝流程圖

具體步驟如下：

①鉆機(jī)就位。在導(dǎo)墻的強(qiáng)度性能合格后即可拆除模板，并確定定位樁的位置，根據(jù)方案的要求進(jìn)行鉆機(jī)定位，符合現(xiàn)場(chǎng)鉆孔施工要求。移動(dòng)套管鉆機(jī)到規(guī)定位置，通過套管鉆機(jī)抱管器中心進(jìn)行樁體中心設(shè)定，達(dá)到精確性的要求。[2]

②取土成孔。鉆機(jī)安裝到現(xiàn)場(chǎng)后，將第一節(jié)管吊入到樁機(jī)鉗口內(nèi)，確保樁管的垂直度符合要求，磨樁下壓樁管，深度在1.5~2.5m 之間，再從抓斗內(nèi)取土，在取土的同時(shí)進(jìn)行套管的下壓施工，確保套管底部超前開挖深度不足2.5m。第一節(jié)套管全部壓入到內(nèi)部后即可進(jìn)行垂直度的檢查，如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不符合要求及時(shí)做出調(diào)整處理；合格的情況下繼續(xù)進(jìn)行第二節(jié)套管施工，下壓取土作業(yè)，連續(xù)作業(yè)施工，直到達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。[3]

③鋼筋籠制作、吊放。鋼筋籠制作根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，焊接部分符合標(biāo)準(zhǔn)，通常在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置加工場(chǎng)制作，各個(gè)連接部位達(dá)到穩(wěn)定、牢固性要求，焊接質(zhì)量合格。在運(yùn)輸、吊裝階段不會(huì)出現(xiàn)變形的問題，為了達(dá)到穩(wěn)定性，可以設(shè)置加強(qiáng)箍的結(jié)構(gòu)，從而符合結(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)。施工方式如下：

1）現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)鋼筋保管管理。材料分類堆放，設(shè)置標(biāo)志牌，且和加工場(chǎng)的距離比較近。原材料下部設(shè)置墊木，保持和地面有足夠的距離，表面覆蓋防雨布。

2）鋼筋籠加工前進(jìn)行材料表面清理，確保沒有任何污漬，比如銹蝕、漆皮等，表面沒有泥土、油污等雜質(zhì)，達(dá)到清潔度的要求。如果鋼筋存在彎折等變形問題，及時(shí)采取調(diào)直處理措施。[4]

3）焊接前進(jìn)行試驗(yàn)焊接，制定焊接工藝，進(jìn)行焊接施工?？v向焊接應(yīng)用對(duì)焊或者電弧焊方式，焊接質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4）骨架綁扎施工加強(qiáng)控制，使用φ20mm 的加強(qiáng)箍，根據(jù)設(shè)計(jì)方案綁扎φ25 箍筋，主筋綁扎采取對(duì)稱設(shè)置方式。

5）鋼筋骨架的安裝中，確保表面保護(hù)層符合要求，確保結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)。

④成孔檢測(cè)達(dá)標(biāo)之后，及時(shí)進(jìn)行鋼筋籠安裝施工，且安放要做好如下工作：

1）加強(qiáng)鋼筋籠標(biāo)高控制，套管頂部位置標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求，安放的環(huán)節(jié)要加強(qiáng)控制，偏差不超過±100mm。[5]

2）下放鋼筋籠的環(huán)節(jié)，保證孔位中心對(duì)正，通過正、反循環(huán)方式緩慢下放處理，達(dá)到標(biāo)高后即可進(jìn)行固定處理。

3）為了預(yù)防澆筑時(shí)發(fā)生鋼筋籠上浮的問題，在底部需要焊接一塊直徑稍微小于鋼筋籠的薄鋼板，以達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工深度的要求。

⑤灌注混凝土。水下混凝土灌注施工應(yīng)用導(dǎo)管法進(jìn)行，使用φ250 的法蘭式鋼管結(jié)構(gòu)。導(dǎo)管埋設(shè)深度在2~6m之間，禁止出現(xiàn)埋設(shè)深度不足1m 的情況，且深度不能過大，通常來說每次拔出的高度在4m 左右。[6]

澆筑施工加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，預(yù)防發(fā)生鋼筋籠上浮的問題，一般在混凝土澆筑到鋼筋籠底部1~2m 之后即可進(jìn)行導(dǎo)管提升，達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，防止產(chǎn)生過大沖擊而造成結(jié)構(gòu)損壞。

B 樁每車制作一組試件，檢測(cè)其塌落度、緩凝時(shí)間，直到兩側(cè)A 樁全部施工結(jié)束。一旦存在問題及時(shí)調(diào)整，采取應(yīng)急處理方式。

⑥拔管成樁。澆筑的同時(shí)進(jìn)行拔管處理，但是要確保套管底部在混凝土面以下2m。

3 具體施工方案以及具體的施工步驟

要想提升鉆孔咬合樁孔口定位精度，確保安裝精度符合要求，樁頂應(yīng)該進(jìn)行混凝土或者鋼筋混凝土導(dǎo)墻施工，這是咬合樁施工的首要環(huán)節(jié)。導(dǎo)墻寬度加強(qiáng)控制，每側(cè)寬0.5m，厚度50cm，使用C20 混凝土制作，結(jié)構(gòu)形式見圖3。

圖3 咬合樁導(dǎo)墻平面示意圖

具體步驟：

①平整場(chǎng)地。地表雜物清理干凈，回填碾壓管線溝槽。

②測(cè)放樁位。按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行測(cè)量，確定樁位位置，使用全站儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地面導(dǎo)向控制點(diǎn)的測(cè)量放樣，并根據(jù)工藝方案進(jìn)行護(hù)樁制作，作為導(dǎo)墻控制線。各項(xiàng)施工結(jié)束后上報(bào)監(jiān)理審核處理。[7]

③導(dǎo)墻溝槽開挖。樁位放線工作結(jié)束后，經(jīng)過檢測(cè)符合要求，進(jìn)行溝槽的開挖施工，該工程采用人工方式開挖作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)施工中，開挖深度在路面下部55cm 位置，導(dǎo)墻稍微低于路面表層。開挖施工全部完成后，及時(shí)把中心線引入到溝槽以下，使得底模和模板施工效果合格，導(dǎo)墻中心線精度合格。

④模板施工。工程中應(yīng)用的模板是自制鋼模板形式，導(dǎo)墻預(yù)留定位孔，模板直徑為管套直徑增加4cm。模板應(yīng)用5X10 方木支撐，間隔距離在1m 以內(nèi)，達(dá)到加固穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)防發(fā)生跑模的問題，且軸線與凈空尺寸符合要求。在澆筑工作開始前應(yīng)進(jìn)行模板垂直度、中線、凈距的檢查，符合精度要求，各項(xiàng)尺寸達(dá)標(biāo)才能開始澆筑施工。[8]

⑤混凝土澆注施工。根據(jù)工程需要確定商砼單位，保證材料質(zhì)量合格，余量充足。澆筑施工保持兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行，禁止發(fā)生走模的問題。如果施工中出現(xiàn)走模的現(xiàn)象，立即停止?jié)仓鳂I(yè)，并再次進(jìn)行模板加固處理，糾正到設(shè)計(jì)位置才能繼續(xù)澆筑施工。澆筑后及時(shí)插入振搗器振搗施工，保持均勻性，防止過振。

⑥導(dǎo)墻安裝尺寸偏差不超過20mm。

4 排樁的施工技術(shù)分析

在施工中按照先B 樁，后施工A 樁的順序進(jìn)行，其施工工藝流程是：

B1—B2—A1—B3—A2—B4—A3……，如圖4 所示。

圖4 咬合樁施工工藝流程圖

現(xiàn)場(chǎng)分段施工接頭處理極為重要，如果一臺(tái)鉆機(jī)無法達(dá)到施工要求，需要配置多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)施工，所以需要處理接頭部位?，F(xiàn)場(chǎng)施工中，在施工段與段的端部都要布置砂樁結(jié)構(gòu)，在施工到接頭部位后及時(shí)挖出砂子，并且灌注混凝土。如圖5 所示。

圖5 分段施工接頭預(yù)設(shè)砂樁示意圖

5 超緩凝混凝土施工技術(shù)措施

咬合樁超緩凝混凝土對(duì)于咬合樁效果產(chǎn)生直接影響，鉆孔咬合樁最重要的是進(jìn)行垂直度控制，并確保緩凝時(shí)間在合理范圍內(nèi)。垂直度需要通過現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械和工藝控制滿足要求，而緩凝時(shí)間影響因素較多，尤其是72h 超緩凝混凝土配合比，需經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)分析。咬合樁施工難度較高，必須加強(qiáng)管理和控制。

①超緩凝混凝土緩凝劑的加入比例要控制在3.5%～6%之間，水泥和緩凝劑應(yīng)符合要求，使得凝結(jié)時(shí)間符合要求。超緩凝混凝土要結(jié)合溫度、濕度做出調(diào)整，以確保各方面的性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。[9]

②A 樁混凝土緩凝時(shí)間嚴(yán)格執(zhí)行單樁的成樁時(shí)間，還要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、樁長(zhǎng)、鉆機(jī)等方面分析，以達(dá)到結(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)。

③在B 樁成孔環(huán)節(jié)，A 樁還沒有凝結(jié)，混凝土可以流動(dòng)，所以這時(shí)的A 樁混凝土很可能通過兩者之間相交的位置進(jìn)入到B 樁孔內(nèi)，這就會(huì)形成管涌。為了消除這一問題，加強(qiáng)A 樁混凝土塌落度控制極為重要，干孔在14cm 以內(nèi)，水下灌注18~20cm，減小流動(dòng)性，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)。

④樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的條件下，加強(qiáng)配合比參數(shù)控制，落實(shí)緩凝時(shí)間的控制，預(yù)防出現(xiàn)早凝的問題而影響咬合效果。咬合樁現(xiàn)場(chǎng)施工中，應(yīng)確保A 樁不會(huì)進(jìn)入到B樁，且兩個(gè)樁體結(jié)構(gòu)形成整體，鋼套管的拔出順利。

6 施工注意事項(xiàng)

在本次工程的施工中，咬合面厚度僅為20cm，如果垂直度不合格，容易發(fā)生相鄰的樁體交叉施工。為了使得鉆孔咬合樁的質(zhì)量性能合格，在現(xiàn)場(chǎng)要做好成孔精度的管控，實(shí)現(xiàn)全面性控制。

①垂直度偏差不超過3‰，然后咬合嵌入樁最小不利咬合面只有10.7cm。

②應(yīng)用定位導(dǎo)板進(jìn)行精度控制，確保第一節(jié)套管達(dá)到施工要求，成孔精度合格。

③成孔垂直度全面控制，在第一節(jié)套管吊裝中，使用導(dǎo)板下壓處理，并進(jìn)行固定處理，達(dá)到結(jié)構(gòu)垂直度標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，進(jìn)行套管下壓的整個(gè)過程中，在下壓的環(huán)節(jié)應(yīng)該及時(shí)檢查和糾偏處理，每次油缸作業(yè)行程為25cm。

④成孔中垂直度精度的檢測(cè)：

1）地面監(jiān)測(cè)，施工作業(yè)地面部位上使用經(jīng)緯儀或者線錘監(jiān)測(cè)，設(shè)備數(shù)量符合要求，做好套管垂直度的檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)偏差超出規(guī)定要求，及時(shí)采取糾正措施。該監(jiān)測(cè)工作必須在成樁過程中隨時(shí)進(jìn)行，直到全部完成施工為止。

2）孔內(nèi)檢查，每節(jié)套管下壓工作結(jié)束后，在進(jìn)行下一節(jié)套管安裝前，停止施工并應(yīng)用測(cè)斜儀檢測(cè)垂直度，存在問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾正，符合要求后才能繼續(xù)進(jìn)行下一節(jié)套管的施工。[10]

成孔環(huán)節(jié)如果存在垂直度偏差的問題，應(yīng)及時(shí)做出調(diào)整處理，具體采取如下措施：

①鉆機(jī)通過液壓油缸及時(shí)糾偏處理，如果偏差超出標(biāo)準(zhǔn)，或者入土深度不合格，及時(shí)應(yīng)用鉆機(jī)進(jìn)行兩個(gè)頂升油缸和兩個(gè)水平油缸調(diào)節(jié)垂直度，符合糾偏要求。

②套管壓入到土體以內(nèi)超過5m 的情況，I 序樁存在偏移的問題，糾偏的難度較高，可以在套管中填砂處理，并且填充時(shí)進(jìn)行拔管處理，再聯(lián)合糾偏處理措施，符合精度要求后再進(jìn)行取土成孔處理。

③套管入土深度超過5m 時(shí)，Ⅱ序樁發(fā)生偏移，該環(huán)節(jié)選擇使用I 序樁相同混凝土材料澆筑施工，并選擇相同糾偏方式。

7 結(jié)束語

本文以（南二環(huán)-深圳路）快速路改造為案例展開分析，深入探討改造項(xiàng)目的下穿道路施工中鉆孔咬合樁施工工藝，分析現(xiàn)場(chǎng)施工管理措施，優(yōu)化項(xiàng)目施工效果，提高道路交通的通行效果，實(shí)現(xiàn)通行質(zhì)量的提升，同時(shí)可以將成功經(jīng)驗(yàn)引入到其他改造項(xiàng)目中，為城市化發(fā)展提供基礎(chǔ)，促進(jìn)我國工程領(lǐng)域的高速發(fā)展，帶動(dòng)社會(huì)全面發(fā)展。