第第頁(yè)壩陵河大橋高山峽谷大直徑挖孔樁施工質(zhì)量控制【摘要】樁基人工開(kāi)挖是一種傳統(tǒng)的施工工藝，因其成本低、不需要大型設(shè)備、對(duì)環(huán)境破壞小等優(yōu)點(diǎn)，在交通不便的山區(qū)常被優(yōu)先選擇。它適用于無(wú)地下水或少量地下水，且較密實(shí)的土層或風(fēng)化巖層。貴州壩陵河大橋橋面至壩陵河谷底370米，本文就扒了壩陵河大橋峽谷大直徑群樁施工，論述關(guān)鍵工序的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，為在云貴川等地區(qū)同類工程施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】壩陵河；挖孔樁；質(zhì)量控制

1工程概況

壩陵河大橋位于貴州省關(guān)嶺縣境內(nèi)，是滬瑞國(guó)道主干線貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)公路上跨越壩陵河大峽谷的一座特大型橋梁。大橋主跨1088m，橋面至壩陵河水面370米，全長(zhǎng)2237m。貴州壩陵河大橋，是跨度“國(guó)內(nèi)第一，世界第六”的大跨徑鋼桁梁懸索橋。

西索塔基礎(chǔ)采用樁基承臺(tái)結(jié)構(gòu)，每個(gè)塔肢承臺(tái)基礎(chǔ)采用16根φ2.5m的灌注樁，呈4×4行列布置，共32根，單樁長(zhǎng)為41.0m，持力層為微風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r。其平面布置如圖1。

2工程地質(zhì)條件

橋址區(qū)及其外圍出露的地層有：第四系（Q）、三疊系上統(tǒng)把南組（T3b）、賴石科組（T31s）、中統(tǒng)竹桿坡組（T2z）、楊柳井組（T2y）。出露基巖為三疊系中統(tǒng)竹桿坡組第一段（T2z1）和第二段（T2z2）的泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及楊柳井組（T2y）的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。呈中厚狀，地表多呈強(qiáng)、弱風(fēng)化狀態(tài)，巖石表面網(wǎng)狀裂隙縱橫，地表巖溶發(fā)育。

西索塔基礎(chǔ)埋深40m，巖體完整程度較高，巖溶不發(fā)育，持力層為微風(fēng)化巖體。橋址區(qū)地下水埋深200m以下。

3工程主要施工特點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）大橋橋址位于貴州山區(qū)，橫跨壩陵河大峽谷，河流切割浸蝕強(qiáng)烈，地形破碎，巖溶發(fā)育明顯；地形坡度40°―70°，地勢(shì)高差大，地表常處于干旱缺水狀況。

（2）西索塔基坑內(nèi)承臺(tái)周邊場(chǎng)地寬度不足5m，進(jìn)場(chǎng)施工便道修建難度大，現(xiàn)場(chǎng)施工總平面布置困難，施工場(chǎng)地面積不足，材料運(yùn)輸困難，起重設(shè)備使用和場(chǎng)區(qū)高壓線干擾，施工安全隱患巨大。

（3）西主塔工程是本標(biāo)段施工的關(guān)鍵線路及控制性工程，樁基施工工期80天，施工工期極為緊張。

4施工工藝選擇

綜合考慮本工程特點(diǎn)及各方面因素，樁基施工工藝采用挖孔施工工藝，其主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）根據(jù)基坑開(kāi)挖施工所揭示的地質(zhì)情況發(fā)現(xiàn)，橋址區(qū)巖體裂隙發(fā)育，巖層間夾泥，并存在小型溶洞。

（2）在前期樁基地質(zhì)補(bǔ)充鉆探勘查施工過(guò)程中巖石滲水、漏水現(xiàn)象嚴(yán)重。

（3）樁基施工工期緊。

（4）施工場(chǎng)地狹窄，如果采用鉆孔施工，則鉆機(jī)及泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置困難。

（5）根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料以及挖孔所揭示的地質(zhì)情況，分析巖石裂隙狀況，在鉆孔施工中泥漿漏漿嚴(yán)重，無(wú)法保證護(hù)壁泥漿的質(zhì)量和數(shù)量，難以確保鉆孔施工正常進(jìn)行，樁基施工工期難以保證。

（6）樁基范圍內(nèi)無(wú)地下水和有害氣體，人工挖孔施工具備有利條件。

5主要施工方法及質(zhì)量控制措施

5.1工藝流程

挖孔樁施工工藝流程：場(chǎng)地平整___?樁位測(cè)量___井圈施工___挖孔___驗(yàn)孔___鋼筋籠綁扎___鋼筋籠吊裝___澆筑砼_(tái)__砼養(yǎng)護(hù)___成樁檢測(cè)。

5.2樁位測(cè)量

在開(kāi)挖好的基坑中，測(cè)出樁基中心十字線，施測(cè)樁基中心十字線，定出樁孔的準(zhǔn)確位置；設(shè)置護(hù)樁，澆筑鎖口井圈；利用鎖口井圈，在井圈頂通過(guò)測(cè)量準(zhǔn)確設(shè)置四個(gè)控制點(diǎn)，以鐵釘做標(biāo)記，通過(guò)這四個(gè)控制點(diǎn)校核孔中心位置和垂直度。并在挖孔施工過(guò)程中定期復(fù)核控制點(diǎn)。

施工時(shí)，為了保證孔位位置準(zhǔn)確，每天都要在挖孔前校核一次挖孔樁位置是否歪斜、移位。

5.3井圈施工

開(kāi)挖井圈前，就地挖溝為模，澆筑寬25cm、深100cm、的C30混凝土鎖口井圈，露出地面30cm，并搭設(shè)雨棚，防止地表水或雜物掉入孔內(nèi)。護(hù)壁采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁施工工藝，井孔每下挖1m即澆筑一次，澆筑混凝土標(biāo)號(hào)為C30，厚度為10cm，挖孔直徑為φ=2.7m。

5.4挖孔施工

5.4.1挖孔

土層采用人工直接開(kāi)挖，局部采用風(fēng)鎬配合；對(duì)強(qiáng)風(fēng)化巖層，采用風(fēng)鎬人工開(kāi)鑿；對(duì)弱、微風(fēng)化巖層，采用毫秒微差淺眼控制爆破法施工，每次爆破開(kāi)挖深度0.8～1.0m，孔眼直徑φ32mm，打眼深度1.0～1.2m，間距：徑向0.5～0.7m，環(huán)向0.3～0.4m，梅花型布置。每孔具體裝藥量由施工試爆確定。每次孔內(nèi)爆破后，應(yīng)先通風(fēng)排煙15min并經(jīng)檢查無(wú)有害氣體后，施工人員方能下井作業(yè)。

根據(jù)規(guī)范要求，挖孔施工必須隔孔施工。但在實(shí)際施工過(guò)程中，為了爭(zhēng)取時(shí)間，不影響承臺(tái)施工，單邊樁基采用同時(shí)開(kāi)挖的方式。雖然解決了單邊樁基施工的同步性，但使得挖孔施工的難度增大，主要是爆破影響大。在施工中，為了將影響減少到最小，嚴(yán)格要求作業(yè)隊(duì)伍各個(gè)孔的掘進(jìn)進(jìn)尺基本保持一致，統(tǒng)一爆破時(shí)間，而且每次爆破盡量的隔孔實(shí)施。

出渣采用0.5t卷?yè)P(yáng)機(jī)吊運(yùn)，一孔一臺(tái)。出渣桶利用廢舊油桶制作，桶外用φ8圓鋼加固。吊鉤用φ20圓鋼冷彎而成，并設(shè)置防脫落裝置。

5.4.2護(hù)壁

人工挖孔采取分段挖孔，分段護(hù)壁的方法施工，分段高度1.0m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)與樁基混凝土相同。護(hù)壁形式有臺(tái)階型和直筒型兩種。臺(tái)階型護(hù)壁上下節(jié)間可以不斷開(kāi)澆筑，但護(hù)壁要澆筑成上小下大的圓臺(tái)形，增加孔樁開(kāi)挖工程量，浪費(fèi)混凝土。直筒型護(hù)壁上下口一樣大小，澆筑護(hù)壁時(shí)，要斷開(kāi)20cm供混凝土進(jìn)入，不便操作，但護(hù)壁等厚度，可以減小開(kāi)挖樁徑，節(jié)省護(hù)壁混凝土，也便于日后鋼筋籠下放。在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地層中間有夾泥層和巖體破碎層，為了確保孔內(nèi)作業(yè)人員的安全，在此地段護(hù)壁砼中加入了一圈φ10的鋼筋。

5.5驗(yàn)孔

樁挖孔成型后，除對(duì)孔深、孔徑、傾斜度進(jìn)行檢查外，重要的是對(duì)樁底承載力檢測(cè)和樁底以下20m范圍溶洞的探測(cè)。經(jīng)檢測(cè)承載力滿足設(shè)計(jì)要求和樁底以下20m范圍無(wú)溶洞后，方可按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行樁身鋼筋骨架吊裝及樁身砼澆筑。成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1：

5.6鋼筋籠制作安裝

鋼筋籠綁扎在鋼筋加工廠下料，運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)制作。鋼筋籠制作應(yīng)注意同一鋼筋在接頭長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)不得有兩個(gè)接頭，在接頭長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)受力鋼筋接頭面積的百分率不得大于50%。為使混凝土導(dǎo)管能順利升降，防止與鋼筋籠卡掛，鋼筋綁扎時(shí)應(yīng)保持主筋內(nèi)緣光滑，鋼筋接頭不得浸入主筋內(nèi)凈空，鋼筋籠下端用加勁筋全部封住露頭，保證下端平齊。

為確保鋼筋籠在澆筑前懸浮和混凝土澆筑過(guò)程中不上浮，鋼筋籠下放到位后，采用型鋼支架壓重，支架邊緣加配重抗浮。聲測(cè)管與鋼筋籠一起下放。鋼筋制安檢查項(xiàng)目見(jiàn)表2：

5.7混凝土施工

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)砼攪拌站的布置，主塔樁基砼主要由1#攪拌站攪拌為主，2#攪拌站輔助；砼由輸送泵泵送至澆筑現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)導(dǎo)管（導(dǎo)管中加砼防漓析器，防漓析器每8m布置一個(gè)）入倉(cāng)。導(dǎo)管距砼頂面不超過(guò)1.8m。直接澆筑砼，砼澆筑過(guò)程中應(yīng)連續(xù)，中間不得留有施工縫。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形，砼是向下進(jìn)行輸送，且落差大，1#站標(biāo)高為+1008.000m，距西索塔承臺(tái)底（承臺(tái)墊層底標(biāo)高為+947.000m）落差為61.0m，水平距離為110.0m；2#攪拌站標(biāo)高為+1035.000m，距西索塔承臺(tái)底（承臺(tái)墊層底標(biāo)高為+947.000m）落差為88.0m，水平距離為170m。對(duì)如此大落差砼能否順利輸送，管線布置的合理性相當(dāng)關(guān)鍵。在對(duì)砼輸送設(shè)備性能進(jìn)行研究后和參照貴州地區(qū)部分類似工程經(jīng)驗(yàn)，采用水平管和垂直管相結(jié)合的布管方式，其原理為利用水平管內(nèi)砼與管壁的摩擦力來(lái)克服垂直管內(nèi)砼的自重，實(shí)現(xiàn)輸送管道內(nèi)為滿管砼，從而避免管內(nèi)出現(xiàn)空管造成堵管。此種輸送工藝是由于施工現(xiàn)場(chǎng)地形限制不得已采用。雖然砼施工能夠保證，但這種施工工藝成本高，對(duì)砼的物理性能要求高。

砼振搗采用人工振搗。人工振搗砼振搗用2φ50插入式振搗棒振搗。振搗時(shí)棒頭插入砼中要快插慢拔，插入下層砼深度50～100mm，振搗以當(dāng)前振搗區(qū)砼停止下沉、表面不再冒出氣泡且呈現(xiàn)平坦、泛漿為標(biāo)準(zhǔn)。在砼澆筑結(jié)束后，及時(shí)覆蓋麻袋，在砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，再進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

6根據(jù)壩陵河大橋挖孔樁施工實(shí)際情況，山區(qū)峽谷大直徑挖孔樁主要缺陷防治措施探討如下

6.1坍孔防治措施

（1）在開(kāi)挖過(guò)程中，隨時(shí)核實(shí)原設(shè)計(jì)提供的勘探資料，并采取合適的應(yīng)對(duì)措施（即確定是否采用井壁防護(hù)和采用何種井壁防護(hù)方式），若開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)有可能引起大量坍孔，影響施工人員安全和成樁質(zhì)量，應(yīng)考慮移動(dòng)樁位或選擇其他基礎(chǔ)施工方法。

（2）孔口地坪宜高于周邊地面。做好地表排、截水工程，使孔位不受雨水沖刷的影響。有地下水滲出或有泉眼涌水，應(yīng)采取臨時(shí)集、排水措施。若有大涌泉和大量地下水滲出，應(yīng)考慮采用其他樁基形式。

（3）在成孔過(guò)程中，每班至少有兩次測(cè)量復(fù)核孔軸位置和孔徑，并及時(shí)糾偏，防止誤差積累、下延。

（4）開(kāi)挖時(shí)及時(shí)進(jìn)行井壁支護(hù)，成孔后及時(shí)澆筑樁身混凝土。

（5）施工中，井口不堆載棄土和放置機(jī)械及其他重物。

6.2成孔偏斜防治措施

（1）在成孔過(guò)程中經(jīng)常測(cè)樁孔垂直度，及時(shí)糾偏。

（2）偏差過(guò)大時(shí)，應(yīng)自上而下重新修整孔壁，將樁中心軸線校直，超挖部分在澆筑混凝土?xí)r填實(shí)。

6.3孔深不足防治措施

（1）澆筑混凝土前保持孔壁的穩(wěn)定，防止坍塌。吊放鋼筋籠時(shí)不得碰撞孔壁。

（2）如采用無(wú)支撐無(wú)護(hù)壁方法開(kāi)挖的挖孔樁，成樁后為防止孔壁在澆筑混凝土前坍塌，可采用局部或全部噴射混凝土，局部加設(shè)臨時(shí)支撐等方法護(hù)壁。

（3）對(duì)沉積于孔底的土石，應(yīng)設(shè)法以人工或機(jī)械抓取的方法清孔以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

6.4鋼筋籠變形防治措施

（1）鋼筋籠應(yīng)分節(jié)制作，分節(jié)吊裝，然后在孔口焊接，并在焊接前校正軸線和外形。

（2）應(yīng)按鋼筋籠在制作與吊裝就位等各階段的受力狀況，根據(jù)技術(shù)規(guī)程要求設(shè)置加強(qiáng)箍，加強(qiáng)箍必須與主筋焊接牢固。

（3）在安裝鋼筋籠時(shí)，宜設(shè)置臨時(shí)吊裝扁擔(dān)，以減少鋼筋籠的變形。

6.5鋼筋籠位置偏差防治措施

（1）在鋼筋籠主筋上，每隔一定間距應(yīng)設(shè)置一組混凝土墊塊，以控制混凝土的保護(hù)層厚度。墊塊宜做成不同厚度，以適宜鋼筋籠與孔壁的實(shí)際間距，鋼筋籠與孔壁間距較大，可焊接橫向定位短鋼筋，以保持鋼筋籠軸線位置的正確。

（2）修整樁孔孔壁，確保鋼筋籠保護(hù)層厚度和澆筑混凝土?xí)r鋼筋籠軸線的垂直。

（3）鋼筋籠應(yīng)在垂直狀態(tài)時(shí)吊放入孔。

6.6鋼筋籠上浮防治措施

（1）無(wú)論是用串筒或混凝土輸送泵澆筑混凝土，在澆筑鋼筋籠底部混凝土?xí)r，均應(yīng)放慢澆筑速度，減少混凝土面上升的動(dòng)能作用，以免鋼筋籠被頂托而上浮，待鋼筋籠下端部被埋入混凝土有一定深度時(shí)，方可以正常速度進(jìn)行澆筑，通常情況下，可防止鋼筋籠上浮。

（2）在安裝完鋼筋籠后，可在孔底和孔壁設(shè)置防鋼筋籠上浮的臨時(shí)措施：如壓混凝土塊或設(shè)置防止上浮的橫撐使鋼筋籠與孔壁固定。

6.7樁身混凝土質(zhì)量差、與孔壁不密貼等防治措施

（1）根據(jù)挖孔樁的深度，地質(zhì)情況、工程量及混凝土澆筑條件，設(shè)計(jì)合適的挖孔樁。

（2）在澆筑過(guò)程中防止對(duì)孔壁的擾動(dòng)。

（3）混凝土井圈護(hù)壁的挖孔樁，井圈與井圈、井圈與井壁之間必須逐節(jié)將縫隙填塞密實(shí)。

（4）水下混凝土配制應(yīng)有足夠的流動(dòng)度。

（5）以逐節(jié)拆除臨時(shí)支護(hù)、逐節(jié)澆筑的挖孔樁，必須將護(hù)壁材料和井壁疏松部分清除干凈。

7結(jié)束語(yǔ)

在交通不便、山高水少的群山地區(qū)，挖孔樁是樁基施工常見(jiàn)的施工工藝。人工挖孔，樁基混凝土澆筑采用干施工，對(duì)于成樁質(zhì)量是非常可靠。在整個(gè)西索塔樁基施工中，從挖孔施工到砼施工，通過(guò)對(duì)每道工序的嚴(yán)格質(zhì)量控制，最終西索塔所有的樁基經(jīng)聲波檢測(cè)均為Ⅰ類樁，使得西索塔的樁基在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF