翼侯高速西白駒一號大橋3號墩樁基開挖施工

郭澤剛 肖建軍

(1.山西中交翼侯高速公路有限公司，山西晉城 048000;2.山西省交通規劃勘察設計院，山西太原 030000)

0 引言

翼城至侯馬高速公路是山西省南部地區通往中原、西北、華北的主要通道之一，起點(K63+046.247)位于翼城縣楊家河村，經翼城縣、曲沃縣、侯馬市北、襄汾縣，在新絳縣龍興鎮樂義村接大運高速公路趙康樞紐(K130+101.842)，路線全長66.792 km。項目區位于山西省臨汾盆地東部，勘察區地貌類型劃分為3種地貌單元:構造剝蝕基巖山區、黃土丘陵區、沖積傾斜平原區。K70+490處西白駒一號大橋處于基巖山區末端，并向黃土丘陵過渡區，初步設計階段該橋方案為8-50 m連續T梁橋，隨著施工圖階段勘察深度及細度的深入，發現該橋前三跨處于煤礦采空區范圍內，3號墩位于采空區邊緣，橋型方案調整為 4-50 m簡支 T梁 +4-50 m連續T梁。該橋跨越V形山溝，最大橋高51 m，最大墩高44 m，采用樁柱式臺、薄壁墩灌注樁基礎。其中右幅3號墩承臺順橋向8.6 m，橫橋向10 m，承臺下6根樁，左右幅共12根樁基。

1 工程地質

該橋位于構造剝蝕基巖山區末端，地形起伏較大，溝谷切割強烈，呈“V”形，關門臺側為泥巖砂巖互層的山體，坡表面全風化，侯馬臺側表層5.6 m覆蓋Q3黃土，其下為基巖，溝底處基巖上覆蓋薄層沖積物。地層以P1x，C3t沉積巖為主，Q2坡洪積物、Q4沖洪積物次之。P1x沉積巖為砂巖、泥巖互層，呈強～微風化，局部全風化，粒狀～泥質結構，層理構造，砂、泥巖比例一般為1∶2～1∶3;C3t沉積巖由灰巖、砂巖、泥巖夾煤層組成，比例為1∶1∶4。該段地下水埋藏較深。

該橋關門側前三跨處于東白駒～西白駒煤礦采空區(K70+100～K70+500)范圍內，采空區平均埋深150 m，項目影響范圍內的煤礦開采9+10號煤層。采空區沉降變形完成75%，剩余變形量為25%。治理方法為:采用井下巷道砌碹法和全充填壓力注漿法進行綜合治理。

2 施工前準備

2.1 技術資料分析

鑒于3號墩處于采空區邊緣，考慮工期的關系結合對地質資料的初步分析，決定對該墩位樁基先進行人工開挖，同時對開挖過程中的地質情況進行緊密跟蹤，判斷底層破碎情況對樁基的影響，以便及時決策施工方案。同時對樁基施工圖進行研究分析。

2.2 組織計劃

施工前對樁基開挖的人工、機械、材料及施工順序進行詳細組織計劃設計。基本內容包括:

1)整體樁基工程規模概況;

2)工程地質情況、地形地物影響及水電等周邊有利和不利情況的說明;

3)施工方案的確定、工期的計劃;

4)具體各工序的施工工藝安排;

5)驗收檢查方法及安排;

6)人工、機械、材料的配置及保證措施;

7)特殊天氣等條件下的應變調整計劃;

8)施工安全措施、文明環保措施;

9)質量保證措施、突發情況及其他安排等。特別強調的是制定樁基專項質量控制及安全控制兩方面，必須做到定員、定崗、定責。根據實際情況決定先對右幅最不利3-2號基孔開挖，如地質情況良好其他基孔陸續跟進。

3 施工控制

開挖樁基流程如下:

場地平整→測樁定位→開挖樁孔→觀察坑壁巖層情況并拍照→護壁混凝土實施→下節開挖、循環至樁底。

1)開始挖孔前，要根據地形條件對場地進行平整，同時注意樁孔標高須高出四周，場地形成一定坡度，周邊設置排水溝或積水坑。該橋已設置排水溝引入下游二級公路橋涵處。通過精確測量放線，明顯地標出樁基位置，并對照路線方向進行校核。

2)根據設計數據開挖樁孔，同時對巖層情況進行描述，并對采空區側坑壁照相，如果情況正常，開始澆筑混凝土井圈第一節護壁，第一節護壁可對厚度適當加強，必要時可配鋼筋。要求位置、尺寸必須準確，這是繼續下挖時精確施工的基礎。

3)護壁混凝土采用現場拌合，與其他混凝土工程不同處在于混凝土表面不能光滑，有利于樁基混凝土與側壁的結合。同時由于孔壁與模板間空間較小，混凝土坍落度可適當加大。該項工程中護壁混凝土標號同樁基，養護24 h后拆模，混凝土強度可達3 MPa以上，可提高施工安全度。

4)樁孔第二節開挖，可用垂球吊線法，精確確定孔位中心。風化巖層采用風鎬挖掘、弱風化巖層和較硬基巖采用淺孔松動爆破，孔眼方向根據基巖節理等進行調整，嚴格控制炸藥用量。卷揚機配三角架提升出碴。

5)通風及照明。挖孔深度超過8 m時，用鼓風機連續向孔內送氣，風管口要求距孔底2 m左右，孔內照明采用防爆燈泡，燈泡離孔底2 m。特別注意孔內爆破后應先通風排煙，確認安全后方可下井作業。

6)地層變化觀察。每次鉆孔進尺均要求將巖層地質情況詳細記錄，且有監理工程師的校核認可，并保存巖樣，隨時與設計人員交流信息。每個孔內照片統一采用前，后，左，右，底順序編號。圖1～圖3為3-2號孔前、后、底三張照片。

圖1 順橋向前部

圖2 順橋向后部

圖3 孔底部

經過對地質巖層統計分析，基本與原設計地質資料相符。大體情況為:

1)整體巖層節理發育，裂隙較發育，有貫穿上下巖層的情況，主要因素為地層沉降造成。2)未見大量的地下水，主要是裂隙滲水。不做排水設施。3)孔內未發現明顯斷層或裂縫特征。經初步分析，原采空區沉降已影響到該樁位，由于處于邊緣區，影響幅度小，該樁位可以與采空區治理同時進行，采空區治理后，樁基校核滿足要求后，可按照采空區段橋梁方案進行正常施工。綜合地質巖層簡要情況如表1所示。

表1 綜合地質巖層簡要情況

樁孔開挖完成后，經過成孔驗收合格，就可根據施工組織安排及時下鋼筋籠，澆筑樁身混凝土。

4 結語

人工挖孔樁在橋梁樁基施工中被廣泛應用，有它一定的優勢，施工機械要求低、費用省、地質情況明了，可以對設計進行校核，及時指導施工等。但施工安全問題也突顯為首要位置，在施工時根據實際情況，仔細做好安全防護制度，嚴格要求施工安全操作，專人負責班班交底教育，確保施工質量和人身、機械安全。