橋梁下部結構施工優化技術

□蘇社教 □高建新 □王龍欣 □張 榮（河南省石漫灘水庫管理局 河南省陸渾水庫管理局 河南省水利勘測有限公司）

1 工程概述

南水北調中線一期工程總干渠方城段位于樁號124+751～樁號185+545，全長60.79km，采用明渠輸水，有各類建筑物107座，布置跨渠公路橋37座，生產橋21座，9個施工標段均有橋梁工程施工。

該段渠道多數為上粘性土、軟粘土、砂，下軟質碎屑巖，地形平坦，渠道挖深9～10 m，渠坡主要由al-lQ3粉質粘土、粉質壤土、有機質粘土組成。局部渠底揭露N層軟質碎屑巖。Q3粉質粘土、粉質壤土，夾少量薄層粉細砂，呈可塑至硬塑狀。中間分布有富含有機質粘土，厚3～6m，呈軟塑至可塑狀。局部分布有粉細砂層，厚0～2m，分布于有機質褐黑色粘土層之下。

有機質粘土抗剪強度低，具中等偏高壓縮性，粉細砂層具中等透水性，厚薄不均，在渠坡開挖時易發生邊坡失穩及基坑涌砂涌水現象。局部地下水承壓水頭達9m左右，可能存在基坑突涌問題。跨渠公路橋橋墩下部為樁接柱形式，柱高達十幾米，地下水對其下部的樁施工影響嚴重，部分標段采取井點降水、開挖樁基工作面，然后進行鉆孔灌注樁施工的方案，由于地質條件差，開挖后，局部出現土體失穩，工作面濕軟，機械難以進入，嚴重影響施工進度，且降水費用較高。

2 工藝流程

施工順序：場地準備→樁位放樣→埋設護筒（Φ3m）→鉆機就位→配置泥漿→鉆進（鉆進至橋墩樁基設計高程以上1m處）→安裝Φ2.70m鋼護筒→樁位放樣→鉆機再次就位→鉆進（鉆進至樁基底設計高程）→清孔→安裝鋼筋籠（聲測管）→安裝導管→灌注水下混凝土→抽出泥漿→鑿除樁頭→質量檢測。

3 主要施工方法

3.1 施工準備

一是對樁基進行初步放樣，測出樁基原地面高程，根據地面高程和樁頂高程制作Φ2.70m護筒，在每根樁位四周呈十字形布置4個固定點，每個點離樁心半徑2m，用來控制和復核樁中心位置。二是現場準備：現場基坑做好防護，接通水電，做好泥漿池及沉淀池等。

3.2 護筒的制作與埋設

護筒采用鋼護筒，用12mm的鋼板卷制而成。護筒直徑比鉆孔樁直徑要大30cm，根據周圍土質及水位，護筒制作長度為1.50 m。埋設時，高出地面20～30 cm，埋入地下1.20～1.30 m，平面位置控制在5cm之內，豎直線傾斜度在1%內。

埋設鋼護筒時應通過定位的控制樁放樣，使鋼護筒中心與孔位中心重合，并使用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒垂直。然后在鋼護筒周圍對稱的、均勻的回填最佳含水量的粘土，要分層夯實，以保證其垂直度及防止泥漿的流失。如果護筒底土層不是粘性土，應挖深或換土，在孔底回填夯實30～50 cm的粘土，再安放護筒，以免護筒底口滲漏或塌方，夯填時要防止鋼護筒偏斜。護筒上口應綁扎木方對稱吊緊，防止下竄。

3.3 反循環鉆機的安裝就位

鉆機就位時應有專人指揮，不斷調整鉆機位置，主要是保證鉆尖與鋼護筒的十字線中心重合，鉆機平穩、不發生傾斜、位移，并在機架上作出控制的標尺，以便在鉆進過程中進行觀測、記錄。

3.4 鉆孔施工

一是開鉆前，向護筒內注滿水，加入一定量的粘土或膨潤土，用鉆頭上下反復攪拌造漿。二是在鉆進過程中要及時松放鋼絲繩長度。升降錘頭要平穩，不得碰撞孔壁及護筒。三是鉆孔作業必須連續，并做好鉆孔施工記錄。鉆機上必須設有記錄本，由操作人員做好原始記錄，一般每兩小時記錄一次，遇到特殊情況每半小時記錄一次，終孔后將原始資料交給資料員保管，作為竣工資料。四是鉆進過程中，要隨時對鉆孔泥漿進行檢測，保證孔內泥漿質量符合要求。五是每班最少測孔深三次，注意地層變化，在地層變化處撈取渣樣，詳細記錄并保存好，交班要詳細鉆孔記錄及注意問題，發現異常問題馬上糾正，因故停鉆，應查明原因，采取合理有效的措施進行處理。在鉆至卵石易塌地層時，鉆進速度必須放慢，適當加大泥漿比重，防止坍塌，確保成孔質量。六是成孔檢測：成孔檢測一般包括孔的中心位置、傾斜度、孔底標高、直徑、及沉渣厚度等；孔的中心位置偏差應在50 mm范圍內，孔徑不小于設計樁徑；傾斜度小于孔深的1%；樁長不小于設計；在孔徑檢測時，下放根據設計樁徑制作的探孔器入孔底進行檢測，上下暢通無阻表示孔徑合格；成孔后還要及時進行清孔，保證沉渣厚度低于10 cm，嚴禁利用超鉆深度代替清孔，以免造成混凝土澆筑之后樁頂標高下沉。

3.5 混凝土澆注

一是澆筑首罐混凝土時，導管提離孔底50 cm,以便沖擊沉渣，要特別注意首罐混凝土的灌入量，必須能夠滿足灌入孔底后導管埋入混凝土1.00m以上。二是灌注開始后，應緊湊連續進行，并注意觀察管內混凝土下降和孔內水位升降情況，及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除。導管在混凝土內埋深控制在2～6m左右。三是為防止鋼筋骨架被混凝土頂托上升，在混凝土澆筑面上升到鋼筋骨架下端時，適當控制澆筑速度，而當混凝土進入鋼筋骨架4～5m以后，提升導管，減小導管在鋼筋骨架下的埋置深度。四是在混凝土灌注過程中，后續混凝土要沿導管壁徐徐灌入，以免在導管內形成高壓氣囊。另外，為保證樁基礎的密實，要定時抽插振動導管，達到振搗效果。五是在混凝土灌注完成后，采用泥漿泵將Φ2.70m孔內泥漿抽出，防止泥漿沉淀，給后期樁頭鑿除帶來施工困難。六是為確保樁頂質量，混凝土澆筑標高應比設計樁頂標高高出0.50～1.00 m，待澆筑完成后挖除多余混凝土，但留出10～20cm左右在樁基礎達到設計強度后用風鎬鑿除至設計標高。