淺覆蓋及裸露基巖下的鋼管樁植樁施工

朱 晨 鶴

(鐵道戰(zhàn)備舟橋處輪渡段，安徽 馬鞍山 243041)

0 引言

植樁是在堅硬的裸巖上鉆孔，再將管樁插入孔內(nèi)，澆筑混凝土，使鋼管樁有足夠的錨固長度。這類樁施工時通常使用鉆機鉆孔，孔深深入基巖3 m以上，再將樁放入孔內(nèi)，同時在孔內(nèi)注入混凝土，待混凝土凝固后，樁身則牢固的固定在基巖上，在此樁身上搭設(shè)便橋或者平臺的上部結(jié)構(gòu)。由于在施工時，鉆機的穩(wěn)定性不能有效控制，同時直接在基巖上鉆孔，難以造漿，導(dǎo)致鉆孔難度較大，周期長，在實際施工中往往根據(jù)實際情況選用固定法和浮體法鉆孔，兩種方法各有優(yōu)缺點，下面按照順序進行闡述。

1 浮體法

浮體法首先要選擇合適的浮體，滿足鉆孔需要，一般選用的鉆機為沖擊鉆,重量14 t左右,可以考慮利用船只或者其他合適的浮體進行拼組，圖1，圖2是在浙江麗水水蠟項目甌江大橋施工

時使用的浮體結(jié)構(gòu),采用四個標準舟節(jié),浮力可以承受120 t的荷載，使用8.1 m公路棧橋梁進行連接，中間寬度2.4 m，可以靈活的滿足各種鉆孔需要。

浮體法最重要的環(huán)節(jié)是對浮體的定位，這對成孔位置起決定性作用，直接影響最終的植樁效果。浮體上通常采用錨機或者卷揚機對鋼絲繩進行收緊或者放松，固定端往往根據(jù)實際情況選擇，在既有構(gòu)筑物上綁栓，埋設(shè)地錨，拋水中錨的方式。但不論那種方法都需要對水位流速進行跟蹤，實時調(diào)整鋼絲繩的松緊以確保浮體的位置固定。

鉆孔是植樁作業(yè)的難點，這種難度在浮體法和固定法體現(xiàn)都比較強烈，裸露基巖或者少量覆蓋層，在沖擊作用下，造漿難度大，鉆機又在浮體上操作，浮體本身的晃動也增加鉆孔的難度，往往需要反復(fù)加入造漿材料，并對護筒進行跟進，方能成孔。目前也有一種反循環(huán)的沖擊鉆，可以不用造漿，直接進行清水清孔，降低了鉆孔的難度和周期，但鉆機重量較大，成本也較高。

最后一步是植樁。植樁通常有三種方法，第一種方法，在鋼管樁內(nèi)鉆孔，并隨著鉆孔的深入同時把鋼管樁(如上部結(jié)構(gòu)已安裝的,則不跟進)跟進一段距離，在孔深達到深度后，下鋼筋籠，澆筑混凝土，將管樁通過其內(nèi)部的鋼筋混凝土柱進行錨固。第二類是首先使用護筒鉆孔，待孔深達到設(shè)計深度后，將管樁放入孔內(nèi)，然后在管樁周圍澆筑混凝土。第三類也使用護筒鉆孔，待成孔后，先澆筑混凝土，然后將管樁放入孔位處，通過振動錘振動，將鋼管樁埋入到鉆孔的底部位置,從而有較好的錨固作用，如圖3所示。

浮體法植樁的工藝已經(jīng)比較成熟，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在超深水下無覆蓋層的植樁施工，2017年仙師務(wù)田到永定公路工程的龍湖大橋的施工，水深60 m左右，僅有少量覆蓋層，河床面傾斜度30°～45°，采用浮體法植樁工藝施工已經(jīng)取得了成功。浮體的結(jié)構(gòu)，此工程從浮體的拼組，吊裝的構(gòu)造，拋錨定位以及鉆孔都有較大的難度，在這里不做詳述。

2 固定法施工

固定法施工與浮體法比較主要區(qū)別在鉆機停放的位置在固定結(jié)構(gòu)上，這對鉆孔是有利的，植樁的方法相同，常見的固定基礎(chǔ)方式，有以下幾種：

第一種是在結(jié)構(gòu)本身上考慮，在結(jié)構(gòu)搭設(shè)時，預(yù)留洞口，供鉆孔需要，這種施工工藝在貴州舞陽河大橋施工時成功采用，如圖4，圖5所示，這種結(jié)構(gòu)首先在有少量覆蓋層的或管樁的長度不長的情況下，利用群樁的自我穩(wěn)定性，首先進行結(jié)構(gòu)的安裝，然后在預(yù)先留有的洞口上開孔進行鉆孔，這種方法由于群樁的穩(wěn)定性，可以使用旋挖鉆進行鉆孔，大大提高了鉆孔的效率，但是這種工藝受吊裝的設(shè)備，管樁的口徑，穩(wěn)定性等因素限制，不宜做大跨度，同時結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制作安裝難度大。但是施工周期相對較短，鉆孔可以在搭設(shè)棧橋上部結(jié)構(gòu)時進行，也可以根據(jù)棧橋搭設(shè)時的穩(wěn)定情況考慮貫通后一次鉆孔，同時不需要對所有鋼管樁都

進行植樁，植樁的辦法采用圖3第一類方法。

第二種方法是采用沖擊鉆植樁。如圖6所示，由于沖擊鉆重達14 t，不能夠直接放置到貝雷的前端，現(xiàn)通過一根導(dǎo)梁，將鉆頭送到需要植樁的部位，僅讓懸挑的貝雷支撐鉆頭的重量。在護筒內(nèi)鉆孔，成孔后按照圖3的第二種或第三種工藝進行植樁，依次向前施工。護筒可以在貝雷前端進行固定，也可以考慮在水面部位使用浮體進行固定。

第三種方法由第二種辦法的改進。首先把前一排樁進行沖孔，或者前一排樁有較好的穩(wěn)定性，利用這種穩(wěn)定性，向前再埋設(shè)一跨管樁，后邊這排管樁可以有一定的埋深，也可以少量埋深，因為前排樁是穩(wěn)定的，所以這跨的穩(wěn)定可以滿足把鉆機放到前端進行沖孔。使用鉆機在前端進行鉆孔1根～2根，植樁后通過連接系與后排進行連接，這樣這一跨就是一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，植樁的方法與第二種固定法相同。循環(huán)此過程，依次向前推進。

以上是植樁法的幾種常用工藝，相比較而言，浮體法使用較多的水上設(shè)備，鉆孔難度大，鉆孔的周期較長，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安裝時間較長，但是鉆孔的位置較為靈活，可以做成大跨度，節(jié)省材料。固定法由于都是在固定的結(jié)構(gòu)上進行鉆孔，減小了鉆孔的難度，但是由于設(shè)備和結(jié)構(gòu)本身的限制，不能做成大跨度，尤其第一種方法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于節(jié)省材料，但可以大幅度降低工期，在較短的時間內(nèi)形成作業(yè)能力，同時不受水上施工設(shè)備的限制。在實際的施工中，根據(jù)項目工期要求，水文地質(zhì)，以及作業(yè)環(huán)境，綜合考慮兩種方案進行比選，在施工中可做到事半功倍，實現(xiàn)良好的技術(shù)效益和經(jīng)濟效益。