山區(qū)沿溪復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆孔樁主要技術(shù)分析

張進(jìn)騰

（中建鑫宏鼎環(huán)境集團(tuán)有限公司， 福建 廈門 361000）

1 工程概況

順昌縣城鄉(xiāng)綜合整治建設(shè)項(xiàng)目-富屯溪(水南橋-東門橋兩岸)慢道及景觀提升工程位于南平市順昌縣。工程主要狀況如下：本工程沿富屯溪南岸岸邊設(shè)置棧道橋，橋梁全長(zhǎng)1408.1m，含A-I九段主線及四處觀景平臺(tái)，橋?qū)?米，樁基直徑1米。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，本橋梁巖土層分為素填土層、沖洪積層、坡積層、石英片巖石各風(fēng)化帶組成。富屯溪南岸緊靠九龍山，九龍山山體侵入溪水中，現(xiàn)場(chǎng)部分路段巖層裸露，多以中風(fēng)化石英巖為主。

1.1 施工的工況

棧道橋沿溪邊（水南橋-東門橋之間）設(shè)置，全橋184根樁基，其中178根位于水中，A-F段水深1-2米，F(xiàn)-I段水深3-4米，D-F段原地面較陡峭，部分樁基基巖裸露且?guī)r面傾斜。

1.2 需要解決的問(wèn)題

（1）由于大部分樁基位于水中，施工機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，打樁平臺(tái)和便道便橋等施工方案的選擇，是保證施工成敗的關(guān)鍵。

（2）部分樁基位于傾斜巖面，鋼護(hù)筒無(wú)法完全打入，Φ1200的鋼護(hù)筒底部在一側(cè)進(jìn)入巖面時(shí)而另外一側(cè)有30-50厘米的懸空，如果保證鋼護(hù)筒不漏漿？

（3）樁基施工時(shí)，可能發(fā)生偏孔及卡鉆等問(wèn)題。

2 施工方案的選擇

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和樁基地質(zhì)特點(diǎn)，采用CZ30沖孔樁機(jī)施工，每臺(tái)樁機(jī)配套2個(gè)鉆頭，采用高錳鋼合金錘牙。施工前租用漁船沿著溪邊勘查，測(cè)量出每個(gè)樁基位置的水下斷面圖，根據(jù)測(cè)量得到的斷面圖結(jié)合水深等實(shí)際情況，確定A-F段采用筑島圍堰作為打樁平臺(tái)并配以填土便道，F(xiàn)-I段采用搭設(shè)水上鋼平臺(tái)和鋼護(hù)筒施工，鋼平臺(tái)之間搭設(shè)鋼便橋連接。

2.1 筑島圍堰施工

順昌縣地處山區(qū)，每年雨季可能發(fā)生洪水災(zāi)害，因此在便道的選線上盡量靠近山邊，筑島及便道填筑前將表層雜土清理干凈，填筑材料選擇粒徑較大的透水性材料，沿溪一側(cè)采用片石拋填護(hù)岸。筑島和便道連成整體，筑島圍堰填筑完成后用挖掘機(jī)挖除樁位材料換填黏土，筑島臨水面用拋石加固。

2.2 水中打樁鋼平臺(tái)施工

水中打樁鋼平臺(tái)采用貝雷片+鋼管樁施工，平臺(tái)與便橋用工字鋼聯(lián)系成整體，橋墩采用Φ529x8mm螺旋鋼管樁+雙拼I45a工字鋼，鋼管樁頂切割槽口，將樁頂分配梁放置在槽口內(nèi)，然后將分配梁與鋼管樁槽口底進(jìn)行滿焊焊成整體，橋面系與橋墩采用U型鋼連成整體，打樁平臺(tái)鋼管樁之間采用[10槽鋼作為水平撐和剪刀撐，形成一座整體板凳樁。鋼管樁必須打入河床底，若碰到裸巖無(wú)法打入時(shí)必須澆筑水下混凝土加固基礎(chǔ)；對(duì)于覆土深度不足，可采用水下拋石護(hù)腳。利用平臺(tái)在靠近舊河道擋墻的優(yōu)勢(shì)，將平臺(tái)工字鋼接長(zhǎng)，與擋墻面打入的膨脹螺絲焊接牢固，保證平臺(tái)整體剛度。

2.3 鋼護(hù)筒施工及漏漿的處理

護(hù)筒采用鋼板制作，用DZ60振動(dòng)錘打入，鋼護(hù)筒下沉前必須在鋼平臺(tái)上精確放樣，利用平臺(tái)管樁安裝導(dǎo)向定位架，下沉過(guò)程中用吊車配合振動(dòng)錘，振動(dòng)錘擊直至護(hù)筒埋入密實(shí)土層，避免施工過(guò)程護(hù)筒漏漿。對(duì)于覆土深度不足的樁位，處理不好護(hù)筒施工時(shí)極容易發(fā)生漏漿問(wèn)題，在埋設(shè)護(hù)筒前，先在孔位回填 1米厚度的黏土，填筑寬度要保證護(hù)筒外側(cè)有 1米以上的填土寬度，用挖掘機(jī)挖斗壓平，再將鋼護(hù)筒打入，這樣既防止漏漿，又能在打樁時(shí)提供造漿黏土。鋼護(hù)筒施工完成后用I20工字鋼焊成井字型定位架，與橋墩鋼管聯(lián)系成整體，防止打樁過(guò)程中護(hù)筒偏位。

2.4 卡鉆的原因和處理

P18樁基施工時(shí)，在處理完偏孔后處發(fā)生卡鉆，卡鉆發(fā)生初期尚能提起，再次鉆進(jìn)時(shí)又發(fā)生卡鉆，經(jīng)初步分析為鉆頭進(jìn)入中風(fēng)化巖層，孔壁堅(jiān)硬，在處理偏孔時(shí)填入塊石的碎片卡住了鉆頭，造成鉆頭無(wú)法拔起。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用三種處理方案：（1）用泥漿泵翻漿清孔，先將孔中碎渣清除，再用高壓水槍沖鉆頭；（2）用裝載機(jī)和吊車合力拉出鉆頭；（3）采用爆破法或是物理振動(dòng)法使鉆頭松動(dòng)。前二種方法經(jīng)試驗(yàn)后無(wú)效，因工程處在市區(qū)無(wú)法采用爆破法，故調(diào)來(lái)D800鉆孔樁錘頭，一邊打擊一邊拉動(dòng)卡住的鉆頭，順利提出鉆頭。在后續(xù)施工中，打樁時(shí)加入適量黏土，增大泥漿稠度，未再發(fā)生卡鉆問(wèn)題。

2.5 樁基偏孔的預(yù)防及處理

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，樁基產(chǎn)生偏孔的主要原因有打樁機(jī)平臺(tái)下陷、地質(zhì)突變、孤石等。

（1）樁機(jī)就位后靠近溪邊墊雙排墊板，增大受力面積，樁機(jī)上設(shè)置垂直度觀測(cè)儀，開(kāi)鉆后要經(jīng)常用帶氣泡靠尺檢查，發(fā)現(xiàn)打樁機(jī)械傾斜，立即暫停鉆進(jìn)，采用千斤頂頂起，用楔形硬木墊平。

（2）地質(zhì)變化處偏孔的預(yù)防

樁基地質(zhì)情況突變處，特別是巖石面傾斜的，極易造成偏孔，控制偏孔方法就是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形和地質(zhì)勘探資料研究判斷，對(duì)于可能產(chǎn)生偏孔的樁位，在開(kāi)孔后特別是即將進(jìn)入地質(zhì)變化層時(shí)，改變沖擊鉆的沖擊頻率，將打樁機(jī)自動(dòng)鉆進(jìn)模式改為人工操作，嚴(yán)格控制沖擊鉆鉆頭的提升高度，做好孔位量測(cè)，可以將控制鉆機(jī)沖擊頻率和填石糾偏同時(shí)進(jìn)行，一旦發(fā)現(xiàn)偏孔且不可挽回時(shí)，立即采用填石糾偏，做到 “低提升、快頻率、勤觀測(cè)、速糾偏”，以達(dá)到控制偏孔的目的。由于溪邊樁基巖面均朝溪中方向傾斜，在鉆機(jī)定位時(shí)，我們有意將鉆頭鋼絲繩中心線與孔樁中心定位時(shí)往九龍山一側(cè)偏離 8厘米，鉆進(jìn)后由于地質(zhì)的問(wèn)題，鉆頭會(huì)逐漸向孔樁中心靠攏，采用這種定位時(shí)預(yù)估偏移量提前糾偏的處理方法，實(shí)際施工效果十分突出。

（3）偏孔的處理

如果孔底偏距保持在10厘米以內(nèi)，只需用千斤頂對(duì)鉆機(jī)墊木的四個(gè)腳高度進(jìn)行調(diào)整，使鉆機(jī)的鉆頭保持在孔位的中心點(diǎn)即可。如果樁基的孔底偏位超出了10厘米，則需要實(shí)施填石處理，填石的石料采用弱風(fēng)化的塊石，塊石粒徑在30至50厘米，填石填至偏孔段以上，重新沖孔鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)要嚴(yán)格控制提鉆頭高度。

2.6 裸巖及傾斜巖面樁基的施工

F-G段部分樁基處的巖面覆蓋層較薄，有的甚至呈自然裸露狀態(tài)，巖石面傾斜30-60度，樁基剛開(kāi)孔即發(fā)生偏孔現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)我們采用挖掘機(jī)開(kāi)挖覆蓋層至巖面，利用液壓破碎錘配合風(fēng)鎬將斜巖面破碎、鑿平，人工修整成一個(gè)直徑約 1.5米的水平面，再用黏土回填至原地面，按常規(guī)樁基施工方法鉆進(jìn)。在鉆頭入巖前，仍需采用“低提升、快頻率”鉆進(jìn)。在開(kāi)孔前預(yù)先將斜巖人工改平的方法，省時(shí)、省力，又降低工程造價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)山區(qū)沿溪復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆孔樁主要技術(shù)分析，筆者認(rèn)為樁基施工的工作重點(diǎn)就是要熟悉地質(zhì)勘探資料，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，因地制宜采用各種施工方案，做好工人的技術(shù)交底。對(duì)于各項(xiàng)質(zhì)量問(wèn)題要防范在前、處理在后，這樣才能縮短工期，提高施工效率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。