巖溶復雜地質條件下的公路橋梁樁基施工技術

王秋麗

(中交三公局第三工程有限公司，湖北 武漢 430030)

1 工程概況

以寧邵高速公路擬建的K20+912.3溈水特大橋起訖點樁：K19+624.1～K22+201.3，橋長2 577.2 m(含耳墻)。橋梁上部結構采用預應力混凝土先簡支后橋面連續組合箱梁+T梁。橋墩采用柱式墩、樁基礎；橋臺采用柱式臺、樁基礎。其余墩臺處設置橋面連續。橋跨布置為30+40+32×30+40+30×30+40+12×30+5×40 m，樁基礎最大深度為50 m，墩身最大高度為13.272 m，橋梁樁基礎均為嵌巖樁。全橋支座GJZF4400×500×116型70個，支座GJZ600×600×130型30個，支座GJZF4300×500×86型312個，支座GJZ500×600×110型418個。

根據地下水賦存條件，勘察區地下水劃分為松散堆積層孔隙潛水、基巖裂隙水二大類型。

1.1 松散堆積層孔隙潛水

主要賦存于第四系地層中。水源補給主要為大氣降水，其次為河水側向補給和下伏基巖裂隙水頂托補給。該層地下水埋藏深度較淺，河流低階地地層中徑流排泄通道良好，水量較大。

1.2 基巖裂隙水

碎屑裂隙水賦存于各種裂隙中。第三系灰質礫巖中。灰質礫巖節理裂隙較發育、降水及鄰區排泄是基巖裂隙水的主要補給來源。

2 樁基施工

2.1 施工工藝

通過沖擊鉆將樁基鉆入孔中，并安裝卡車起重機以安裝鋼籠，最后澆筑混凝土。根據樁基工程的地質條件和施工經驗，將護筒用于打孔，清理孔兩次。鋼筋籠在加工現場分部分制造，然后運輸到施工現場進行拼接。

2.2 施工準備

包括技術交底、安全教育、護筒制造、沖擊系統的維護，泥漿池的準備等。

如果橋梁的立柱位置在干燥的土地上，則將施工現場調平并用粘土填充以形成工作平臺。如果樁位置在平坦的農田中，則使用島狀結構。所有工作平臺的高度尺寸應能夠滿足鉆孔系統對樁基施工的要求。施工期間，表面高度應比最高水位高1 m以上。溈水河81號支柱由鋼架和施工平臺組成，可用于支柱結構的完整施工。

3 鉆機就位

在安裝鉆機之前，質量檢查員會對各種鉆探準備進行全面檢查。鉆機通過拉動固定，鉆機安裝到位后，將其對齊并居中以確保鉆機主體水平并且鉆桿(鋼絲繩)垂直。

需要使用整套打擊工具，避免使用簡單的組裝工具。為避免沖擊和振動使相鄰孔的壁塌陷或影響相鄰孔的灌注混凝土的強度，必須避免兩個相鄰孔同時鉆孔。安裝鉆頭后，鉆頭的底部和頂部應保持穩定，并且在鉆進過程中不得移動或下沉。否則，應及時處理。鉆機與樁中心平面之間的偏差應在20 mm以內。

4 護筒埋設

根據護筒的直徑，用不同厚度的鋼板軋制護筒。壁厚可以使護筒保持圓柱形且不會變形，其內徑至少應比樁徑大20 cm。

護筒的頂部應比底部高0.3 m，否則施工水位應為2.0 m。在旱地建設中，護筒的埋入深度應為2.0 m。護筒精確、穩定地埋入。護筒中心與樁位置中心之間的偏差不得大于50 mm，垂直方向的傾斜度不得大于1%。

5 鉆 孔

鉆孔時，應先將泥漿倒入孔中。如果孔中有水，則可以直接倒入粘土。在開孔和整個鉆孔過程中，孔中的水位應始終保持在地下水位以上1.5～2.0 m處，并在護筒頂部以下0.3 m處，排渣后應及時補充水。

當在黏土層時，應以中等行程(1.0～2.0 m)打鉆。當擊打沙層時，應添加一小塊石頭和粘土，并以較小的行程(0.5～1.0 m)重復行程以加固擋土墻。當擊打堅硬的巖層時，應更換在行程中間(1.0～2.0 m)的沖擊力。如果在撞擊巖層時從孔中浮出的石渣的直徑在5～8 mm之間，則意味著污泥濃度足夠。如果浮渣的粒徑越來越小，則意味著污泥濃度不足，但是合格的污泥會被從消化池抽入回路中。

進行錘擊鉆孔時，操作人員應及時放置主鋼絲繩，以使鋼絲繩在每次撞擊時始終處于張緊狀態。在任何情況下，最大行程均不得超過6.0 m。為了正確提高鉆孔的行程，應在鋼絲繩上附加長度標記(顏色標記，條紋等)。

6 清 孔

孔形成深度達到設計要求并由監督技術人員確認后，將進行孔清潔和換漿工作。清孔的目的是孔的底部會下沉，泥漿的相對密度和泥漿中的鉆渣量將滿足規格要求。鉆孔達到施工深度且質量達到施工要求并經監督技術人員批準后，應立即清理孔。清理孔時，孔中的水位應保持在高于地下水位2 m的位置，以防止孔塌陷。

挖出泥漿池和沉淀池，并通過循環槽將泥漿池和沉淀池連接起來。在鉆孔和孔清潔過程中，通過篩網除去大直徑的鉆孔礦渣，并通過使泥漿回旋來減少泥漿含量。清理孔后，污水污泥的參數為：料斗粘度17～20 Pa，泥漿比重1.03～1.10，含砂量<2%，膠體比：>98%。

7 鋼筋籠的制造和安裝

(1)孔檢測器的制造：孔檢測器使用鋼孔檢測器，其外徑對應于樁的直徑，且長度大于孔直徑的四倍，用于檢查孔后樁的直徑和垂直度是否符合設計規范的要求。

(2)鋼筋籠是分段制造的，并用吊車分段安裝，并通過套筒連接到開口。

鋼筋連接：主鋼筋的長度通過不規則的直螺紋套筒連接，其余的鋼筋通過焊接或綁扎連接。

主鋼筋由不規則直螺紋套筒連接，該套筒必須符合《鋼筋機械連接通用技術規程》(JGJ107)的規定。每個部分中主肋鋼筋連接的數量不得超過主肋鋼筋總數的50%，錯開間距35 d。

鋼筋通過搭接焊接進行連接。使用搭接焊接時，應將兩根鋼筋的重疊端預先折疊到一側，以使兩根鋼筋的軸線均勻。接頭一側的焊縫長度應不少于10 d，并應除去焊縫。箍筋通過綁扎連接。重疊長度不得小于35 d。應根據設計條件在焊接前進行試焊，合格后再進行正式焊接。

(3)鋼筋保護層應按圖紙要求確定。該項目中鋼筋的主要保護層為60 mm。

(4)吊裝鋼筋籠

鉆孔樁通過檢查后，可以吊起鋼筋籠。根據位置，鋼筋籠都是細長的桿狀結構，鋼筋籠的重心大約在結構的中間。根據設計要求安裝鋼筋籠的步驟應首先使用起重機的主吊鉤將鋼筋籠從地面水平抬起，然后再使用起重機的輔助鉤將其垂直懸空，然后再降下。因此，在將鋼筋籠從地板上水平舉起時，選擇舉升點以使用三點補償方法。在中間設置一個提升點，其他兩個距離點為0.13 L。

確定懸吊點后，使用鋼絲繩捆扎工藝將鋼絲籠捆扎在一起，即將鋼絲穿過鋼絲籠的底部，將鋼絲繩的一端用鉤環固定在鋼絲繩上，另一端掛在鉤子上。用起重機的主鉤吊起，鋼筋籠的垂直操作采用鋼絲繩，也采用繩索捆綁方法。起重機的輔助吊鉤用于在鋼筋籠完全升高到一定高度后執行垂直操作。

8 澆筑施工

8.1 導管安裝

該管道必須是直徑為30 cm的鋼管，下部的長度必須至少為4 m，而中間的長度則必須為2 m。配有0.5 m和1.5 m的短管作為設定連接。導管的內壁應光滑，沒有明顯的隆起，內徑恒定，偏差不大于±2 mm。

在使用導管之前進行水密性測試。拼接后，將軌枕均勻地放置在導管的底側。導管的內部充滿水并被空氣壓縮機壓縮，壓力是孔底部靜水壓力的1.5倍。按下時檢查導管是否泄漏。如果有泄漏，應及時發現原因并盡快糾正。使用前應向監管部門報告并通過。

組裝導管后，軸線偏差不超過鉆孔深度的0.5%，并且不超過10 cm。在降低過程中，保持導管居中，保持軸筆直并逐漸降低，以免卡住鋼筋籠和碰撞孔壁。導管的長度取決于孔的深度和工作平臺的高度。安裝導管后，其底部距離孔的底部50 cm。

8.2 澆筑水下混凝土

在澆注水下混凝土之前，請檢查沉積物的厚度并在孔中循環泥漿，沉積物厚度不得超過10 cm。如果沉淀物的厚度超過規格要求，則使用管道進行二次孔清潔。在通過檢查之后，可以繼續進行下一個過程。第一批混凝土應與混凝土入口孔相接，并將管道埋入混凝土中1～3 m。

開始澆筑后，應密實連續，嚴禁中斷，以確保水下混凝土的澆筑時間不超過8 h。在澆筑過程中，觀察管道中的混凝土和孔中的水位。如果及時測量孔內混凝土表面的高度并且正確指示了管道的吊起和拆除，則管道的埋深應設置為2～6 m。同時，應經常監測孔中混凝土表面的位置，并及時調整管道的埋深。

當拉出最后一根長管時，應降低管的拉動速度，以防止樁頂部的泥漿壓入管下的巖心中。為了確保樁頂的質量，應在樁頂的設計高度以上澆筑一定長度，以便在澆筑后可以將其拆除。