新形勢下高速公路橋梁樁基施工要點分析

文/王彩虹

1 前言

我國城市化建設加速推進，促使高速公路橋梁工程建設范圍逐步延伸拓展，類型多樣化，相配套的技術和工藝逐步創新優化。但受限于諸多因素影響，目前高速公路橋梁施工中仍然有所欠缺，尤其是樁基施工質量問題較多，承載力不符合標準，為后續高速公路橋梁的穩定性帶來了不同程度的影響。針對此類問題，新形勢下需要充分契合高速公路橋梁工程特性，把握樁基施工要點規范化進行，提升施工效率和質量，推動高速公路橋梁工程高質量建設和發展。

2 高速公路橋梁樁基設計分析

2.1 樁基承載性

高速公路橋梁沿線范圍廣，不同區域地質條件存在一定差異，為了保證高速公路橋梁施工質量，加強高速公路橋梁樁基設計和施工十分關鍵。樁基的承載性是衡量樁基施工質量的一個主要指標，主要是通過物理模擬法、理論模擬法以及數值模擬法進行試驗分析。物理模擬法通過在室內進行相似性模擬試驗和離心模擬試驗，在此基礎上在施工現場原位試驗，計算土體、樁基二者的荷載傳遞性能[1]。通過試驗可以了解樁頂荷載向下傳遞，巖土層和樁柱的摩擦阻力達到一定程度后，荷載值隨之增大，促使巖石層積極承擔荷載。樁基受力大小受到持力層性質、成樁工藝和樁體長徑比等因素影響；樁身長徑比在20 以上時，樁頂端受力小，隨之增加的是樁側摩阻力；樁身長徑比在20 以下，不會產生嚴重的撞擊變形；土層性質、裂縫大小、填充物質量、頂板厚度以及邊界條件等因素，會對樁基整體的結構承載力產生影響。所以，高速公路橋梁設計中多方考量樁基受力影響因素，提升設計合理性，便于后續高速公路橋梁施工質量得到堅實保障。

2.2 樁基嵌入深度

依據高速公路橋梁施工技術標準，樁基嵌入深度并沒有確切的規定，如果在0.5m 以下，則需要動態調整樁基承載力。部分人員在樁基嵌入深度設計中，主要依據試驗結果為依據，將嵌入深度控制在3D～7D即可保證樁基承載力。但是，試驗自身存在局限性，因此結果也有很大的偏差，有待進一步優化完善[2]。

3 高速公路橋梁工程樁基施工技術要點分析

以某高速公路工程為例，起、終點樁號分別為K21+540 和K26+136/ZK26+161，工程全長4.577km，工程主要環節包括路基工程、橋梁和隧道工程等。工程上部結構為預應力混凝土連續簡支箱梁，下部結構則是薄壁墩、柱式臺、柱式墩和鉆孔灌注樁基礎。

3.1 鉆孔灌注樁施工

前期準備。在鉆孔灌注樁施工前期準備階段，派遣專門人員在施工現場測量放線，清理現場雜物，實地勘察后獲取相關數據信息，為后續設計和施工提供支持。同時，檢查施工現場的地下管線敷設和既有建筑物基礎間距等情況，以此為依據調整設計方案[3]。

樁位放樣。施工前測量人員充分進行實地勘察，依據施工圖做好墩臺樁基編號，依據施工流程計算樁位中心坐標，經過復核后上報給監理人員，經過充分審核后現場放樣。場地整平后，依據設計圖、平面控制點放樣出樁的樁位；開挖護筒邊線后平移樁位到開挖線1m 外。樁位放樣后及時測量各樁柱位置以及彼此之間的間距。發揮控制樁的作用校對鉆孔、護筒是否符合標準，及時對鋼筋籠糾偏。進一步復核護筒中心以及樁中心位置，調整偏差后，使用黏土充分填埋和夯實護筒周圍的空隙，保證護筒穩定。同時，測量人員要測量出護筒實際頂標高，計算護筒頂部到樁尖深度，保證各項指標規格合理[4]，如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注樁

3.2 泥漿制備和循環利用

高速公路橋梁樁基施工需要運用大量的泥漿材料，這就需要加強泥漿制備質量控制，依據配合比設計要求進行，合理選擇泥漿材料，并多方考慮墩位條件和鉆機設備性能來選擇優質泥漿施工。就近開挖材料完成泥漿制備，各項質保符合要求。通過泥漿材料的使用，可以充分清理干凈鉆孔產生的渣土，保護護壁結構穩定。后期依據施工區域地質情況動態糾偏調整，各項功能正常發揮[5]。

設立泥漿循環系統，包括沉淀池、泥漿池、泥漿泵、循環槽、排水設施以及清渣設施等，共同組成一套泥漿循環系統，滿足一臺鉆機作業需要。基于泥漿泵充分清理干凈造漿池與循環槽中的淤泥，并加入一定量的淡水和膨潤土，沖擊錘反復沖擊造漿。開孔鉆進中，嚴格控制孔內水位在超出地下水位1.5～2.0m 左右時，避免受到地下水影響。需要注意的是，鉆孔灌注樁施工中會出現很多廢棄泥漿，如果廢棄泥漿處理不當則會污染水環境，浪費資源。所以，配備專門的泥漿運輸罐車，施工中將泥漿集中統一運出現場，按照環保處理要求填埋和投放[6]。

3.3 制作和設置鋼護筒

在設置鋼護筒前，需要充分勘察土層實際情況來分析有無障礙物和土層承載力條件，在此基礎上進行鋼護筒施工。結合高速公路橋梁樁基施工標準要求，鋼護筒直徑相較于設計樁徑高出于200～400mm，壁厚10mm，保證各項指標精準前提下加工制作鋼板。施工過程中同步落實測量工作，定位放線令樁位、護筒中心保持重合位置，精準定位下進行鋼護筒施工[7]。鋼護筒長度大概為2～4m，施工中同步測量，樣控制鋼護筒垂直度，誤差控制在50mm 以下，傾斜度在1%以下。鋼護筒諸位空隙，選擇黏土填充夯實，埋頂面在地面0.3m 以上，以此保證各項指標契合施工要求。

3.4 配備鉆機設備

樁基施工中需要借助鉆機設備實現，施工前合理配備吊車和沖擊鉆，調整設備位置，提前設置調平枕木，主要是由于沖擊樁基設備噸位大，操作不便，借助調平枕木可以實現機械設備位置精準。鉆機到位后，基于墊木和千斤頂精調機架，首先使用線錘調節鉆機鋼絲繩垂直度，嚴格控制護樁和鉆頭中心位置交叉點位置，始終維持在一條垂直線上，牢固度和豎直度符合要求，同樁基作業平臺牢固連接。鉆機設備調整后進行檢查驗收，符合要求后樁架鎖定，為后續施工活動順利進行奠定基礎。

3.5 鉆孔施工

在上述環節完成后進行鉆孔施工，要求技術人員和施工人員及時溝通交流，及時糾偏。作業期間，同步落實施工記錄和驗收工作，把握鉆進地質條件、泥漿情況和鉆孔深度等數據信息。鉆進中對泥漿各項性能指標試驗分析，土層鉆進中定時檢測泥漿性能是否發生變化，間隔時間4～6h 左右，具體包括泥漿相對密度、黏度與含砂率等指標，各項指標并無沖突，指標合格方可保證施工質量。結合地質勘查報告取樣檢測鉆渣，了解施工區域土層是否屬于全風化巖層，如果是，則按照間隔2m 鉆渣取樣檢測，精準把握巖層性質，調整鉆進方向和深度[8]。地層變化區域取樣檢測頻率適當增加，從2m 轉變為0.5m。伴隨著鉆進活動逐漸深入，鉆進速度逐步放緩，預測分析是否進入到微風化巖層，由監理工程師審核確認。對于取樣的土渣留置保存，貼上標簽，明確鉆機號、時間、鉆深和孔號等信息，為后續數據分析提供支持。需要注意的是，鉆孔作業需要連續一次性成型，中間禁止停頓，如果停頓就會影響鉆孔質量，威脅到護壁結構穩定性。

4 結語

綜上所述，新形勢下高速公路橋梁建設力度逐步增加，打造高質量的工程項目，需要重點加強樁基施工質量控制。充分實地勘察編制合理的設計方案，并選擇合理的技術、工藝、材料和設備，依據施工流程取樣檢測、施工和審核，提升樁基施工質量，為后續高速公路橋梁施工活動有序展開提供質量保障。在提升高速公路橋梁工程經濟效益和社會效益的同時，盡可能減少施工成本投入，推動高速公路橋梁建設事業高水平發展。