高速公路橋梁樁基嵌巖樁的施工技術探討①

摘 要:文章從多方面探討了樁基嵌巖樁設計策略，并提出了工程施工技術對策。

關鍵詞：公路橋梁樁基嵌巖樁施工

中圖分類號：U415文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)05(a)-0074-01

嵌巖樁具有承載力高，抗震性能好，樁基沉降小，群樁效應弱等優點，在橋梁工程等方面得到大量使用。在公路橋梁建設中，樁基嵌巖樁已成為采用較為廣泛的基礎形式，由于基樁嵌入巖層中，單樁軸向容許承載力決定于樁基底處巖石的強度和嵌入巖層的深度，基樁的外力全部傳至樁底巖層，因而它對成孔時清孔的要求較高，對沉淀層厚度有著嚴格要求。

1 嵌巖樁成孔設備的選擇

目前，嵌巖樁施工所采用的成孔設備不下十幾種，部分只允許鉆直孔，部分既可成直孔，也可成斜孔。依排渣方式分又可分為正、反循環，氣舉正、反循環，風排，泵吸反循環等方法，依設備的固定方式可分為座平臺式和座樁式，本工程采用了座平臺式的氣帶反循環排渣方式工藝進行成孔，其優點是經濟、機身輕便、不需要大型吊船設備移機，而且排渣效果較佳等，但也存在一些缺點：斜孔的最大斜率須不小于5∶1，鉆桿不易與鋼管的中軸線對準等。如成孔斜率要求小于5∶1，則一般國產鉆機均難以完成，需采用國外生產的鉆機如德國產的WIRTH-B6、B12等型號的鉆孔，成孔費用將大幅度提高。因此，在設計嵌巖樁斜率時應考慮實際施工時采用何種成孔機械并應進行充分的技術經濟比較后才能確定。

2 鋼管樁的沉樁收錘標準

鋼管樁樁尖如在沉樁過程中出現卷邊，將對嵌巖樁的基巖成孔造成很大的困難，因此在設計和施工時應對鋼管樁的樁尖高程及沉樁的收錘標準給予高度的重視。為了防止卷邊，鋼管樁的沉樁收錘標準應采用貫入度為主，高程為輔。

3 嵌巖段實際長度的確定

“嵌巖樁樁端宜嵌入新鮮基巖或微風化巖中，經論證后，也可嵌入中等風化巖”。雖然設計時根據這一標準及相關的鉆探和物探資料在施工圖中初步確定了嵌巖段的長度，但在實際施工時由于巖石巖性及巖石頂面高度的變化，鋼管樁樁尖高程總是與設計高程存在一定差異，因此在施工中確定嵌巖長度是否滿足了設計的要求也是一大難題，本工程采用鉆孔檢驗及成孔速度參照法進行嵌巖段長度的確定。對沉樁收錘貫入度大于收錘標準貫入度的樁，選擇貫入度最大的1根進行樁內鉆孔取芯確定嵌巖段的長度，其余類似樁的嵌巖長度也按該長度確定；對貫入度滿足收錘標準，但樁尖高程未達到設計高程的樁，也采取抽樣進行樁內鉆孔，以確定強風化層的厚度及嵌巖段的長度，其余類似樁則參照抽樣樁的成孔鉆進速度最終確定嵌巖樁的長度；對于貫入度及樁尖高程均滿足設計要求的樁在成孔時基本按設計確定嵌巖段的長度，但也輔助采用成孔鉆進速度對巖性進行校核。

4 嵌巖樁砼澆筑質量的檢驗

嵌巖樁砼的澆筑質量對嵌巖樁的承載能力影響巨大。JTJ285—2000設計規程規定可采用低應變動力檢測法、超聲波檢測法及鉆孔取芯檢測法進行檢驗，實際運用中由于砼芯柱進入鋼管樁尖內僅為7～10m，其頂面離鋼管樁頂距離很大，如采用超聲波則須在砼內填鋼管，且鋼管需伸出樁頂外，施工難度極大。

5 鉆孔事故的預防及處理

5.1 坍孔、漏漿

坍孔產生的主要原因有護筒埋設過淺、周邊回填土不密實、施工水位過高、泥漿比重過低等；漏漿主要是因為孔壁地層不密實，空隙率大，透水性強。處理辦法是可加大護筒埋深，適當加大泥漿比重，并于坍孔、漏漿處全部用砂礫石或粘土夾片石回填，然后反復沖擊，增加孔壁穩定性。

5.2 卡錘

沖孔施工中卡錘現象時有發生。防止辦法是：(1）隨時檢查鉆錘直徑，若發現鉆錘直徑已小于設計樁徑時，除及時補焊外，對孔內應適當回填一定高度后重鉆；(2）統計鉆錘在不同地層(特別是中風化巖層)的磨損率，根據嵌巖深度在進入中風化巖層時一次將鉆錘加足。

卡錘的處理方式是：對輕微卡錘，可用鉆機或配以起重機提錘；對嚴重卡錘的，可先實施水下微量爆破，將鉆錘周邊巖層爆松后再將鉆錘提起。

5.3 梅花孔

梅花孔的形成主要是因為泥漿太稠、沖程太小等，鉆錘未能有效旋轉，始終以同一個方向沖擊孔底而成。防止辦法是：(1）根據巖層的硬度，選擇適當的沖程，使鉆錘有足夠時間旋轉；(2）及時清渣，進入中風化巖層后進尺50cm左右即應清渣，否則泥漿含渣過多，粘滯性加重，防礙鉆錘旋轉。

5.4 偏孔

偏孔是當地層軟硬不均勻，或孔壁含有孤石、探頭石時發生。處理加法是：當發生輕微偏孔時，可先用砂礫石回填至該位置以上1m左右，再重新鉆進；當發生嚴重偏斜時，可先在偏斜處進行水下微量爆破，再用砂礫石回填至該位置以上1m左右，再重新鉆進

5.5 爆破挖空施工要求

在人工挖孔嵌巖樁成孔施工過程中，遇到基巖時采用爆破作業向下炸巖進行松動爆破、鑿除處理。為此，必須事先編制爆破作業方案，由專業爆破作業人員進行。火藥爆破應合理布孔，孔距、排距、深度和裝藥量須經計算確定，以盡量減小沖擊波對護壁的破壞及對周圍環境的影響，以爆破聲發悶、炸出的碎碴不飛出孔外為宜。在孔井口應采取有效的能瀉爆又能阻擋碎碴飛濺的措施，起爆方法宜采用電力起爆法或導爆管起爆法。爆破時必須由專人統一指揮，停止孔內作業，待井下作業人員全部撤離井底回到地面安全范圍以外，才能起爆。火藥爆破后，經檢查煙霧排凈后，爆破人員先下井檢查有無瞎炮，確認無瞎炮后，挖孔人員方可下井。

參考文獻

[1]交通部.公路橋涵施工技術規范(JTT041-2000)[M].北京:人民出版社， 2000.

[2]程俊.淺談大孔徑嵌巖樁的施工[J].科技創新導報，2008(5).