橋梁下部結(jié)構(gòu)施工優(yōu)化技術(shù)

□蘇社教 □高建新 □王龍欣 □張 榮（河南省石漫灘水庫(kù)管理局 河南省陸渾水庫(kù)管理局 河南省水利勘測(cè)有限公司）

1 工程概述

南水北調(diào)中線一期工程總干渠方城段位于樁號(hào)124+751～樁號(hào)185+545，全長(zhǎng)60.79km，采用明渠輸水，有各類(lèi)建筑物107座，布置跨渠公路橋37座，生產(chǎn)橋21座，9個(gè)施工標(biāo)段均有橋梁工程施工。

該段渠道多數(shù)為上粘性土、軟粘土、砂，下軟質(zhì)碎屑巖，地形平坦，渠道挖深9～10 m，渠坡主要由al-lQ3粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土、有機(jī)質(zhì)粘土組成。局部渠底揭露N層軟質(zhì)碎屑巖。Q3粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土，夾少量薄層粉細(xì)砂，呈可塑至硬塑狀。中間分布有富含有機(jī)質(zhì)粘土，厚3～6m，呈軟塑至可塑狀。局部分布有粉細(xì)砂層，厚0～2m，分布于有機(jī)質(zhì)褐黑色粘土層之下。

有機(jī)質(zhì)粘土抗剪強(qiáng)度低，具中等偏高壓縮性，粉細(xì)砂層具中等透水性，厚薄不均，在渠坡開(kāi)挖時(shí)易發(fā)生邊坡失穩(wěn)及基坑涌砂涌水現(xiàn)象。局部地下水承壓水頭達(dá)9m左右，可能存在基坑突涌問(wèn)題。跨渠公路橋橋墩下部為樁接柱形式，柱高達(dá)十幾米，地下水對(duì)其下部的樁施工影響嚴(yán)重，部分標(biāo)段采取井點(diǎn)降水、開(kāi)挖樁基工作面，然后進(jìn)行鉆孔灌注樁施工的方案，由于地質(zhì)條件差，開(kāi)挖后，局部出現(xiàn)土體失穩(wěn)，工作面濕軟，機(jī)械難以進(jìn)入，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，且降水費(fèi)用較高。

2 工藝流程

施工順序：場(chǎng)地準(zhǔn)備→樁位放樣→埋設(shè)護(hù)筒（Φ3m）→鉆機(jī)就位→配置泥漿→鉆進(jìn)（鉆進(jìn)至橋墩樁基設(shè)計(jì)高程以上1m處）→安裝Φ2.70m鋼護(hù)筒→樁位放樣→鉆機(jī)再次就位→鉆進(jìn)（鉆進(jìn)至樁基底設(shè)計(jì)高程）→清孔→安裝鋼筋籠（聲測(cè)管）→安裝導(dǎo)管→灌注水下混凝土→抽出泥漿→鑿除樁頭→質(zhì)量檢測(cè)。

3 主要施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

一是對(duì)樁基進(jìn)行初步放樣，測(cè)出樁基原地面高程，根據(jù)地面高程和樁頂高程制作Φ2.70m護(hù)筒，在每根樁位四周呈十字形布置4個(gè)固定點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)離樁心半徑2m，用來(lái)控制和復(fù)核樁中心位置。二是現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：現(xiàn)場(chǎng)基坑做好防護(hù)，接通水電，做好泥漿池及沉淀池等。

3.2 護(hù)筒的制作與埋設(shè)

護(hù)筒采用鋼護(hù)筒，用12mm的鋼板卷制而成。護(hù)筒直徑比鉆孔樁直徑要大30cm，根據(jù)周?chē)临|(zhì)及水位，護(hù)筒制作長(zhǎng)度為1.50 m。埋設(shè)時(shí)，高出地面20～30 cm，埋入地下1.20～1.30 m，平面位置控制在5cm之內(nèi)，豎直線傾斜度在1%內(nèi)。

埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí)應(yīng)通過(guò)定位的控制樁放樣，使鋼護(hù)筒中心與孔位中心重合，并使用水平尺或垂球檢查，使鋼護(hù)筒垂直。然后在鋼護(hù)筒周?chē)鷮?duì)稱的、均勻的回填最佳含水量的粘土，要分層夯實(shí)，以保證其垂直度及防止泥漿的流失。如果護(hù)筒底土層不是粘性土，應(yīng)挖深或換土，在孔底回填夯實(shí)30～50 cm的粘土，再安放護(hù)筒，以免護(hù)筒底口滲漏或塌方，夯填時(shí)要防止鋼護(hù)筒偏斜。護(hù)筒上口應(yīng)綁扎木方對(duì)稱吊緊，防止下竄。

3.3 反循環(huán)鉆機(jī)的安裝就位

鉆機(jī)就位時(shí)應(yīng)有專人指揮，不斷調(diào)整鉆機(jī)位置，主要是保證鉆尖與鋼護(hù)筒的十字線中心重合，鉆機(jī)平穩(wěn)、不發(fā)生傾斜、位移，并在機(jī)架上作出控制的標(biāo)尺，以便在鉆進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行觀測(cè)、記錄。

3.4 鉆孔施工

一是開(kāi)鉆前，向護(hù)筒內(nèi)注滿水，加入一定量的粘土或膨潤(rùn)土，用鉆頭上下反復(fù)攪拌造漿。二是在鉆進(jìn)過(guò)程中要及時(shí)松放鋼絲繩長(zhǎng)度。升降錘頭要平穩(wěn)，不得碰撞孔壁及護(hù)筒。三是鉆孔作業(yè)必須連續(xù)，并做好鉆孔施工記錄。鉆機(jī)上必須設(shè)有記錄本，由操作人員做好原始記錄，一般每?jī)尚r(shí)記錄一次，遇到特殊情況每半小時(shí)記錄一次，終孔后將原始資料交給資料員保管，作為竣工資料。四是鉆進(jìn)過(guò)程中，要隨時(shí)對(duì)鉆孔泥漿進(jìn)行檢測(cè)，保證孔內(nèi)泥漿質(zhì)量符合要求。五是每班最少測(cè)孔深三次，注意地層變化，在地層變化處撈取渣樣，詳細(xì)記錄并保存好，交班要詳細(xì)鉆孔記錄及注意問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題馬上糾正，因故停鉆，應(yīng)查明原因，采取合理有效的措施進(jìn)行處理。在鉆至卵石易塌地層時(shí)，鉆進(jìn)速度必須放慢，適當(dāng)加大泥漿比重，防止坍塌，確保成孔質(zhì)量。六是成孔檢測(cè)：成孔檢測(cè)一般包括孔的中心位置、傾斜度、孔底標(biāo)高、直徑、及沉渣厚度等；孔的中心位置偏差應(yīng)在50 mm范圍內(nèi)，孔徑不小于設(shè)計(jì)樁徑；傾斜度小于孔深的1%；樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)；在孔徑檢測(cè)時(shí)，下放根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑制作的探孔器入孔底進(jìn)行檢測(cè)，上下暢通無(wú)阻表示孔徑合格；成孔后還要及時(shí)進(jìn)行清孔，保證沉渣厚度低于10 cm，嚴(yán)禁利用超鉆深度代替清孔，以免造成混凝土澆筑之后樁頂標(biāo)高下沉。

3.5 混凝土澆注

一是澆筑首罐混凝土?xí)r，導(dǎo)管提離孔底50 cm,以便沖擊沉渣，要特別注意首罐混凝土的灌入量，必須能夠滿足灌入孔底后導(dǎo)管埋入混凝土1.00m以上。二是灌注開(kāi)始后，應(yīng)緊湊連續(xù)進(jìn)行，并注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。導(dǎo)管在混凝土內(nèi)埋深控制在2～6m左右。三是為防止鋼筋骨架被混凝土頂托上升，在混凝土澆筑面上升到鋼筋骨架下端時(shí)，適當(dāng)控制澆筑速度，而當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋骨架4～5m以后，提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管在鋼筋骨架下的埋置深度。四是在混凝土灌注過(guò)程中，后續(xù)混凝土要沿導(dǎo)管壁徐徐灌入，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊。另外，為保證樁基礎(chǔ)的密實(shí)，要定時(shí)抽插振動(dòng)導(dǎo)管，達(dá)到振搗效果。五是在混凝土灌注完成后，采用泥漿泵將Φ2.70m孔內(nèi)泥漿抽出，防止泥漿沉淀，給后期樁頭鑿除帶來(lái)施工困難。六是為確保樁頂質(zhì)量，混凝土澆筑標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出0.50～1.00 m，待澆筑完成后挖除多余混凝土，但留出10～20cm左右在樁基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后用風(fēng)鎬鑿除至設(shè)計(jì)標(biāo)高。