旋挖機鉆孔樁在改善橋臺跳車上的運用

■張 敏

（莆田市公路局涵江分局，莆田 351115）

0 引言

中國公路交通事業經過幾十年的蓬勃發展，現有線路的公路養護改造逐漸提上日程。橋臺跳車是路面在臺背回填處出現不同程度的沉降斷裂 （沉降值一般為10～30cm，有的甚至超過60cm），使車輛通過時產生跳躍和沖擊，從而對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機和乘客感到顛簸不適，對道路橋梁的運行影響極大，甚至造成車輛大幅度減速，嚴重的可導致交通事故。橋頭跳車問題已成為高等級公路的工程質量和造價的重要影響因素，一直是困擾公路管理工程技術人員的難題之一。解決橋頭跳車的問題，是公路工程管理部門的重要任務。本文介紹采取旋挖機鉆孔樁進行既有線路路基改造，成樁速度快、工期短，對既有高速通行干擾少，能夠達到改善橋臺跳車良好的效果。

1 橋臺跳車成因及目前采用的治理措施

1.1 橋臺跳車的成因

引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。就高等級道路路況而言，主要是柔性道路與剛性結構物之間的連接處發生不均勻沉降，產生錯臺所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時易形成集中應力。在車輛荷載、結構自重、自然因素作用下，橋梁與道路同時發生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠大于橋梁的沉降量，形成錯臺，導致行車時發生橋頭跳車。

1.2 橋臺跳車目前采用的治理措施

目前常采用治理橋臺跳車的措施有：

（1）合理設置橋涵構造物。設置橋涵構造物應允分考慮臺背填方路基的地質情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題，選擇恰當的橋涵位置、跨徑及橋臺后部防護工程 ，盡量避免大河面小跨徑橋涵；

（2）加固處理臺背填筑前的地基。處理好臺背軟弱地基，是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內已有不少處理方法，如排水固結法、換土法、振動碎石樁法等，都是行之有效的方法，可以根據實際情況應用，以改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降，縮小橋臺與路堤的沉降差，避免錯臺；

（3）嚴格控制填料質量。橋臺后宜填筑內摩擦角較大的透水性材料，便于控制壓實質量，減小路基壓縮沉降；同時，選用內摩擦角較大的填料也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外；

（4）橋頭路面作特殊結構處理。考慮橋臺與臺背路面在結構、材料、剛柔、脹縮等方面存在的差異，為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡，可采取設置枕梁和搭板以及設置變厚式埋板的措施。

2 項目概況

沈海高速黃石出口來往迎賓大道（北）方向與壺公路（西）方向的互通提升工程，采用現狀迎賓大道高架旁增設高架橋直行連通高速出口，同時在壺公路與迎賓大道交叉節點范圍內增設轉向匝道橋直通高速出口，壺公路與迎賓大道輔道地面平交。

工程新建橋梁5座，總長2.85km，其中：迎賓大道東側新建橋長915.4m；迎賓大道西側新建橋長917.5m；迎賓大道東側連接壺公路匝道橋長596.7m，上跨迎賓大道高架橋；迎賓大道迎賓大道西側連接壺公路匝道橋長366m；新建下高速輔道橋長55m。

本工程的橋梁下部鉆孔灌注樁均采用旋挖鉆工藝施工，鉆孔樁共261根，樁徑為1.2m、1.6m。

3 臺后路基防護方案比選

既有橋臺后填級配碎石摻5%水泥，承臺底地質主要為人工填筑土（Q4me），第四系海積淤泥（Q4m），第四系坡殘積層 （Qel+dl），基底為燕山期侵入花崗巖及其風化層。根據地質報告，擬定以下四種臺后路基防護方案：

（1）拉森IV型鋼板樁防護方案

該方案缺點是需用大型打樁機，鋼板樁太長路上運輸與施工有一定的困難，打樁時對既有線路影響大，級配碎石層與巖石層易彎曲變形，質量難保證，需投入較大的人力和物力。

（2）人工挖孔樁方案

該方案優點是具有機具設備簡單，施工操作方案，占用場地小，對鐵路既有線路影響小，施工質量可靠，挖孔工作面多，造價低。缺點是施工速度慢，安全隱患多。

（3）沖擊鉆機鉆孔樁方案

該方案優點采用機械設備，投入人力少，對高速公路既有線路影響較大，施工速度較快。缺點是投入的機械設備較多、造價高，泥漿會污染既有臺后級配碎石。

（4）旋挖機鉆孔樁方案

該方案優點采用機械設備，投入人力、機械設備少，對高速公路既有線路影響小，施工速度快，施工周期短，影響時間短。缺點是孔壁易塌方。

4 臺后路基防護方案確定及實施

本工程施工工期短、任務重，通過對四種方案的比選，為了節約防護樁施工工期，減少對既有高速公路線路的影響，選定旋挖機鉆孔樁方案。

4.1 孔樁布置

現場施工孔樁樁徑1.2m，樁間距1.4m，斜向單排布置，每排6根樁。根據設計單位圖紙，樁身混凝土采用C30等級，樁長最大 22.53m，配置 21根 Φ22mm的HRB335主筋，另采用Φ8mm間距20cm的Q235鋼筋作為螺旋筋，每2m用Φ16mm的HRB335鋼筋作為鋼筋籠的構造筋。樁位現場布置見圖1。

4.2 現場施工工藝流程圖

旋挖鉆機鉆孔灌注樁現場施工工藝流程圖見圖2。

現場旋挖樁考慮到施工效率及成樁質量，采取間隔開鉆的方法，即單跳循環法，先打①、③、⑤號樁，再打②、④、⑥號樁。相鄰的孔樁不能連續開鉆，必須等相鄰的樁混凝土達到一定強度之后才能開鉆，以保證防護樁的質量。

4.3 施工過程中安全控制

（1）施工前要探明樁位處是否有軍用設施、光纜以及其他現有管道等，在鉆機安裝、移位過程中，注意上部有無高壓線路，熟悉周圍地下管線情況，避免機械沉陷并發生安全事故；

圖1 橋臺防護樁現場平面布置圖

圖2 旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

（2）所有現場施工人員進場后要佩戴安全帽和施工防護服，嚴禁穿拖鞋、赤腳或者酒后上崗工作；

（3）現場設置生產安全監督員，對違反現場安全施工安全規定的人員要給予警告處罰。

4.4 施工過程中質量控制

在施工過程中，嚴格按照設計和規范要求，在施工過程中要抓好質量控制工作：

（1）嚴格執行“自檢、互檢、專檢”的三檢制，隱蔽工程未經檢查不得繼續施工；

（2）施工前要備齊施工所需要的機械及其配套設備，成樁所需要的水泥、砂、碎石、鋼筋等原材料均要提供質量檢定報告；

（3）對設計提供的樁位坐標，開鉆前要進行復測，并由監理簽字確認；

（4）既有線路改造施工時，如果靠近線路橋梁，要對橋梁的狀態進行監控；

（5）嚴格控制樁的垂直度，保證樁體的傾斜率不大于0.5%。樁心偏移小于5cm；

（6）成孔后委托相關有資質的單位進行成孔質量檢測，并在成樁后對樁身完整性進行質量驗收。

5 結語

旋挖機鉆孔樁因其成樁速度快、施工周期短、對現有路線擾動較小，可以在工期要求緊、條件許可的高速公路橋臺改造工程中得到推廣應用。

[1]王緒剛.淺談旋挖鉆在不良地質施工工藝及特點[J].江西建材，2016（10）：192-197.

[2]謝淑程.旋挖機鉆孔樁在既有線臺后路基防護施工中的應用[J].福建建材，2013（11）：54-56.

[3]劉邦平.旋挖鉆在不良地質施工工藝及特點[J].黑龍江交通科技，2017（4）：148-149.