公路橋梁沖孔樁施工及遇特殊地質條件的施工方法

張 浩

（四川公路橋梁建設集團有限公司， 成都 611130）

0 引言

公路橋梁樁基沖孔樁是一種橋梁樁基的施工方法，沖孔灌注樁是一種深基礎，它具有很多優良的性質，比如適應性強，施工噪音相對較小，施工安全系數較高等等，所以在世界范圍得到了很廣泛的應用。在一些特殊地理位置，只能使用該方法進行施工。但在如遇到特殊地質條件是時，導致該施工方法實施難度大，施工進度緩慢，機具損耗大。本文介紹了沖孔灌注樁的施工方法及遇到特殊地質條件時的施工方法。

1 普通沖孔灌注樁的施工方法

沖孔灌注樁施工的主要工序是：測量放樣、埋設護筒、搭設鉆孔平臺、制備泥漿、沖孔、清孔、鋼筋籠制作與吊裝以及灌注水下混凝土等。

1.1 測量放樣

根據設計資料在施工現場布設測量控制網和施工水準點，用全站儀采用坐標法直接放樣至每個樁基的中心，并在每個樁基周圍沿橫橋向和順橋向放樣四個副樁，每個副樁距樁基中心2m左右。并用混凝土固定，便于施工中對樁基位置的復核。施工中要注意對各個副樁的保護。

1.2 埋設護筒

鋼護筒采用4～6mm厚鋼板卷制而成，高200cm～400cm，護筒直徑比設計樁徑大30cm，護筒底部加焊刃腳，護筒頂部加焊法蘭。防止護筒變形。埋設護筒時，可采用人工（或挖掘機）開挖方法挖掘一個直徑比護筒直徑大100cm、深200cm～300cm的樁孔，將鋼護筒吊裝入孔內后定位，在護筒外側四周與孔壁間填充粘土夯實，以防止沖進過程中循環液從護筒外串通，造成孔口坍塌。鋼護筒頂面高出地面30cm以上（或水面1.5m～2.0m）,以提高孔內水頭，增大水壓。護筒中心豎直線應與樁中心線重合，平面允許誤差為50mm，豎直線傾斜不大于1%。在護筒埋設過程中一定要控制好護筒的中心位置偏差，垂直度偏差，以確保護筒埋設質量。

1.3 設沖孔平臺

陸上沖孔樁，在平整施工場地后,在每個樁孔除護筒范圍外,縱向每隔50cm鋪設一根枕木, 鋪設長度要比沖擊機長度長200cm, 鋪設的枕木的標高誤差不得超過2cm。當地質條件差時,可用幾層枕木縱向和橫向交差鋪設。當平臺搭好以后,用汽車吊把沖擊機吊到平臺上,調整水平固定以后再試機。沖孔平臺的平整度不超過2cm。臨近淺水河灘樁基，應先采用圍堰與填筑交替進行的方法筑島，先用砂卵石土袋沿墩位四周圍堰 1米高左右，再在堰內填以粘土，之后再圍堰再填筑，交替進行，直至施工水位以上0.5米為止。

1.4 沖孔

沖擊機開始沖孔時，應稍提鉆頭，在護筒內打漿，并開動泥漿循環泵進行循環，待泥漿均勻后開始沖進，要適當控制進尺。在沖進過程中應經常注意土層變化，每進尺2m或在土層變化處撈取渣樣，判斷土層，記入沖孔樁記錄表并與地質柱狀圖核對。同時在沖擊鉆進過程還需注意：

a、沖進過程中掌握好沖程，正常可采用1～1.5m的沖程，為正確掌握每次提升的沖程，可在鋼絲繩上綁扎紅繩標出長度標志；

b、沖進過程中要及時檢查泥漿粘度及相對密度；

c、投放粘土自造泥漿時，一次不可投入太多，以免粘錐、卡錐；

d、由于沖錐的振幅較大，在沖進過程中應經常檢查沖機門架位置，避免出現偏位的情況；

e、沖擊錐起吊應平穩，防止沖撞護筒和孔壁。進出孔口時嚴禁孔口站人，防止鉆錐撞人事故；

f、因故停機時，孔口應加蓋保護，嚴禁沖錐留在孔內，以免埋錐。

沖擊機施工時，應有統一的指揮人員，多班作業時，應堅持交接班制度，做好交接班記錄。沖進時應仔細觀察進尺情況和排水出渣情況，排量減少或出水中含巖渣量較多時，應控制沖進速度。根據不同的地質條件，選擇適當的沖進速度和沖錐提升高度，以便達到最佳的進尺效果。

1.5 檢孔及清孔

沖孔至設計標高后，采用專用儀器檢查孔徑、孔形和傾斜度等。一般采用外徑等于沖孔樁鋼筋籠直徑加100mm（但不得大于鉆頭直徑），長度不小于4D～6D的鋼筋檢孔器吊入鉆孔內檢測。如經檢查發現有缺陷，例如中心線不符、超出垂直線、直徑減小、橢圓截面、孔內有飄石等，應立即采取適當措施，妥善處理。采用換漿法清孔。清孔時，孔內水位應保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止孔內的任何塌陷。清孔后，應立即按規范檢查泥漿性能指標及孔底沉淀物厚度，該橋嵌巖樁孔內沉淀厚度按規定不大于50mm。

1.6 檢孔合格后按照標準水下砼灌注法澆筑水下混凝土。

2 施工案例中特殊地質條件下沖孔樁的施工方法

2.1 工程案例

我公司在2014年四川省綿竹至茂縣公路漢旺至牛圈溝段，K28+190.5干溝大橋沖孔樁施工時，由于綿茂公路處于龍門山斷裂帶，2008年“5.12”特大地震的影響，導致山體比較破碎。樁基位置處于河床堆積體，兩山夾一溝，山勢陡峭，只能使用沖孔灌注樁進行施工。

2號墩樁基設計樁長為33米，實際測量沖孔孔深為34.2米，地質巖層主要為花崗巖。當沖孔進尺在28米時，孔位內巖層出現分部不均一半較硬，并且硬度很高，一半較軟，同一個樁位內硬度差別較大，導致偏錘、沖孔無進尺。錘頭損耗大，平均沖孔設備工作 8小時焊錘一次，損壞非常嚴重，一個錘頭焊接一次錘頭齒需要十幾個小時，導致剩余8.2米樁基施工時間達到6個月才完成。

2.2 施工方法

（1）小進尺多循環轉心法

在樁位沖孔機對面搭設一臺深井打孔設備，使用直徑在10cm深井打孔轉頭事先在硬度較高的巖層轉出深度為30～50cm的孔，梅花狀均勻分布，已減小硬度較高巖層的密度，使樁基開放面與錘頭的接觸面受力更均勻，防止錘頭受力不均導致偏錘，以及巖層硬度較高使沖孔沒有進尺。小孔完成后，將打孔轉頭提起轉離樁位空口位置。再使用沖孔設備正常沖孔，以成型小孔的深度作為每一次沖孔的循環深度，每一次循環完成后檢孔深，出渣，在循漿出渣后，使用大功率電磁鐵對孔底進行一次打撈，防止錘頭掉落鐵屑過多影響沖孔進尺。以及使用檢孔器檢查樁孔的垂直度及直徑等，鉆孔同時對沖孔機錘頭損壞錘頭進行修復焊接，已小進尺多循環的方式沖孔。在沖孔一個循環完成出渣時再次使用深井設備對樁基巖層較硬端再次鉆孔，如此循環作業，以達到完成沖孔樁基作業的目的。

（2）小進尺多錘頭循環施工法

在搭好沖孔設備后，根據樁基巖層實際硬度，一臺設備配備二至三個專用錘頭，使用高碳鋼合金錘頭齒，在樁基沖孔無進尺、錘頭齒損耗嚴重時，就采用小進尺多循環方法進行施工，即第一個錘頭工作工作四小時后根據錘頭齒損耗情況更換第二個錘頭，第二個錘頭工作時，第一個錘頭更換錘頭齒，第二個錘頭使用四小時后再更換第三個錘頭，同時修復焊接第二個錘頭，第三個錘頭工作后第一個錘頭已可以再次使用，以此作為一個循環交替使用，避免了錘頭一直使用造成永久性損傷無法使用，減少人工焊接錘頭齒之間的間歇時間，使沖孔設備一直出處于工作狀態。這樣交替使用一組錘頭使用完成作為一個作業循環。

此方法是利用一臺設備，多配錘頭，在合理使用錘頭的情況下，減小錘頭損耗，造成嚴重損耗，采用多循環，合理的使用設備，增加設備使用率，不會導致在修復焊接錘頭時導致設備停機狀態的出現。雖然增加了設備投入，但在特殊地質環境下，減少了設備循環時間，在小進尺多循環的方法下，保證了施工進度，

以上兩種方法是針對特殊地質沖孔灌注樁使用的先對比較有效的沖孔進尺實施方法，其余的施工步驟與普通沖孔灌注一樣。隨著科學的發展，在以后的施工還會出現更多更好更有效的新的施工方法。

3 結論

（1）介紹了標準沖孔灌注樁基的施工方法，其中已實際施工工程中的實際案例介紹了特殊地質環境下根據實際的地址情況下采用小進尺多循環轉心法施工，以及小進尺多錘頭循環施工法，推進了沖孔灌注樁的施工進度。

（2）隨著科學技術的發展，將不斷對施工提出新的要求，也將會出現不同的施工環境以及地址條件，今后將會出現更多的、適應各種不同條件得施工方法。