高強度微型樁工法在橋梁低凈空基樁補強施工中的應用

姚倫波

摘要：公路建設中，由于環境及地質等情況，受限因素較多，故施工工法需根據具體情況因地制宜。文章結合流溪河大橋樁基補強施工實例，介紹了高強度微型樁的施工工藝，并闡述了其施工應用效果。

關鍵詞：微型樁：低凈空;施工技術

中圖分類號：U443.15A321153

0 引言

近年來，我國交通網絡建設投資逐年增加，整個交通行業形勢一片大好。在此背景下，各地區也紛紛擴大動作，不僅新建諸多交通設施，對原有老舊的交通設施改造也提上日程。尤其近年來各地交通規劃版本不斷更新，大量的道路進行了拓寬改造，而連接的橋梁也不可避免地需要拓寬提升，已達到擴大交通量的目的。而老舊橋梁的拓寬，不僅僅是新梁板的建設，老橋的安全評價及加固也是重要的一部分。本文以流溪河大橋為例，闡述其樁基加強的工藝措施。

1 工程概況

流溪河大橋始建于1987年，橋梁全長340 m，上部構造寬度為15 m的簡支T梁，下部構造為支承鉆孔樁、柱式墩臺，每個墩臺各設置2根樁基和2根墩（臺）柱，并以系梁和帽梁相連接，形成一個整體。根據最新規劃，本橋需要進行兩邊對稱拓寬，增加車流量。拓寬后橋面寬度為32 m，拓寬部分上部構造為簡支空心板，下部構造為鉆孔樁基礎柱式墩臺。根據調查和測量，河床的狀況與1987年舊橋建成時相比變化較大，橋墩樁頭受沖刷、風化、侵蝕的情況嚴重，樁頭鋼筋基本上是裸露、銹蝕。從施工和設計角度來看，樁基頂面標高有不符實際之嫌，樁基頂面設置過高，凈空較低。由于原有橋梁將繼續服役，考慮到安全性，擬對老樁基進行核算補強施工。

2 施工工藝簡介

根據老樁基所在范圍，布置了46個地勘鉆孔。根據地勘資料可知，本地區位于全新世沖積層，主要土層為砂、黏土及礫石，沖積層下伏中新世石底層，包括有砂巖及頁巖互層，基巖面起伏變化較大。

考慮到跨越橋梁的影響，為保證樁基成孔時對原橋梁影響最小，故采用高強度微型樁施工工藝，部分施工機械需采用非常規設備。根據最新車流量荷載計算，原基礎需拓寬為14.25×10.5 m，擬采用直徑61 cm的8根震動式微型樁補強，樁長約為20 m，樁尖需坐落在中硬黏土層，單樁設計承載力為196 t。

3 主要施工機具及材料

3.1 全油壓履帶式鉆機

全油壓履帶式鉆機為微型樁植入的最主要設備，用連接鉆桿可以使特殊鋼鉆頭以旋轉氣動的方式打入深部土層，如遇到巖層則鉆頭上的孔洞可以噴出高壓水，以鉆銑方式增加工作進度。

3.2 空壓機

由于鉆機需用氣動方式使鉆頭產生樁基及樁體灌注水泥砂漿，因而需要空壓機進行壓力輔助（見圖1）。

4 施工流程及工藝

4.1 準備工作及調查

微型樁施工前，應先對地質資料及現場狀況預先進行管線及妨礙施工設施的調查，并根據設計規范編制微型樁施工方案。其調查內容應包括：

（1）應對基樁施工的現場進行全面踏勘，以便為編制施工方案提供必要的資料，也為機械選擇、成樁工藝的確定及成樁品質控制提供依據。需查明施工現場的地形地貌、氣候條件，施工現場成樁深度內土層的分布情況以及各土層的物理力學性質指標，施工場地內地下水的水位水質及其腐蝕性指標、施工區域內人為和自然地質現象等（地震、巖溶、暗浜、地下障礙物等），施工區域附近的構建筑物的位置距離結構性質使用情況等，成樁區域附近的地下管線分布距離、埋深管徑材料等。

（2）微型樁配合施工需要，應在附近設置出水口，利于車輛清洗及基樁施工用水。電力需求則是用于鉆機及搭接的電焊機用電，同時也需考慮夜間施工時的作業照明及抽水泵等供電。

（3）微型樁施工前，應先行檢測每根樁位均確認無誤，鋼套管中心應與樁中心一致，在水平精度與垂直精度符合規范要求下垂直打入穩定土層。在出土完成后應確保不崩塌或落土清除干凈。工區所使用的水泥砂漿系采用預拌水泥砂漿澆筑，且車次應加以控制，以免出場時間與灌注時間相差過久影響水泥砂漿品質，且水泥砂漿需連續一次灌注完成不可中斷。若澆筑過程中發生人力不可抗拒的情況，導致水泥砂漿供應中斷，且超過水泥砂漿初凝時間時，則應先拔出套管再進行回填，后續正常后再另行進行補樁施工。

4.2 測量及放樣

（1）根據設計圖紙標志，計算樁位中心坐標，隨后開始放樣。一起放樣后應該用卷尺測量樁位間距作為檢測，并設置若干個參考點，所有的參考點均應該設置在樁帽范圍外，并用水泥砂漿固定。若點位遺失或損壞，則另行放樣點位?；鶚妒┕で皵堤煨柘刃性诂F場放樣基樁的位置，以避免工作延誤。放樣點應放置鋼筋制作的三腳架作為標識以避免現場遭到損壞。

（2）在基樁施工區附近，應建立一些水泥砂漿制的水準點，并從水準網上的控制點引測至此水準點，以利于正確迅速地測得基樁施工時所需的高程。

4.3 鉆孔

本工程采用氣動錘工法鉆孔施工，鉆機形成定位后，利用角度尺或水平尺調整桁架垂直度，使其垂直并開始鉆孔。承載層依據鉆掘出土的樣品，確定是否需要調整樁長。鉆孔施工時，若孔外雜物或廢土掉入孔內，則需進行清除。鉆孔完成后，孔底的疏松土體應在灌漿前完全清除干凈。

4.4 鋼套管及鋼棒施工

用空壓機清除孔內及孔口沉渣，之后將鋼套管放置于孔內。鋼套管埋入混凝土樁帽至少60 cm，中心固定器及間隔器需根據設計圖中上的位置準確安裝。由于鋼套管及螺紋鋼棒為剛性材料，用角度尺或水平尺測量其外露部分，調整垂直度至符合設計規范的要求，同時調整鋼套管及鋼棒中心點位置及高程。

4.5 灌漿

將固結材料水泥砂漿及速凝劑均勻拌和后，經由灌漿管深入到微型樁底部加壓灌注，灌漿壓力須>10 kgf/cm3，采用連續灌漿直到微型樁頂部溢出時停止。