橋梁工程超深大直徑樁同步施工關鍵技術

張曉航

中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710000

1 工程概況

某特大橋工程橫跨洛旺河峽谷，橋跨布置方案為3×30mT梁+1100m單跨鋼桁梁懸索橋+2×30mT梁，其中4#主墩所處位置為峽谷一側岸坡處，主塔結構中基礎部分采用的是承臺群樁基礎，共設置40根長為65m的φ2.5m摩擦樁（分左右兩側，數量均勻分配），頂部為分離式承臺。

2 橋梁超深大直徑樁的施工難點及突破思路

大、中跨徑橋梁深水樁基是橋梁施工中的重難點內容，其結構形式含承臺、等截面、常規直徑群樁等。在承臺施工中，諸如施工現場的地質條件、環境等多重因素均會帶來不同程度的影響，施工進程偏緩慢，易出現樁身缺陷。對于無承臺、變截面、大直徑空心樁而言，則可以較好地規避前述問題，有利于提高樁基結構的合理性以及抗彎剛度。

對于大直徑樁基施工，成孔為關鍵環節，在孔徑逐步增加的情況下，孔壁環拱作用減弱，受多重因素的影響，孔壁的穩定性不足，且在淤泥質沙黏土等特殊的地質條件中體現得更為明顯，易誘發孔壁滑塌事故。鑒于此，可采取分段、分級的施工方法，但其護壁難度隨之加大，排渣效率偏低。通過聚丙烯酰胺高效油田泥漿的應用，則可以有效改善該問題，為樁基的施工創設更加良好的條件。

在大直徑預應力空心樁施工中可以采取埋鉆的方法，在大直徑壓漿混凝土樁施工中則可以采用預埋石料壓漿法，均能夠較好地規避施工中的質量和安全問題。其中，預制預應力空心樁充分彰顯出流程化施工的理念，通過提前預制、現場拼裝的方式，減少現場工作量，加強各道工序間的銜接，進而大幅度提高施工效率。

3 成孔方法

在該大橋施工中，4#的主墩樁基為重點內容，該樁基所處深度范圍內有較多的堆積體，土質呈松散狀，成孔施工方法的選擇至關重要，直接關乎最終的施工質量及施工效率。經過試樁，對旋挖鉆和人工挖孔兩種較為典型的施工方法展開對比分析。試樁結果表明，在旋挖鉆施工期間，受現場堆積體土層以及松散土質的影響，加之地下水的作用，可見有較明顯的滲水和巖層松軟問題，易塌孔，需要根據實際情況及時回填混凝土，通過該混合料的固結作用，提高孔壁的穩定性，但隨之帶來工期延長的問題，難以滿足施工效率要求。

此外，在后續的鋼筋籠下放過程中，耗時相對較長，期間巖層易由于滲水而逐步松軟，不利于處理工作的順利開展。相比之下，在人工挖孔施工中，通過施工全過程的強有力管控，可以有效提高抗滑樁的施工效率，平均進尺量可以達到0.7m/d，并且施工過程中的安全隱患較多，有助于增強施工的安全性，對施工質量、施工效率的影響均較小。鑒于此，4#主墩樁基施工選用的是人工挖孔的方法。

4 施工流程

在4#主墩樁基施工中，經過岸坡防護作業后，全面清理施工期間所產生的危巖體，針對坡面穩定性不足的部位，采取型鋼+竹跳板相綜合的方案。待完成第一輪抗滑樁施工作業后，隨著樁身混凝土強度的提高，滿足強度要求并且已經形成完整的受力體系后方可正式啟動施工。樁基施工遵循的是錯臺同步開挖的基本原則，首先跳槽開挖其中20個樁孔至3倍樁徑，即7.5m，在此基礎上進一步開挖其余的樁孔，即20個[1-2]。

5 超深大直徑樁同步施工技術要點

孔樁開挖土方施工環節采取的是人工開挖的方法，石方的開挖難度較大，因此采取人工打眼直接爆破的模式，利用人工孔底裝渣的方式完成出渣作業。在現場適配足量的手推車，由人工出渣，將其轉移至臨時出渣點后，進一步啟用裝載機和挖機，通過兩類設備的協同運行，將棄渣轉至指定的堆放點。

經過樁孔開挖作業后，進入刷坡和綠化恢復植被施工環節。對于護壁和樁身鋼筋，以設計圖紙為準，提前在加工房由專員加工成型，利用汽車吊將成型的鋼筋籠精準安裝到位。樁身施工和護壁均需得到優質混凝土的支持，均由拌和站生產質量達標的材料，根據設計配比選取原材料，經拌和后轉至現場灌注施工，全程隨拌隨用。大直徑灌注如圖1所示，相關的工作要點如下所述。

圖1 大直徑灌注

（1）由于開挖具有工作量大、難度高、質量可控性差等局限性，施工現場存在地下水，因此解決地下水的干擾是提高施工質量的關鍵途徑。在現場修筑集水坑，適配潛水泵，利用該裝置將水抽干，從而營造“無水”的施工環境。

（2）挖孔深度達到6～10m后，由于深度的增加，樁孔內的不良環境因子隨之復雜，空氣質量有明顯的下降，因此需加強對空氣質量的檢驗。其中，二氧化碳為重點指標，若其濃度超過0.3%，則需要在第一時間通風，直至該物質的濃度降低至許可范圍內。隨著開挖進程的持續推進，待其達到十余米時，宜采取機械通風的方法，適配大功率送風機和空壓機，兩者協同作業，實現同步送風。此外，局部地質條件特殊段的施工采用的是淺眼松動爆破法，爆破過程中的破壞力較強，為盡可能減小對周邊無關地質的影響，利用微差毫秒雷管爆破時，遵循先中間后周邊的原則；若采用單眼爆破法，則需提前做好現場疏散工作，確保孔內無任何人員逗留，周邊各項安全防控工作也均落實到位，此后方可正式爆破，完成后必須在保證現場具有安全性的前提下方可繼續施工。大直徑斷面取芯如圖2所示。

圖2 大直徑斷面取芯

（3）成孔期間加強排水，修筑排水溝，將賦存在樁孔內的水高效清理干凈。為提高排水效率，排水孔需高于孔口5m。

（4）開挖期間產生的土方需隨即運至指定堆放場所，孔口周邊較為薄弱，要求孔口周邊5m范圍內不堆積雜物，以免因外部重力作用而導致孔壁失穩、坍塌。出渣時，施工機具所處位置距離孔位需超過5m，不可隨意增加孔壁的壓力。此外，還需合理規劃施工現場作業車輛的通行軌跡，以免對井壁的穩定性帶來不良影響。

（5）合理設置主軸線的控制點以及水準點，施工期間加強保護，定期復測。在護圈和第一節護壁成孔后，需在護壁內側壁上測設樁中心點和標高點，布設護樁，以此作為參考依據，以便精準控制樁位垂直度偏差，提高施工的精準性。在直徑檢查過程中，較適宜的是采用尺桿找圓周的方法，若實測結果與設計值存在較大的偏差，則需及時糾偏，盡可能減小偏差[3-5]。

（6）挖孔施工過程中存在諸多不可預見的因素，若缺乏及時的分析以及處理，則容易誘發質量問題。對此，需每天記錄地質信息，將每米渣樣撈出后組織分析，將多項指標的實際值與設計值展開對比分析，若滿足要求則可以繼續施工，若指標超出許可范圍，則需及時將實際情況完整匯報給監理工程師，以便做針對性的分析與處理。若開挖時遇到溶洞等特殊地質條件，設計單位及監理單位的相關人員則需商議，采取針對性的處理措施，盡快將問題解決。

（7）挖孔施工時做好防護工作，結束當班施工后，需蓋好孔口，以免外部雜物落入其中。

6 結束語

綜上所述，超深大直徑樁是橋梁工程施工中的重點內容，其建設水平將直接影響橋梁整體的使用質量及安全。在超深大直徑樁施工中，需要從實際情況出發，合理應用施工技術，將監測、質量反饋及控制等相關工作落實到位，切實提高橋梁的施工質量。