抵母河特大橋人工挖孔樁施工
2017-12-04
1.工程簡介
杭瑞高速貴州省畢節(jié)至都格（黔滇界）公路抵母河特大橋位于六盤水市境內(nèi)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為80Km/h的雙向四車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)。抵母河特大橋全長881.5m，其主橋采用538m單跨鋼桁梁懸索橋，兩岸索塔均采用群樁基礎(chǔ)，畢節(jié)岸4#索塔單個(gè)承臺(tái)下設(shè)6根直徑2.8m的嵌巖樁，其中左幅樁長40m，右幅樁長62m，共計(jì)12根；都格岸5#索塔每個(gè)承臺(tái)下設(shè)6根直徑2.6m的嵌巖樁，左右幅樁長均為50m，共計(jì)12根。樁基均按照嵌巖樁設(shè)計(jì)，分別嵌入單軸極限抗壓強(qiáng)度不小于30MPa的中風(fēng)化基巖。抵母河特大橋橋型布置如圖1所示。
抵母河特大橋橋位處為“U”型峽谷，屬溶蝕—侵蝕中山峽谷地貌，兩岸為陡崖及陡斜坡，峽谷外兩岸臺(tái)地峰谷發(fā)育、地形條件復(fù)雜，大部分基巖裸露。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，橋位處自上而下依次為粘土、塊石土和基巖，巖層主要由灰?guī)r、含燧石灰?guī)r組成。
2.人工挖孔樁施工
2.1施工準(zhǔn)備
人工挖孔樁施工前準(zhǔn)備工作包括基坑開挖及場地整平、基坑邊坡防護(hù)及排水溝開挖、樁基測量放樣、工棚搭設(shè)、施工材料準(zhǔn)備、攪拌機(jī)、空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)的安裝、出渣提升設(shè)備以及相關(guān)防護(hù)設(shè)施安裝等。
2.2挖孔施工
樁孔開挖應(yīng)從上到下逐層進(jìn)行，先挖中間部分，然后擴(kuò)及周邊，有效地控制開挖樁孔的截面尺寸，基樁開挖直徑較設(shè)計(jì)樁基大30cm，開挖
每節(jié)的高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)狀況確定，一般節(jié)開挖高度為0.7m～1.2m。對(duì)于強(qiáng)度較小的巖層，主要采用風(fēng)鎬來開挖，若遇到致密、堅(jiān)硬的巖石，則需采用孔內(nèi)爆破施工。
2.2.1孔壁防護(hù)
護(hù)壁采用內(nèi)齒式混凝土護(hù)壁，頂口厚15cm，底口厚8cm，每開挖完成1節(jié)后立模澆筑護(hù)壁混凝土，最頂層混凝土需高出場地開挖線30cm，以免棄石等雜物掉入孔內(nèi)。護(hù)壁混凝土標(biāo)號(hào)不得小于樁基混凝土標(biāo)號(hào)，模板采用組合鋼模板自上而下循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，模板安裝時(shí)，嚴(yán)格校核孔中心位置，每節(jié)護(hù)壁混凝土施工完成后，必須重新定位孔中心，然后再進(jìn)行挖渣、支模、現(xiàn)澆護(hù)壁混凝土施工。一般為加速混凝土凝結(jié)，縮短施工工期，可在混凝土中摻入速凝劑和早強(qiáng)劑，提高混凝土的凝結(jié)速度，同時(shí)在護(hù)壁混凝土內(nèi)布設(shè)單層φ8mm鋼筋網(wǎng)片，防止開裂。
2.2.2孔內(nèi)爆破
爆破施工是提高挖孔施工效率的有效手段之一，對(duì)于人工挖孔樁施工，一般采用預(yù)裂爆破或松動(dòng)爆破。本工程為減小爆破對(duì)樁孔壁的擾動(dòng)，結(jié)合周邊環(huán)境和地質(zhì)條件，采用小藥量淺眼松動(dòng)爆破法。
爆破方法確定后，需根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件確定單位用藥量、炮孔直徑、深度、間距、布置等爆破參數(shù)。抵母河特大橋主墩基巖以強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖石為主，巖石堅(jiān)固性系數(shù)為6左右，單位用藥量選擇800g/m3。炮孔采用手持風(fēng)鉆進(jìn)行打設(shè)，直徑d=28～32mm，則炮孔間距a=（15～20）d=420～640mm，取500mm。樁孔爆破采用中心掏槽眼、輔助眼與周邊眼相結(jié)合的布孔方式，全部炮孔均采用梅花形布設(shè)。大橋樁位處頂部覆蓋層巖質(zhì)較軟，炮孔深度取每層1.0m～1.2m進(jìn)行，當(dāng)開挖至強(qiáng)風(fēng)化巖層后，巖質(zhì)變?yōu)檩^硬，炮孔深度取每層0.7m～1.0m進(jìn)行；最后開挖至中風(fēng)化巖層后，巖質(zhì)最硬，炮孔深度取每層0.5m～0.7m進(jìn)行。
2.2.3孔內(nèi)出渣
挖孔樁孔內(nèi)出渣采用安裝在孔口上的卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)出渣，地面用手推車運(yùn)出至施工現(xiàn)場設(shè)置的臨時(shí)土石方堆放場地。卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)主要包括卷揚(yáng)機(jī)、鋼支架、鋼絲繩、鐵吊桶等。提升系統(tǒng)布設(shè)前，須根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)的吊重驗(yàn)算鋼絲繩的破斷拉力、卷揚(yáng)機(jī)的抗傾覆能力等是否滿足要求，且應(yīng)有一定的安全系數(shù)。
2.2.4孔內(nèi)排水
挖孔樁孔口設(shè)置臨時(shí)排水溝，以防地表水流入孔內(nèi)。在挖孔施工過程中，若有地下水涌出，采取隨挖隨用吊桶將水和泥渣一起吊出。若滲水量較大時(shí)，可在孔底開挖30～50cm的集水坑，用高揚(yáng)程潛水泵抽水至孔外。
2.2.5孔內(nèi)通風(fēng)與照明
孔內(nèi)通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)，當(dāng)挖孔深度超過10m時(shí)，施工人員入樁孔前，先用鼓風(fēng)機(jī)通過輸風(fēng)管向孔底強(qiáng)制送入空氣或氧氣。由于成孔深度較深，孔內(nèi)作業(yè)人員必須隨身攜帶便攜式瓦斯報(bào)警儀，隨時(shí)檢查孔內(nèi)是否有可燃有毒氣體。同時(shí)，樁內(nèi)設(shè)置防水帶罩燈泡照明，電壓應(yīng)為安全電壓，電纜應(yīng)為防水絕緣電纜，并應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)器。
2.2.6孔內(nèi)防護(hù)
由于挖孔樁施工需要人員長期在孔內(nèi)作業(yè)，危險(xiǎn)性較大，樁孔內(nèi)必須放置應(yīng)急軟梯及鋼筋爬梯，隨挖孔深度增加放長至工作面，施工人員上下孔要用專用的吊籠。為防止孔內(nèi)掉物，孔口上必須設(shè)置圍護(hù)欄及防墜物網(wǎng)片，孔內(nèi)護(hù)壁混凝土臺(tái)階上設(shè)置防墜物半月形護(hù)網(wǎng)。
2.2.7孔底處理
當(dāng)挖孔接近樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高50～100cm時(shí)，應(yīng)停止爆破施工，改為人工開挖，防止對(duì)基底的擾動(dòng)，影響基底承載力，開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，徹底將孔底的松渣、浮土等軟弱層清除干凈，再根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范指標(biāo)進(jìn)行成孔自檢，包括設(shè)計(jì)樁位中心偏位、成孔孔深、成孔孔徑、傾斜度等。
2.2.8基底檢測
大橋樁基設(shè)計(jì)為嵌巖樁，其承載力全部來自于樁端支承力，基底檢測尤為關(guān)鍵。首先判斷樁底持力層的完整性，采用釬探、地質(zhì)雷達(dá)掃描等手段判斷基底以下巖層的完整性，厚度是否滿足，是否存在不良地質(zhì)。其次在孔底進(jìn)行基底巖石取樣，制成抗壓試件，進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度檢測，將試驗(yàn)結(jié)果后與設(shè)計(jì)樁底承載力進(jìn)行比較。
2.3特殊情況處理
2.3.1溶洞、溶槽處理
在挖孔樁施工中，經(jīng)常會(huì)遇到溶洞、溶槽等不良地質(zhì)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的溶洞，首先應(yīng)停止挖孔施工，對(duì)溶洞、溶槽的走向、大小、深度作出詳細(xì)調(diào)查，繪制縱橫剖面圖，然后根據(jù)調(diào)查資料，制定具體的溶洞處理方案。對(duì)于較小的溶洞，在溶洞徑向范圍內(nèi)壁增設(shè)鋼筋，采用漿砌片石或片石混凝土對(duì)溶洞進(jìn)行填充；對(duì)于洞深較大的溶洞，將溶洞內(nèi)軟弱層清除干凈后，用硬質(zhì)石方對(duì)溶洞進(jìn)行回填，再利用漿砌片石對(duì)洞口進(jìn)行封堵。
2.3.2裂隙、夾泥層處理
挖孔樁施工中遇到巖溶裂隙或夾泥層時(shí)，首先清除表面浮渣、松土、危石等，澆筑護(hù)壁混凝土之前，在裂隙或夾泥層中加密豎向，加大護(hù)壁混凝土厚度，若裂隙發(fā)育較深，可在裂隙內(nèi)植入水平鋼筋，防止孔壁局部塌陷。
2.3.3淤泥質(zhì)土層處理
挖孔過程中遇到淤泥質(zhì)土層時(shí)，應(yīng)減小開挖深度，及時(shí)做好混凝土護(hù)壁澆注施工，沿周邊將支擋的木方打入底部的深度必須超過20cm，上部嵌入上段已澆好的混凝土護(hù)壁后面，應(yīng)斜向放置、雙排布置，呈相互反向交叉狀態(tài)，以達(dá)到預(yù)期的支擋效果。
3.結(jié)束語
在喀斯特地貌巖溶裂隙發(fā)育地區(qū)，采用鉆孔樁易發(fā)生漏漿等導(dǎo)致成孔困難乃至無法成孔。本項(xiàng)目根據(jù)工程實(shí)際情況，采用人工挖孔樁施工工藝，較好的適應(yīng)了與橋位處地質(zhì)條件。截止目前，在建的抵母河特大橋索塔24根樁基已全部完成，在整個(gè)樁基開挖過程中，安全可控，質(zhì)量優(yōu)良、工效穩(wěn)定，不良地質(zhì)處理適當(dāng)，成孔后通過基底基巖檢測、釬探及物探檢測，基底巖層均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，未發(fā)生一起安全質(zhì)量事故，達(dá)到了預(yù)期的施工目標(biāo)，具有重大意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]抵母河特大橋索塔工程.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司.2012（2）.
[2]抵母河特大橋工程地質(zhì)勘查報(bào)告.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司.2011（10）.
