抵母河特大橋人工挖孔樁施工
2017-12-04 
   1.工程簡(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)40m,右幅樁長(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)地整平、基坑邊坡防護(hù)及排水溝開挖、樁基測(cè)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(lái)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(chǎng)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?yè)P(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(chǎng)設(shè)置的臨時(shí)土石方堆放場(chǎng)地。卷?yè)P(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)主要包括卷?yè)P(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?yè)P(yáng)機(jī)的吊重驗(yàn)算鋼絲繩的破斷拉力、卷?yè)P(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(guò)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(guò)10m時(shí),施工人員入樁孔前,先用鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)

   大橋樁基設(shè)計(jì)為嵌巖樁,其承載力全部來(lái)自于樁端支承力,基底檢測(cè)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(cè),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(guò)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(guò)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(yǔ)

   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(wú)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(guò)程中,安全可控,質(zhì)量?jī)?yōu)良、工效穩(wěn)定,不良地質(zhì)處理適當(dāng),成孔后通過(guò)基底基巖檢測(cè)、釬探及物探檢測(cè),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).
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