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抵母河特大桥人工挖孔桩施工
2017-12-04  中国桥梁网 分享到:
关键词:人工 挖孔桩 施工 

   1.工程简介

   杭瑞高速贵州省毕节至都格(黔滇界)公路抵母河特大桥位于六盘水市境内,设计标准为80Km/h的双向四车道高速公路技术标准,桥梁设计荷载为公路Ⅰ级。抵母河特大桥全长881.5m,其主桥采用538m单跨钢桁梁悬索桥,两岸索塔均采用群桩基础,毕节岸4#索塔单个承台下设6根直径2.8m的嵌岩桩,其中左幅桩长40m,右幅桩长62m,共计12根;都格岸5#索塔每个承台下设6根直径2.6m的嵌岩桩,左右幅桩长均为50m,共计12根。桩基均按照嵌岩桩设计,分别嵌入单轴极限抗压强度不小于30MPa的中风化基岩。抵母河特大桥桥型布置如图1所示。

   抵母河特大桥桥位处为“U”型峡谷,属溶蚀—侵蚀中山峡谷地貌,两岸为陡崖及陡斜坡,峡谷外两岸台地峰谷发育、地形条件复杂,大部分基岩裸露。根据地质勘察资料,桥位处自上而下依次为粘土、块石土和基岩,岩层主要由灰岩、含燧石灰岩组成。

   2.人工挖孔桩施工

   2.1施工准备

   人工挖孔桩施工前准备工作包括基坑开挖及场地整平、基坑边坡防护及排水沟开挖、桩基测量放样、工棚搭设、施工材料准备、搅拌机、空压机、发电机的安装、出渣提升设备以及相关防护设施安装等。

   2.2挖孔施工

   桩孔开挖应从上到下逐层进行,先挖中间部分,然后扩及周边,有效地控制开挖桩孔的截面尺寸,基桩开挖直径较设计桩基大30cm,开挖

   每节的高度应根据地质状况确定,一般节开挖高度为0.7m~1.2m。对于强度较小的岩层,主要采用风镐来开挖,若遇到致密、坚硬的岩石,则需采用孔内爆破施工。

   2.2.1孔壁防护

   护壁采用内齿式混凝土护壁,顶口厚15cm,底口厚8cm,每开挖完成1节后立模浇筑护壁混凝土,最顶层混凝土需高出场地开挖线30cm,以免弃石等杂物掉入孔内。护壁混凝土标号不得小于桩基混凝土标号,模板采用组合钢模板自上而下循环周转使用,模板安装时,严格校核孔中心位置,每节护壁混凝土施工完成后,必须重新定位孔中心,然后再进行挖渣、支模、现浇护壁混凝土施工。一般为加速混凝土凝结,缩短施工工期,可在混凝土中掺入速凝剂和早强剂,提高混凝土的凝结速度,同时在护壁混凝土内布设单层φ8mm钢筋网片,防止开裂。

   2.2.2孔内爆破

   爆破施工是提高挖孔施工效率的有效手段之一,对于人工挖孔桩施工,一般采用预裂爆破或松动爆破。本工程为减小爆破对桩孔壁的扰动,结合周边环境和地质条件,采用小药量浅眼松动爆破法。

   爆破方法确定后,需根据实际地质条件确定单位用药量、炮孔直径、深度、间距、布置等爆破参数。抵母河特大桥主墩基岩以强风化、中风化岩石为主,岩石坚固性系数为6左右,单位用药量选择800g/m3。炮孔采用手持风钻进行打设,直径d=28~32mm,则炮孔间距a=(15~20)d=420~640mm,取500mm。桩孔爆破采用中心掏槽眼、辅助眼与周边眼相结合的布孔方式,全部炮孔均采用梅花形布设。大桥桩位处顶部覆盖层岩质较软,炮孔深度取每层1.0m~1.2m进行,当开挖至强风化岩层后,岩质变为较硬,炮孔深度取每层0.7m~1.0m进行;最后开挖至中风化岩层后,岩质最硬,炮孔深度取每层0.5m~0.7m进行。

   2.2.3孔内出渣

   挖孔桩孔内出渣采用安装在孔口上的卷扬机提升系统出渣,地面用手推车运出至施工现场设置的临时土石方堆放场地。卷扬机提升系统主要包括卷扬机、钢支架、钢丝绳、铁吊桶等。提升系统布设前,须根据卷扬机的吊重验算钢丝绳的破断拉力、卷扬机的抗倾覆能力等是否满足要求,且应有一定的安全系数。

   2.2.4孔内排水

   挖孔桩孔口设置临时排水沟,以防地表水流入孔内。在挖孔施工过程中,若有地下水涌出,采取随挖随用吊桶将水和泥渣一起吊出。若渗水量较大时,可在孔底开挖30~50cm的集水坑,用高扬程潜水泵抽水至孔外。

   2.2.5孔内通风与照明

   孔内通风采用压入式通风,当挖孔深度超过10m时,施工人员入桩孔前,先用鼓风机通过输风管向孔底强制送入空气或氧气。由于成孔深度较深,孔内作业人员必须随身携带便携式瓦斯报警仪,随时检查孔内是否有可燃有毒气体。同时,桩内设置防水带罩灯泡照明,电压应为安全电压,电缆应为防水绝缘电缆,并应设置漏电保护器。

   2.2.6孔内防护

   由于挖孔桩施工需要人员长期在孔内作业,危险性较大,桩孔内必须放置应急软梯及钢筋爬梯,随挖孔深度增加放长至工作面,施工人员上下孔要用专用的吊笼。为防止孔内掉物,孔口上必须设置围护栏及防坠物网片,孔内护壁混凝土台阶上设置防坠物半月形护网。

   2.2.7孔底处理

   当挖孔接近桩底设计标高50~100cm时,应停止爆破施工,改为人工开挖,防止对基底的扰动,影响基底承载力,开挖至设计标高后,彻底将孔底的松渣、浮土等软弱层清除干净,再根据设计及规范指标进行成孔自检,包括设计桩位中心偏位、成孔孔深、成孔孔径、倾斜度等。

   2.2.8基底检测

   大桥桩基设计为嵌岩桩,其承载力全部来自于桩端支承力,基底检测尤为关键。首先判断桩底持力层的完整性,采用钎探、地质雷达扫描等手段判断基底以下岩层的完整性,厚度是否满足,是否存在不良地质。其次在孔底进行基底岩石取样,制成抗压试件,进行单轴抗压强度检测,将试验结果后与设计桩底承载力进行比较。

   2.3特殊情况处理

   2.3.1溶洞、溶槽处理

   在挖孔桩施工中,经常会遇到溶洞、溶槽等不良地质,对发现的溶洞,首先应停止挖孔施工,对溶洞、溶槽的走向、大小、深度作出详细调查,绘制纵横剖面图,然后根据调查资料,制定具体的溶洞处理方案。对于较小的溶洞,在溶洞径向范围内壁增设钢筋,采用浆砌片石或片石混凝土对溶洞进行填充;对于洞深较大的溶洞,将溶洞内软弱层清除干净后,用硬质石方对溶洞进行回填,再利用浆砌片石对洞口进行封堵。

   2.3.2裂隙、夹泥层处理

   挖孔桩施工中遇到岩溶裂隙或夹泥层时,首先清除表面浮渣、松土、危石等,浇筑护壁混凝土之前,在裂隙或夹泥层中加密竖向,加大护壁混凝土厚度,若裂隙发育较深,可在裂隙内植入水平钢筋,防止孔壁局部塌陷。

   2.3.3淤泥质土层处理

   挖孔过程中遇到淤泥质土层时,应减小开挖深度,及时做好混凝土护壁浇注施工,沿周边将支挡的木方打入底部的深度必须超过20cm,上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面,应斜向放置、双排布置,呈相互反向交叉状态,以达到预期的支挡效果。

   3.结束语

   在喀斯特地貌岩溶裂隙发育地区,采用钻孔桩易发生漏浆等导致成孔困难乃至无法成孔。本项目根据工程实际情况,采用人工挖孔桩施工工艺,较好的适应了与桥位处地质条件。截止目前,在建的抵母河特大桥索塔24根桩基已全部完成,在整个桩基开挖过程中,安全可控,质量优良、工效稳定,不良地质处理适当,成孔后通过基底基岩检测、钎探及物探检测,基底岩层均满足设计及规范要求,未发生一起安全质量事故,达到了预期的施工目标,具有重大意义。

   参考文献:

   [1]抵母河特大桥索塔工程.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司.2012(2).

   [2]抵母河特大桥工程地质勘查报告.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司.2011(10).
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