山區(qū)高速公路樁基施工有關(guān)問題的探討

2015-04-16 02:36:00尹勁松

四川水泥 2015年10期

尹勁松

（四川路橋橋梁有限責任公司，成都市)

1 工程概況

雅瀘路C16合同段位于雅安市石棉縣境內(nèi)，起于擦羅鄉(xiāng)上里村，設(shè)南瓜2號橋、3號橋沿G108右側(cè)山腰而行，經(jīng)落腳溝、跨G108后設(shè)元堡山隧道穿越元堡山與G108，設(shè)擦羅鄉(xiāng)大橋跨越深溝，終于擦羅鄉(xiāng)福隆村，全長3900m。南瓜3號大橋位于石棉縣擦羅鄉(xiāng)，沿南椏河右岸布置，為中高山地貌，沿線溝谷縱橫，山坡陡峭，斷面橫坡許多達到500～600，山體邊坡較陡，巖石破碎，地質(zhì)條件極為復(fù)雜，施工難度極大，主要表現(xiàn)為山體土質(zhì)疏松，容易滑坡；橋位區(qū)以斜坡地形為主，左幅樁孔和右幅樁孔大半處于斜坡上，對樁基的挖孔造成了很大的困難；上邊坡堆積了大量危石，存在重大安全隱患。

2 樁基成孔施工方案的選擇

雅瀘高速C16項目南瓜3#特大橋

如上圖示所示：本合同段的橋梁絕大部分均布置在十分陡峭的山坡上，左右幅橋梁基礎(chǔ)施工場地普遍存在較大的高差，場地布置和機具設(shè)備的轉(zhuǎn)移均十分困難；除擦羅鄉(xiāng)大橋的全部樁基和南瓜 3號橋的少量樁基設(shè)計為摩擦樁，其余均設(shè)計為端承樁，需要嵌入弱風化巖層；要求嵌入弱風化巖層深度為大于樁徑3d；且大于樁徑5d的包邊厚度才能計入有效樁長；各種尺寸的樁基在孔跨方向上交替布置。鑒于本項目橋梁工程地質(zhì)、水文狀況、設(shè)計技術(shù)要求以及本工程樁基數(shù)量和施工工期要求，特別是施工場地和場內(nèi)交通條件，樁基采用挖孔灌注方案優(yōu)勢十分明顯：施工設(shè)備輕巧簡單，操作方便；人工操作，施工情況可目視，質(zhì)量容易保證；占用施工場地小，對周圍已有構(gòu)造影響??；不會造成植被破壞、水土流失，不帶來泥漿、污水等施工垃圾；可組織多根樁同時施工，總體速度快；可更多地解決剩余勞動力的就業(yè)問題。

綜上所述，樁孔采用人工挖孔、鋼筋砼護壁成孔的方法；鋼筋安裝采取現(xiàn)場分段制作鋼筋籠、利用吊車吊運入孔連接的方式進行；砼澆筑采取在空氣中灌注（普通）砼樁施工工藝，砼利用拌合樓集中拌合、輸送泵泵送入孔。

雅瀘高速C16橋梁布置與G108的位置

本合同段的橋梁布置與現(xiàn)在的國道G108位置關(guān)系如上圖所示，左右幅橋梁基礎(chǔ)施工場地普遍存在較大的高差，場地布置和機具設(shè)備的轉(zhuǎn)移均十分困難。經(jīng)過考慮我部選擇了人工挖孔成孔施工工藝，該工藝也是比較成熟的施工工藝了，但是放在本合同段該施工也遇到了很多困難，由于國道G108線就緊鄰山腳下，為了保證國道108線的運營安全及暢通，所以人工挖孔出來的孔渣不能直接棄到山下。必須將孔渣轉(zhuǎn)移到便道上，再由自卸汽車運至棄土場，解決孔渣轉(zhuǎn)移成為了成孔施工的一個難題。因為樁基布置基本上都是在施工便道的下面，由于地勢十分陡峭，并且有些地方起伏較大，這些成為了孔渣的轉(zhuǎn)移制約因素。所以我根據(jù)現(xiàn)場的實際情況采用了多種方式來解決孔渣的轉(zhuǎn)移。

主要的有以下幾種方式：A、在坡度起伏不大且不是很陡峭的地方我們采用了煤礦使用的軌道式運煤車，將運煤車的軌道布置在樁基一側(cè)，通過卷揚機牽引來將裝有孔渣的運煤車提升至便道處。如下圖所示：

B、在坡度起伏較大的地方我們采用搭設(shè)支架的方式來解決，將支架布置在樁基的一側(cè)，一排支架同時滿足一排四個樁基的施工。如下圖所示：

C、在很多地方以上兩種方式都不能進行時，我們采用安裝塔吊來解決棄渣的問題，這種方式是最安全最理想的，但是這個方式的造價要高得多，因為一個塔吊最多只能解決三排墩的施工，塔吊的轉(zhuǎn)移頻率太快，施工成本較高。如下圖所示：

對于本合同段遇到的這些情況，我部應(yīng)地制宜的采用了合理的施工方式，最后順利的完成本合同段的樁基施工。這里也是簡單的介紹一些施工工藝，對于以后山區(qū)高速的建設(shè)，所有的建設(shè)者們還需繼續(xù)努力，結(jié)合實際情況選擇安全合理有效的施工工藝，保證工程能夠順利進行。

3 對于山區(qū)高速公路建設(shè)如何保證有效樁長

由于本合同段的橋梁布置在十分陡峭的山坡上，基本上都是位于半山腰。為方便項目所有工序能合理有效的展開，我部進場后必須要打通縱向便道，在縱向便道的修建過程中，就必須要破壞原地面。為了保護生態(tài)少占林地我部選擇在紅線內(nèi)開挖縱向便道，由于地形限制許多地方的挖方量還比較大，這樣對橋梁位置原地面破壞就比較嚴重。如圖1所示為例介紹：

該圖為南瓜2#橋22號墩，我部開便道開挖時將右22-2#的樁基位置原地面破壞，使該樁長減少了6米。按照原設(shè)計圖紙施工，將會使地系梁懸空6米，不能充分發(fā)揮地系梁的作用，使地系梁的作用大大減弱。所以為了避免該情況的發(fā)生，我們在縱向便道施工前，要對設(shè)計樁位坐標進行放樣。并且結(jié)合設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實際情況，繪制詳細的縱向便道的施工圖紙。特別是在樁基位置的橫斷面圖紙要詳細繪制，并且在施工中多加注意，盡量避讓樁位位置，盡可能的減少對原地面線的大的破壞。如果確實沒法避讓樁位，導(dǎo)致樁基長度不夠或者樁基的包邊厚度不夠影響樁基的有效樁長。如果出現(xiàn)上述情況，必須及時通報設(shè)計單位，對該樁基的有效長度進行驗算，給出合理的出來方案，及時有效的解決。切記盲目施工，避免由于有效樁長不夠，給橋梁的使用留下質(zhì)量安全隱患。

4 如何保證嵌巖深度滿足要求

本合同段的絕大部分樁基都設(shè)計的為嵌巖樁，嵌巖樁的定義為：樁基穿過覆蓋層，樁底嵌入巖層中，單樁承載力基本依靠樁底巖層來承載。本合同段的樁基嵌巖深度要求為樁徑的3d嵌入弱風化巖層，樁基一般要穿越的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分層大致為碎石土、全風化花崗巖、強風化花崗巖、弱風化花崗巖。當我們在判別樁基是否嵌入弱風化花崗巖及嵌入深度時，首先要遇到的是怎樣判別強（弱）風化花崗巖。由于判別強（弱）花崗巖的定義不是很明確，只有在施工過程中逐漸的發(fā)現(xiàn)來解決，最后我們基本可以從觀察孔渣樣來確定。強風化花崗巖的孔渣樣一般為褐黃色，塊狀，短柱狀，斷面多泥質(zhì)充填或銹染，弱風化花崗巖的孔渣樣呈現(xiàn)其石料成塊狀構(gòu)造，巖芯完整，石料以塊狀、片狀為主，剩余為碎塊狀。我們也可以通過根據(jù)施工經(jīng)驗來判別，我們的樁基都成通過人工挖孔以爆破施工相輔助的施工工藝成孔，一般我們在進入強風化花崗巖時我們放炮所打的炮眼深度為 1.5米，通過爆破可以將巖層松動深度可以達到 1米以上，但是如果我們在進入弱風化花崗巖巖層時，我們同樣的炮眼深度但是爆破所能達到的松動深度只有0.6米左右，這樣孔樁的每天的進尺深度就不一樣了。所以我們也可以通過孔樁每天的進尺深度來輔助判別我們的樁基是否嵌入弱風化花崗巖，并且有足夠長的嵌巖深度。

在本合同段樁基施工中也存在一個值得大家一起探討的問題，由于本合同段處于一個地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的山區(qū)地帶。由于地理條件不好，設(shè)計單位在地質(zhì)勘探這一方面做得不是很詳細。我部因為樁基嵌入巖層不夠這一問題上出現(xiàn)了很多樁基加深的情況。在一個過程中也發(fā)現(xiàn)了一個問題，以下圖2所示為例：

該圖右幅1#樁基設(shè)計深度19m，右幅2#樁基設(shè)計深度16m，樁徑都為1.8m，要求嵌入弱風化花崗巖深度大于5.4m。由于該地段地質(zhì)結(jié)果較為復(fù)雜，該跨樁基位置正好位于一個大的孤石上面，該孤石的豎向截面可以看到大于7m。并且該孤石在很久以前的地質(zhì)運動中被深埋于地下 10m。且該孤石被埋于地下時是一個弱風化花崗巖的孤石。我們在樁基施工過程中，按照設(shè)計所給出的樁基深度施工，在我們挖至設(shè)計基底標高時，我們的右幅2#樁樁基深度和嵌巖深度及嵌入巖層情況都滿足了設(shè)計的要求，我們可以判定該樁基順利終孔。

我們在施工右幅1#樁基時，我們在開挖至11m位置時我們就進入了弱風化花崗巖，根據(jù)設(shè)計要求我們必須將樁基挖至設(shè)計樁底標高達到終孔深度，但是我們在挖至16m位置時樁基又進入了強風化花崗巖，并且在挖至設(shè)計基底標高時還是沒有進入弱風化花崗巖層，這樣右幅1#樁基就必須變更加深，最終達到嵌入弱風化花崗巖層的5.4m以上。我們在這里可以發(fā)現(xiàn)右幅2#樁基其實并沒有真正的嵌入到弱風化花崗巖，只是嵌入到了一個是弱風化花崗巖的巨大孤石上面，并且樁基底端距離該孤石的低端已經(jīng)只有2m左右，我們所設(shè)計的單排樁也是單承載樁，如果孤石的這2m沒有足夠的承載力，那就相當于我們的右幅2#樁就是嵌入的是強風化花崗巖沒有嵌入弱風化，這樣承載樁底的托力不夠，將會大大減少橋梁的使用年限。我們要怎樣解決這一問題才是我們以后工作的重點，這個問題在施工過程中確實很難辨別和處理，這就需要我們的設(shè)計單位在這樣地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地方，一定要做好做細地質(zhì)勘探。能夠給以后的施工提供詳細的參考資料，以便更好的施工，建設(shè)出優(yōu)質(zhì)工程。

6 結(jié)語

雅瀘路C16的樁基施工已經(jīng)完成，雅瀘的建設(shè)成功其中有很多施工工藝成為了四川山區(qū)高速公路建設(shè)的一個典范及航向。對以后山區(qū)高速的建設(shè)提供了許多寶貴的經(jīng)驗，在這里介紹的只是針對山區(qū)高速公路樁基施工問題的一些探討，希望以后高速公路的建設(shè)特別是山區(qū)高速的建設(shè)者們在施工中能注意到這些問題，確保工程建設(shè)的質(zhì)量安全。