橋梁樁基工程中雙護(hù)筒施工技術(shù)分析

涂勇

（撫州市恒通路橋工程有限公司，江西 撫州 344000）

0 引言

橋梁作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，承載著交通運(yùn)輸功能。樁基施工質(zhì)量對橋梁的安全性和穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。雙護(hù)筒施工技術(shù)作為一種重要的施工技術(shù)，在橋梁樁基施工中得到了廣泛應(yīng)用，其主要是通過在樁基周圍設(shè)置內(nèi)外兩道護(hù)筒，為樁基提供有效的支撐和保護(hù)，且能有效提高樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，應(yīng)對雙護(hù)筒施工技術(shù)進(jìn)行深入分析，以更好地發(fā)揮該技術(shù)在橋梁工程施工中的作用。

1 雙護(hù)筒施工技術(shù)概述

雙護(hù)筒施工技術(shù)是一種在橋梁樁基施工中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的樁基施工，如沉井法和鉆孔法等，雙護(hù)筒施工技術(shù)在減少水土流失、土方回填等方面有更高的效率。

在雙護(hù)筒施工過程中，需要在橋梁樁基的位置挖掘一個(gè)外護(hù)筒，形成一個(gè)臨時(shí)的施工孔洞。在孔洞內(nèi)部設(shè)置一個(gè)內(nèi)護(hù)筒，形成雙層護(hù)筒結(jié)構(gòu)。利用內(nèi)護(hù)筒，可以進(jìn)行孔洞開挖和土方回填施工，也可進(jìn)行鋼筋安裝及混凝土灌注等一系列操作。雙護(hù)筒結(jié)構(gòu)能夠有效控制水土流失，減少土方回填需求，從而提高施工效率與質(zhì)量。

施工時(shí)，必須根據(jù)具體的工程要求和地質(zhì)條件合理選擇和設(shè)計(jì)護(hù)筒。在雙護(hù)筒施工技術(shù)中，必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和監(jiān)測，以確保護(hù)筒安裝和樁基施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求[1]。

2 工程概況

某工程項(xiàng)目為南環(huán)高架橋，是一座特大橋，總長為9.79km，跨越城市道路、河流、水塘、軟土地基、地下管線等復(fù)雜的地形地貌，地質(zhì)條件復(fù)雜。為保證橋梁的穩(wěn)定性和承載能力，需要建設(shè)約3600 根混凝土樁基。進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)復(fù)雜，地表覆素填土及耕植土，下部為第四系上更新統(tǒng)（Q3）黃褐色、淺灰色粉質(zhì)黏土以及粉細(xì)砂、礫砂、卵石等，下伏基巖為第三系新余組（XZ）與白堊系南雄組（NZ）紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖。因處于贛撫平原區(qū)的沖積層和鄱陽湖盆地，此項(xiàng)目所在地的地下水位高，給樁基礎(chǔ)施工帶來了較大的施工難度。為此，施工時(shí)采用雙護(hù)筒施工技術(shù)及防水措施，以確保樁基的穩(wěn)定性和橋梁的安全性。

3 橋梁樁基施工雙護(hù)筒技術(shù)應(yīng)用

3.1 樁基施工方案

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，跨越河流的樁基施工一般采取單護(hù)筒沖擊鉆孔作業(yè)方式，護(hù)筒以一次性投入的圓護(hù)筒為主，所以護(hù)筒使用量較多，施工成本較高。此外，護(hù)筒在施工結(jié)束后無法拔出，不僅會產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，留在水中還會造成銹蝕，污染環(huán)境。

而雙護(hù)筒沖擊鉆孔方式能夠有效節(jié)約施工作業(yè)時(shí)間，縮短項(xiàng)目建設(shè)工期，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能有效降低施工成本。因此，該項(xiàng)目在跨越雄溪河等復(fù)雜地段時(shí)，采用聯(lián)合雙護(hù)筒沖擊鉆孔的方式進(jìn)行樁基施工，以滿足施工要求。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)

3.2.1 外護(hù)筒埋設(shè)

外護(hù)筒并不是施工護(hù)筒，其主要作用是在內(nèi)護(hù)筒拔出之后，樁基結(jié)構(gòu)混凝土沒有達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)之前，確保裸露出來的河床部分樁基結(jié)構(gòu)不會受自重、外力的影響而發(fā)生變形。外護(hù)筒埋設(shè)深度應(yīng)相對較低，且在安裝過程中應(yīng)充分考慮水流對護(hù)筒的作用力、周邊沖刷力及局部管涌等現(xiàn)象，防止護(hù)筒在埋設(shè)施工之后出現(xiàn)偏移、沉陷、傾斜等問題，確?，F(xiàn)場施工作業(yè)質(zhì)量合格。

因此，在護(hù)筒安裝作業(yè)開始之前，首先應(yīng)加強(qiáng)導(dǎo)向架的施工作業(yè)，進(jìn)行放樣定位工作。其次，應(yīng)確保外護(hù)筒垂直安裝，并使用振動錘將其打入河床等地段的地表以下2m，或者根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況將導(dǎo)向架安裝到穩(wěn)定的狀態(tài)，再進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)施工。再次，在護(hù)筒施工過程中，應(yīng)采用整體護(hù)筒或通過滿焊連接護(hù)筒的方式，以盡量減少護(hù)筒和土層之間的摩擦力，防止影響后續(xù)施工。最后，為了確保降雨造成的水位升高不會進(jìn)入護(hù)筒內(nèi)部，要根據(jù)鉆孔平臺的標(biāo)高來設(shè)定護(hù)筒的標(biāo)高，通常要超過平臺表面30cm。

3.2.2 內(nèi)護(hù)筒埋設(shè)

首先，外護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)完成后，確保其達(dá)到穩(wěn)定性要求后，進(jìn)行內(nèi)護(hù)筒埋設(shè)工作。

其次，為了保證內(nèi)護(hù)筒的穩(wěn)固性，通常使用振動錘將其沉入規(guī)定的深度范圍內(nèi)，一般要超過外護(hù)筒深度的1.5～2m。埋設(shè)內(nèi)護(hù)筒時(shí)，有兩種常見的連接方式，一是采用整體式護(hù)筒，即將多段內(nèi)護(hù)筒組合成一體然后沉入。這種方式能夠有效提高施工效率和內(nèi)護(hù)筒的整體性與穩(wěn)定性。另一種是將相鄰的內(nèi)護(hù)筒段進(jìn)行滿焊連接，以增強(qiáng)護(hù)筒的整體剛性和穩(wěn)定性，這種連接方式適用于需要提高護(hù)筒整體承載能力的特殊工程。

再次，在內(nèi)護(hù)筒埋設(shè)過程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范進(jìn)行操作，并進(jìn)行必要的質(zhì)量檢查和監(jiān)督。

最后，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)確保內(nèi)護(hù)筒的安裝位置準(zhǔn)確、垂直度良好，并注意避免損壞內(nèi)護(hù)筒。同時(shí)，施工人員需要熟悉振動錘的使用方法和操作技巧，以確保內(nèi)護(hù)筒的沉入深度符合要求[2]。

3.2.3 雙護(hù)筒間填充

在內(nèi)外護(hù)筒施工過程中，需要用填料將內(nèi)外護(hù)筒組合成整體，避免護(hù)筒在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)位移，拔出時(shí)能夠保證樁頭混凝土質(zhì)量及外觀完整性，防止混凝土和外部接觸造成結(jié)構(gòu)性能下降。

內(nèi)護(hù)筒埋設(shè)工作結(jié)束后，應(yīng)對樁位偏差進(jìn)行復(fù)核檢測，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還要將護(hù)筒之間的雜物、垃圾、淤泥和水等清理干凈。在回填作業(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量使用砂性土，并采用合適的方法提高結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，使內(nèi)外護(hù)筒相互支撐，具備較高的穩(wěn)定性。同時(shí)，由于鉆孔作業(yè)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生一定的沖擊振動，可能會影響填料的密實(shí)度。如果在回填過程中使用的土質(zhì)黏性較大，建議在外護(hù)筒埋設(shè)工作完成后，進(jìn)行填充作業(yè)，并使用振動錘進(jìn)行夯實(shí)處理。夯實(shí)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)方可進(jìn)行內(nèi)護(hù)筒埋設(shè)施工。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意填料回填到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的2～3m 位置時(shí)，停止填筑作業(yè)。

3.3 泥漿處理

在鉆孔環(huán)節(jié)，應(yīng)將孔內(nèi)的泥漿直接抽到循環(huán)池內(nèi)，通過沉淀處理為新的泥漿，再通過泥漿泵將新泥漿輸送到孔內(nèi)循環(huán)。進(jìn)行清孔作業(yè)時(shí)，不能將多余的泥漿直接排放到河道中，而應(yīng)使用專用泥漿車將其運(yùn)輸?shù)郊悬c(diǎn)位進(jìn)行處理。同時(shí)，在鉆孔作業(yè)環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)對泥漿指標(biāo)的檢測，隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行調(diào)整，確保其達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)才能投入使用。

3.4 鉆孔

在樁基鉆孔施工環(huán)節(jié)，為保證施工質(zhì)量和安全，需要加強(qiáng)對沖擊鉆孔速度的控制。

首先，要確保進(jìn)口尺度符合要求，避免出現(xiàn)塌孔危險(xiǎn)。為此，可采取小沖程多次鉆進(jìn)的方式進(jìn)行施工，以逐步穿越地層，降低風(fēng)險(xiǎn)。開始鉆孔時(shí)，應(yīng)減小鉆進(jìn)速度，并使用黏土制作泥漿材料。黏土泥漿具有一定的黏結(jié)性和潤滑性，能夠有效避免孔壁塌陷，并起到支護(hù)作用。達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)后逐步提高鉆進(jìn)速度，確保施工進(jìn)度。

其次，保持鉆孔施工連續(xù)進(jìn)行，避免中斷操作對施工造成影響。

再次，在鉆孔施工過程中，要做好現(xiàn)場施工記錄工作，包括施工進(jìn)度、孔深、鉆進(jìn)速度等。記錄應(yīng)真實(shí)、完整、準(zhǔn)確，不得隨意涂抹或修改，為后續(xù)工作提供依據(jù)。此外，應(yīng)落實(shí)交接班管理制度，確保信息傳遞的連續(xù)性。

最后，全面落實(shí)泥漿性能指標(biāo)檢測工作，并在確保其符合工程要求后投入使用。泥漿性能檢測包括對密度、黏度、液相含量等參數(shù)的檢測。如果地層條件發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)選取土樣進(jìn)行試驗(yàn)檢測，并與施工工藝和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比，確保地層條件變化不會對施工產(chǎn)生不良影響再進(jìn)行作業(yè)[3]。

3.5 檢孔、清孔

鉆孔結(jié)束后，需要及時(shí)進(jìn)行檢孔、清孔。

第一，需要合理控制孔徑，通常是通過鉆頭直徑來控制。檢孔器的長度應(yīng)為樁徑的4～6 倍，以確保足夠的深度和準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

第二，應(yīng)根據(jù)具體的橋梁施工現(xiàn)場情況，測量護(hù)筒的埋設(shè)標(biāo)高，檢測樁底標(biāo)高，并計(jì)算樁體長度。測量孔深度時(shí)，可使用測繩進(jìn)行準(zhǔn)確測量，確?？咨畈恍∮谠O(shè)計(jì)要求的參數(shù)。

第三，確認(rèn)孔深和孔徑符合要求后，需要及時(shí)進(jìn)行清孔處理。在這個(gè)過程中，需要加強(qiáng)對水位的控制，確保孔口處于河道水位以上1.5～2m 的高度，以防止塌孔。

第四，孔底沉渣的厚度必須符合設(shè)計(jì)要求。在清孔過程中，嚴(yán)禁采用超挖方式，應(yīng)使用高壓泵或氣閥進(jìn)行清孔處理，以免出現(xiàn)塌孔問題。其中，清孔的目的是保證樁基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。清除孔底的沉渣和雜物，可確保后續(xù)鋼筋布置和混凝土灌注的順利進(jìn)行。清孔過程中應(yīng)注意控制清孔液的壓力和流量，以免對孔壁造成沖刷和損害。

第五，整個(gè)鉆孔工作結(jié)束后，需及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場清理和整理，清除施工現(xiàn)場的雜物和殘?jiān)?，確保施工環(huán)境的整潔和安全。

第六，應(yīng)對鉆孔工作進(jìn)行全面記錄，包括鉆孔深度、孔徑、孔底情況及清孔處理的過程和結(jié)果等。這些記錄對后續(xù)的質(zhì)量驗(yàn)收和工程驗(yàn)收有重要的參考價(jià)值。

3.6 鋼筋籠加工及安裝

鋼筋籠應(yīng)在施工現(xiàn)場的加工場地統(tǒng)一制作，制作結(jié)束后使用枕木墊高存放在施工現(xiàn)場規(guī)定部位。在鋼筋籠制作過程中，應(yīng)間隔1～2m 設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)撐，防止發(fā)生變形問題。每一節(jié)鋼筋骨架都要有半成品標(biāo)志牌，標(biāo)注好施工位置、質(zhì)量檢查情況等信息。吊放第一節(jié)鋼筋籠時(shí)，應(yīng)將其運(yùn)輸?shù)阶o(hù)筒頂部1.5m 的位置，使用工字鋼進(jìn)行連接固定，確保其達(dá)到水平和垂直標(biāo)準(zhǔn)。在鋼筋籠下放操作過程中，應(yīng)保持均勻、慢速進(jìn)行，使其達(dá)到垂直度標(biāo)準(zhǔn)。下放達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高尺寸之后，鋼筋籠的頂部和護(hù)筒之間應(yīng)使用鋼筋進(jìn)行焊接定位，防止在灌注時(shí)出現(xiàn)偏移、上浮等問題。

3.7 混凝土灌注

第一，混凝土攪拌站必須具備足夠的生產(chǎn)能力，滿足現(xiàn)場連續(xù)灌注作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。灌注時(shí)間不能超過混凝土的初凝時(shí)間，以防止對結(jié)構(gòu)性能造成不利影響。針對需要較長時(shí)間灌注的施工情況，要對混凝土的生產(chǎn)能力和灌注時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算分析，以免影響施工效果。

第二，施工開始后應(yīng)保證材料供應(yīng)充足，能夠滿足灌注施工需求，避免發(fā)生施工中斷的問題。

第三，在施工作業(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)對鋼筋籠的防護(hù)處理，避免出現(xiàn)上浮問題影響施工質(zhì)量。

第四，進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對混凝土施工高度和灌注量的測量、控制等工作，并將現(xiàn)場測量參數(shù)繪制成曲線，以提升灌注質(zhì)量。

第五，灌注施工即將結(jié)束時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)的混凝土壓力減小，而導(dǎo)管外部存在泥漿，此時(shí)混凝土灌注施工難度較高，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行必要的施工調(diào)整[4]。

3.8 雙護(hù)筒回收

樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工完成后，需要進(jìn)行內(nèi)護(hù)筒拔除處理和填充物清理。

首先，進(jìn)行護(hù)筒拔除作業(yè)前，必須進(jìn)行檢測，確認(rèn)樁基結(jié)構(gòu)符合要求。

其次，拔除作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，并在混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)后進(jìn)行，以確保施工效果。

再次，拔除過程應(yīng)均勻、慢速進(jìn)行，避免對樁基產(chǎn)生不利影響。進(jìn)行護(hù)筒拔除作業(yè)時(shí)，需要特別注意混凝土表面的沉落量。如果發(fā)現(xiàn)沉落量較大，應(yīng)暫停拔除作業(yè)，以防斷樁或其他質(zhì)量問題發(fā)生。此時(shí)需要重新評估樁基的穩(wěn)定性和安全性，并采取適當(dāng)?shù)男迯?fù)和加固措施。此外，在護(hù)筒拔出之前，需要確保樁身混凝土強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的75%以上，以保證其能夠抵抗水流沖刷。

最后，在實(shí)際施工中，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督和管理，確保護(hù)筒拔除作業(yè)按照規(guī)范進(jìn)行。同時(shí)，要注意施工現(xiàn)場操作人員的安全，采取必要的防護(hù)措施，避免發(fā)生意外事故[5]。

4 結(jié)語

雙護(hù)筒施工技術(shù)作為一種關(guān)鍵的橋梁樁基施工方法，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。通過在樁基周圍設(shè)置內(nèi)外兩道護(hù)筒，能夠提供有效的支撐和保護(hù)，確保樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在雙護(hù)筒施工過程中，應(yīng)對護(hù)筒埋設(shè)、護(hù)筒連接方式等施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，對沖擊鉆孔速度、孔深度的控制、清孔處理等步驟也需要加強(qiáng)監(jiān)督和管理，通過嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，能更好地發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢和作用，為橋梁工程施工質(zhì)量提供可靠保障。