高速公路橋梁施工中人工挖孔樁技術(shù)的應(yīng)用分析

杜承志

（山西路橋集團(tuán)隰吉高速公路有限公司，山西 臨汾 041300）

0 引言

隨著高速公路建設(shè)的不斷推進(jìn)，橋梁建設(shè)也得到快速發(fā)展。為保證項(xiàng)目施工過程的安全性和穩(wěn)定性，需要結(jié)合實(shí)際，合理選擇技術(shù)手段，避免因存在問題而導(dǎo)致項(xiàng)目受到影響。在實(shí)際工作開展中，如項(xiàng)目所在區(qū)域較為復(fù)雜，則可以選用人工挖孔樁技術(shù)，從工程特點(diǎn)入手全面把握技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定及施工要求進(jìn)行優(yōu)化和完善，最終選擇最為合理的配套技術(shù)方案，以此確保施工過程中的穩(wěn)定性與安全性，提高工程的整體質(zhì)量。

1 高速公路橋梁施工中人工挖孔樁技術(shù)的分析

1.1 工程概況

以某高速公路橋梁施工項(xiàng)目為例，項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃開工時(shí)間為2019年7月20日，工程全長(zhǎng)1.2km，地下區(qū)域巖性主要為粉細(xì)砂、粉土及黏性土等，根據(jù)工程地質(zhì)和水文情況分析，場(chǎng)地處于剝蝕區(qū)域的斜坡地帶，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)沒有地表水系，為此橋臺(tái)采取肋板式結(jié)構(gòu)，橋梁上部為3m×20m的預(yù)應(yīng)力裝配式小箱梁，下部則選擇了樁柱式墩結(jié)構(gòu)。為確保工程項(xiàng)目建設(shè)整體的安全性和穩(wěn)定性，以因地制宜作為基本原則，最終決定采取人工挖孔樁技術(shù)進(jìn)行施工，按照實(shí)際需求對(duì)施工隊(duì)伍個(gè)人及團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了分配，以此確保工程項(xiàng)目建設(shè)責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，保障了人工挖孔樁施工的順利進(jìn)行，最終工程在標(biāo)準(zhǔn)工期內(nèi)順利完成，且各項(xiàng)檢測(cè)均未發(fā)生任何質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題。

1.2 優(yōu)勢(shì)分析

人工挖孔樁的施工方式比較簡(jiǎn)單，且整體建設(shè)成本低、總體質(zhì)量高，可以有效強(qiáng)化基礎(chǔ)部分與整體結(jié)構(gòu)的貫通性，在施工時(shí)應(yīng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境及施工方位進(jìn)行確定，對(duì)沉降幅度進(jìn)行嚴(yán)格控制以提高整體質(zhì)量，使施工更加安全[1]。同時(shí)，該技術(shù)的結(jié)構(gòu)承載力較強(qiáng)，在上述工程施工中預(yù)先依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件測(cè)算樁基礎(chǔ)的豎向承載力，隨后進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以此避免因?yàn)榈刭|(zhì)原因而對(duì)橋梁工程造成破壞。

1.3 應(yīng)用要求

1.3.1 明確要點(diǎn)

上述工程在施工過程中首先由建設(shè)單位定出各樁位中心點(diǎn)，為后續(xù)施工提供測(cè)量控制點(diǎn)，以此保證在施工過程中能夠檢測(cè)鉆具位置有無發(fā)生變化。在人工挖孔樁施工中應(yīng)提前測(cè)放出各樁樁位，開鉆前要先校核鉆頭的中心，為了能夠保證孔位的正確，以雙向十字線控制樁中心，并要求埋深控制在2.5～3.0m。

1.3.2 強(qiáng)化管理

該工程施工區(qū)域雖然整體地質(zhì)條件較好，但涉及山區(qū)施工，整體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，為此在建設(shè)中結(jié)合實(shí)際情況對(duì)基礎(chǔ)部分進(jìn)行處理，使各項(xiàng)參數(shù)能夠達(dá)到預(yù)期要求。在管理中嚴(yán)格落實(shí)既定制度，從適應(yīng)性角度出發(fā)明確技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際情況合理選擇技術(shù)手段，以此提高橋梁的整體施工水平。

1.3.3 排除影響

人工挖孔樁易受外界因素影響，如上述工程項(xiàng)目局部承載能力比較差，因此對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃與處理，綜合考慮場(chǎng)地的地質(zhì)情況，設(shè)定投入6隊(duì)人工輪換，全天進(jìn)場(chǎng)施工；并綜合考慮天氣等不利因素影響，采取相應(yīng)措施以提高施工效率、保證工程進(jìn)度，使橋梁建設(shè)能夠切實(shí)滿足施工要求，切實(shí)保證工程最終的綜合效益[2]。

2 高速公路橋梁施工中人工挖孔樁技術(shù)的作用

2.1 規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)

人工挖孔樁技術(shù)是工程的重要組成部分，在開展施工之前，上述工程預(yù)先通過調(diào)研全面搜集相關(guān)信息，結(jié)合實(shí)際情況選用基礎(chǔ)技術(shù)、設(shè)備以及適合的建設(shè)方案，并協(xié)調(diào)各方面關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析和研究，由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)工程所處場(chǎng)地進(jìn)行勘測(cè)檢查，掌握剝蝕區(qū)域的斜坡地帶的各項(xiàng)參數(shù)，從而避免發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)問題[3]。

2.2 提高工程質(zhì)量

橋梁如加固處理不當(dāng)，則必然會(huì)為后續(xù)運(yùn)行埋下安全隱患，為此，在開展工程施工之前需要合理研究現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的情況，結(jié)合實(shí)際對(duì)人工挖孔樁技術(shù)進(jìn)行配置，針對(duì)具體條件制定技術(shù)應(yīng)用方案，以人工的方式強(qiáng)化樁體與土層的相互作用，從而有效分擔(dān)橋體的壓力，同時(shí)提高橋梁自身的承載力，突出人工挖孔樁技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，降低下沉和傾斜問題的發(fā)生概率，以此確保橋梁工程的施工質(zhì)量。

2.3 保證項(xiàng)目穩(wěn)定

樁基礎(chǔ)是荷載的重要傳力構(gòu)件，地基和上層結(jié)構(gòu)緊密連接，為滿足橋梁對(duì)地基的各種要求，需要注重人工挖孔樁技術(shù)的應(yīng)用，以規(guī)避復(fù)雜地形條件下竣工后出現(xiàn)主體坍塌或地基沉降等問題，從而保證橋梁的承載性能[4]。上述工程在建設(shè)中，利用樁基礎(chǔ)緊密聯(lián)系巖石和土層，以此增強(qiáng)巖石和土層的承載力，并根據(jù)工程地質(zhì)和水文情況選擇最為合理的配套技術(shù)方案，提升高速公路橋梁施工的穩(wěn)定性。

3 高速公路橋梁施工中人工挖孔樁技術(shù)的應(yīng)用策略

為了能夠全面提升工程項(xiàng)目的質(zhì)量水平，上述工程項(xiàng)目整合了具體的施工流程，從施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)入手，搭建完整且科學(xué)的施工框架，并踐行全過程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制，配合管理工作提高控制效果，下面將對(duì)技術(shù)應(yīng)用策略進(jìn)行具體的分析論述。

3.1 做好施工準(zhǔn)備

在施工項(xiàng)目落實(shí)前，對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行安全、技術(shù)交底，結(jié)合平面圖落實(shí)測(cè)量放樣工作，對(duì)樁位置的軸線和定位點(diǎn)進(jìn)行全面的評(píng)估，要求中心偏差不大于5cm，傾斜度則要求不大于1%，針對(duì)地下水位較高的區(qū)域，要準(zhǔn)確完成地上和地下障礙物的處理，隨后采取相應(yīng)的處理措施適當(dāng)降低地下水位，保證人工挖孔樁技術(shù)能夠有效應(yīng)用于建設(shè)。同時(shí)，該工程依據(jù)圖紙中標(biāo)注的水文、地質(zhì)情況進(jìn)行了復(fù)核評(píng)估，并以此為基礎(chǔ)建立動(dòng)態(tài)化處理方案，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，將地下水位控制在樁底以下0.5m的位置，有效保證實(shí)時(shí)性施工效能的最優(yōu)化，以免對(duì)后續(xù)施工作業(yè)的安全性造成影響，切實(shí)保證全過程作業(yè)的合理性以及規(guī)范性[5]。

3.2 明確工藝流程

高速公路橋梁工程項(xiàng)目在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中的作用不容忽視，科學(xué)的施工技術(shù)有助于延長(zhǎng)橋梁使用壽命，保證工程運(yùn)行安全。施工前需要墊好人工挖孔的施工平臺(tái)，做好施工設(shè)施布置、材料堆放，按照?qǐng)D紙進(jìn)行測(cè)量放樣，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)水文、地質(zhì)情況確定合理的技術(shù)方案。水深小于3m且無軟弱土層的區(qū)域選擇采用人工明挖法施工，并夯實(shí)四周土層，水深大于3m的區(qū)域則應(yīng)利用工作平臺(tái)進(jìn)行輔助；保證樁體高于地面0.3～0.5m。實(shí)際施工工藝流程如表1所示。

表1 施工工藝流程

3.3 強(qiáng)化樁位放樣

3.3.1 放線定位

樁位有定位、保護(hù)孔口和維持液（水）位高差等重要作用，根據(jù)預(yù)先測(cè)設(shè)的測(cè)量控制網(wǎng)（點(diǎn)）測(cè)放出各樁樁位。上述工程采用φ16mm的鋼筋打入標(biāo)定樁孔中心位置，并以此為基礎(chǔ)，在施工過程中經(jīng)常檢測(cè)鉆具位置有無變化。建設(shè)單位提供的測(cè)量控制點(diǎn)符合要求后，進(jìn)行雙向控制定位，然后埋設(shè)鋼護(hù)筒并固定。

3.3.2 樁位標(biāo)注

在人工挖孔樁技術(shù)應(yīng)用中，高出地表1m樁位后應(yīng)標(biāo)注邊界線，遇硬土?xí)r需要采用加壓油缸對(duì)鉆桿加壓，根據(jù)土層情況及時(shí)進(jìn)行機(jī)械性能優(yōu)化和調(diào)整。要求在標(biāo)注后對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行清理，并在每完成100～300mm時(shí)做好記錄，同時(shí)確保孔洞垂直度符合設(shè)計(jì)要求。

3.4 樁孔土方開挖

人工挖孔樁施工人員按照自上而下的施工順序落實(shí)作業(yè)，上述工程為滿足工程項(xiàng)目質(zhì)量和進(jìn)度的控制要求，施工中預(yù)先檢查樁孔尺寸、平面位置和豎軸線傾斜情況，隨后進(jìn)行中間位置的挖取，采取土體開挖和抽水作業(yè)同時(shí)進(jìn)行的控制方案，逐層用鎬、鍬進(jìn)行開挖處理，遇到堅(jiān)硬的土層結(jié)構(gòu)后，配合小型機(jī)械將其敲碎，保證整個(gè)施工過程的有序進(jìn)行。同時(shí)，上述工程施工中為了確保挖掘作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性，著重關(guān)注當(dāng)前開挖的護(hù)壁厚度，并對(duì)孔口進(jìn)行防護(hù)處理，利用卷揚(yáng)機(jī)及時(shí)提升挖孔產(chǎn)生的棄渣，確保施工作業(yè)滿足質(zhì)量要求，具體如圖1所示。

圖1 人工挖孔樁

3.5 調(diào)整護(hù)壁施工

若想保證人工挖孔樁施工的效果，就需要依據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況合理調(diào)整護(hù)壁。上述工程為C30混凝土護(hù)壁，為了維持施工整體效果，在作業(yè)環(huán)節(jié)對(duì)護(hù)壁實(shí)際高度予以控制，并設(shè)置了混凝土護(hù)壁支護(hù)處理結(jié)構(gòu)，以提升護(hù)壁施工作業(yè)的精準(zhǔn)性和可控性。在實(shí)際工作中，該工程施工人員以“開挖一節(jié)澆筑一節(jié)”為原則，要求支護(hù)結(jié)構(gòu)的每節(jié)高度都達(dá)到1m，遭遇含水層時(shí)，對(duì)護(hù)壁秉持動(dòng)態(tài)管理，添加適當(dāng)?shù)脑鐝?qiáng)劑、防水劑或者密實(shí)劑，結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況對(duì)每節(jié)護(hù)壁混凝土進(jìn)行接搓位置的控制和處理，從根源上避免漏水現(xiàn)象的出現(xiàn)，提升護(hù)壁混凝土的抗沖刷效能，保證工程項(xiàng)目支護(hù)效果，提升高速公路橋梁工程水平[6]。

3.6 落實(shí)成孔檢查

為了保證作業(yè)的質(zhì)量效果和水平，上述工程結(jié)合精細(xì)化的施工作業(yè)內(nèi)容以及嚴(yán)格的檢查機(jī)制，在開挖作業(yè)開始前利用全站儀進(jìn)行樁位中心點(diǎn)的設(shè)定，檢孔器采取φ16mm螺紋鋼，對(duì)樁位和孔徑等參數(shù)予以檢查校對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)糾正，確保孔壁結(jié)構(gòu)到達(dá)中心點(diǎn)的距離一致，有效規(guī)避各類安全隱患。同時(shí)，每開挖一節(jié)就要在十字交叉點(diǎn)吊垂線，配合水泥釘形成“×”形結(jié)構(gòu)，在檢孔器順利到達(dá)孔底位置后如存在“×”形結(jié)構(gòu)卡住的情況，則表明開挖未能滿足施工質(zhì)量的要求。

3.7 鋼筋籠作業(yè)

依據(jù)施工方案的具體要求，全過程秉持質(zhì)量管理原則。在鋼筋加工廠集中制作加工鋼筋籠，鋼筋直徑控制在22mm以下，現(xiàn)場(chǎng)采取綁扎方式將其固定，接頭位置采用焊接處理；直徑如大于22mm，則采用螺紋套筒完成連接。隨后進(jìn)行階段性的結(jié)構(gòu)檢查校對(duì)，全部合格后開展后續(xù)的安裝作業(yè)。鋼筋籠入孔時(shí)需要借助于吊車，應(yīng)確保牢固、準(zhǔn)確入孔，過程中應(yīng)于鋼筋籠外側(cè)設(shè)置保護(hù)墊塊，混凝土預(yù)制墊塊應(yīng)與樁體混凝土同等級(jí)。入孔時(shí)應(yīng)于鋼筋籠上端應(yīng)用吊環(huán)、固定桿等，以避免鋼筋骨架傾斜或移位。

圖2 鋼筋籠

3.8 質(zhì)量控制驗(yàn)收

該工程建設(shè)中引入了平面控制網(wǎng)、孔口護(hù)筒固定樁孔位置，在此基礎(chǔ)上開展糾偏工作，要求以工程建設(shè)的需求為基礎(chǔ)，根據(jù)規(guī)劃部門的各類要求進(jìn)行復(fù)測(cè)，經(jīng)過計(jì)算分析得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，防止出現(xiàn)換位問題，以切實(shí)提高施工質(zhì)量。在技術(shù)責(zé)任制方面，建立檢查驗(yàn)收制度，明確技術(shù)負(fù)責(zé)人的質(zhì)量檢查責(zé)任，對(duì)施工技術(shù)檔案資料進(jìn)行收集和整理，除接受監(jiān)理單位對(duì)質(zhì)量的監(jiān)督驗(yàn)收外，還需要對(duì)驗(yàn)收全過程進(jìn)行相應(yīng)的記錄，以確保工程全過程的施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

在高速公路橋梁施工建設(shè)中應(yīng)用人工挖孔樁技術(shù)，需要立足水文、地質(zhì)等實(shí)際情況，做好綜合分析，確保項(xiàng)目施工的安全性和穩(wěn)定性。同時(shí)，在執(zhí)行中需重視施工質(zhì)量及安全問題，嚴(yán)格遵循技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，單一環(huán)節(jié)結(jié)束后要盡職盡責(zé)做好檢查，最大程度地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過良好的施工質(zhì)量來推廣人工挖孔樁技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用，進(jìn)而加快交通事業(yè)的整體發(fā)展速度。