鄂西北山区桥梁桩基施工技术研究

鄂西北山区桥梁桩基施工技术研究

李相会吴迪肖礼鹏刘祚彤李保强

中建三局第二工程建设有限责任公司湖北武汉430073

摘要：鄂西北地势起伏大，桥梁桩基施工困难，本位结合实际项目对山区桥梁桩基进行了研究，阐述山区桥梁桩基的常用施工方法施工时的注意要点，并分析了施工过程中遇到的重点及难点，利用最优处理方法确保桥梁桩基施工安全可靠、成本节约、生态环保。

关键词：鄂西北；桥梁桩基；人工挖孔；冲击钻；填方段

ConstructiontechnologyofbridgepilefoundationinthemountainousareaofNorthwestHubei

LiXianghuiWuDiLiuZuotongLiBaoqiang

Abstract：InthenorthwestofHubeiProvince，theterrainisundulatingandtheconstructionofthebridgepilefoundationisdifficult.Thefoundationofthemountainbridgepilefoundationisstudiedbythestandardcombinedwiththeactualproject.Thekeypointsintheconstructionofthecommonconstructionmethodsofthebridgepilefoundationinthemountainareaareexpounded.Thekeyanddifficultpointsencounteredintheconstructionprocessareanalyzed，andtheconstructionsafetyofthebridgepilefoundationisensuredbytheoptimaltreatmentmethod.Itisreliable，costsaving，ecologicalandenvironmentalprotection.

Keywords：NorthwestHubei；bridgepilefoundation；manualholedigging；impactdrill；fillsection.

1概述

1.1地理位置概况

我项目地处鄂西北十堰市，位于秦巴山区东段，区内为丘陵地貌，山谷相间，地形连绵起伏；地处白河-石花街断裂以北，两郧断裂以南；该区海拔高程175～420m，相对高差约35～150m左右，地势起伏较大，一般自然坡度约25～60°，山体上地表植被较发育，局部覆盖有厚薄不均的残坡积物，沟谷地带有冲洪积物覆盖，沟谷多呈“V”形，少量冲沟呈“U”形。

1.2桥梁桩基概况

我项目主线段共6座桥梁，为40m标准跨径，结构形式为先简支后结构连续预应力T梁，盖梁，柱墩，承台，钻孔灌注桩；桩基均按端承桩设计，混凝土等级为C30；桩径为1.5m~2.2m，桩长为15m~48m不等，共计430根；桩基构造筋为φ28三级钢筋，螺旋箍筋为φ10一级钢筋，加强筋为φ22三级钢筋。

部分桩基位于陡坡上，如图所示：

部分互通桥梁桩基原地面线低于设计桩顶标高，如图所示：

2桩基施工方法选择

2.1桩基施工方法概况

鄂西北山区桥梁桩基成孔方法多为：冲击钻成孔、旋挖钻成孔、人工挖孔，三种成孔方法分析如下：

山区桥梁桩基成孔方式分析表

2.2桩基施工方法选择

依据施工图纸、勘探文件、结合实地踏勘后，确保安全可靠、成本节约，桥梁桩基施工方法拟选择如下：对于地形具备条件的桩基采用冲击钻成孔，对于工作面狭小（山坡上，无法架设冲击钻和建造泥浆池）或施工条件差（大型机械无法进场，现场无法接入大功率电源或接入大功率电源成本过高）的桩基采用人工挖孔；对于场地平整且方便接入大功率电源位置的桩基采用冲击钻成孔；对于原状标高低于桩顶设计标高的，先分层填筑并压实，至桩顶设计标高以上500mm处，采用冲击钻成孔。

3桩基施工方法

3.1地势平缓处冲击钻成孔桩基施工工艺

1、施工准备

施工区域范围内地形不满足施工要求，采用挖掘机将场地施工范围内进行平整，保证施工机械顺利进场；泥浆池尺寸为5m×3m×1.5m（长宽高），为防止桩基施工过程中孔壁垮塌，护筒采用钢板卷制，护筒采用直径大于钻头直径200mm，每节长3m的10mm厚钢板卷制护筒；

2、冲击成孔

钻机钻头应小于设计桩径20mm，在钻头及提升钢丝绳之间设置保证钻头自动转向装置，开孔时应低锤密击，在进入基岩后，采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300～500mm处，然后重新冲孔；当遇到孤石时，可采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；每钻进4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易塌孔处，均应验孔；进入桩端持力层时每钻进100～300mm时，应清孔取样一次并做记录。在冲孔过程中，孔内泥浆水位应高于护筒底口500mm以上，掏取钻渣和停钻时，应及时向孔内补水，保持水头高度。

3、钢筋及混凝土施工

钢筋笼于钢筋加工场加工成型后运往现场，桩钢筋笼每节按9m控制，主筋采用直螺纹接长。

混凝土采用水下灌注混凝土施工法，严格控制第一灌混凝土用量，采用运输罐车、导管、漏斗灌注。

3.2填方段冲击钻成孔桩基施工工艺

1、场地填筑及施工准备

首先对场地进行清表，清楚树根及有机质土，一般路段清表厚度不小于30cm，然后采用分层回填夯实，每层虚铺厚度不大于30cm，压实度按路堤、路床标准控制。

施工区域范围内地形不满足施工要求，采用挖掘机将场地施工范围内进行平整，保证施工机械顺利进场；泥浆池尺寸为5m×3m×1.5m（长宽高），为防止桩基施工过程中孔壁垮塌，护筒采用钢板卷制，护筒采用直径大于钻头直径200mm，每节长3m的10mm厚钢板卷制护筒；

2、冲击成孔

钻机钻头应小于设计桩径20mm，在钻头及提升钢丝绳之间设置保证钻头自动转向装置，开孔时应低锤密击，在进入基岩后，采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300～500mm处，然后重新冲孔；当遇到孤石时，可采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；每钻进4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易塌孔处，均应验孔；进入桩端持力层时每钻进100～300mm时，应清孔取样一次并做记录。在冲

孔过程中，孔内泥浆水位应高于护筒底口500mm以上，掏取钻渣和停钻时，应及时向孔内补水，保持水头高度。

3、钢筋及混凝土施工

钢筋笼于钢筋加工场加工成型后运往现场，桩钢筋笼每节按9m控制，主筋采用直螺纹接长。

混凝土采用水下灌注混凝土施工法，采用运输罐车、导管、漏斗灌注。

3.3人工挖孔成孔桩基施工工艺

1、施工放线及场地平整

测量部根据设计图纸，撒白灰放线，放出桩中心位置及外轮廓线、操作场平线。对于斜坡上的桩基按下图采用挖掘机进行平整，保证桩基操作空间空间，并留置一定安全距离，坡顶及坡脚均应设置截水沟，避免雨水对边坡的冲刷。

2、人工挖孔

挖孔桩成孔由人工从上而下逐层进行施工，根据现场实际情况，土层采用人工利用短镐或锄头类工具进行掘进，遇坚硬障碍物或软岩时改为风镐掘进。弃土采用吊桶吊装，当遇到坚硬岩层并且采用风镐已经不能满足需要时，采用浅眼松动爆破。施工时，孔内挖土人员的头顶部位应设置半圆形护盖，出渣吊桶升降时，挖土人员应在护盖下面工作。为防止吊运过程中吊桶内土石渣洒出伤人，装渣时不得装满吊桶，一般装2/3桶为宜。

混凝土护壁按1m一节施工（对软弱地层、涌水、涌沙地层，护壁段高减少为0.5m一节），每开挖1m深后，绑扎混凝土护壁钢筋，经现场管理人员检查合格后方可封模浇筑混凝土。护壁钢筋采用措施筋与孔洞侧壁固定，采用φ8钢筋，护壁高度不大于0.5米时，设置一圈，每圈4根，其它情况设置两圈，措施筋锚入洞口侧壁不小于150mm，土层适当放大；混凝土护壁结构为倒梯形，上部15cm宽，下部10cm宽，孔上端设置高300mm，宽180mm井圈，采用混凝土浇筑成型，且孔四周应设置临时排水沟，防止地表水流入孔内。结构图如下：

3、钢筋及混凝土施工

钢筋笼于钢筋加工场加工成型后运往现场，桩钢筋笼每节按9m控制，主筋采用直螺纹接长。

挖孔桩混凝土灌注按孔内渗水量大小分两种，混凝土干施工法和水下灌注混凝土施工法，由于地勘资料无详细数据，渗水量根据实际情况测定。当渗水量≤6mm/min时，采用混凝土干施工法，当渗水量＞6mm/min时，采用水下灌注混凝土施工法。对于具备运输条件的，采用运输罐车、导管、漏斗灌注；对于运输条件差的采用56米天泵、导管、漏斗或地泵、料斗、导管、漏斗灌注。

4鄂西北山区桥梁桩基施工的重难点

4.1材料运输

鄂西北地区地势起伏较大，一般自然坡度约25～60°，山体上地表植被较发育，局部覆盖有厚薄不均的残坡积物，沟谷地带有冲洪积物覆盖，沟谷多呈“V”形，少量冲沟呈“U”形。施工材料运输困难。

4.2安全控制

部分桩基采用人工挖孔，填土处桩基采用冲击钻成孔，均存在较大的安全风险。

4.3质量控制

桩基混凝土多采用水下灌注，泥浆指标及二次清孔需重点控制。

4.4生态保护

材料运输时需修建“之”字形施工便道，无法避免超出红线，且冲孔泥浆及挖孔碎渣破坏了山体原状植被，生态保护也应重点控制。

5结束语

本文以实际项目为背景，因地制宜，对不同施工环境的桥梁桩基选择合适的施工方法，介绍了山区桥梁桩基常见成孔方法人工挖孔及冲击钻成孔的施工要点，总结了施工中遇到的重点和难点，利用最优处理方法确保桥梁桩基施工安全可靠、成本节约、生态环保，为后续施工及类似工程施工提供宝贵经验。

参考文献：

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[4]柴勇.人工挖孔水磨钻在山区高速公路桥梁桩基施工中的应用[J].桥梁与隧道，2014（7）.

[5]王超，冯忠居，任高科.秦巴山区陡坡桥梁桩基础施工技术[J].桥梁工程，2012（5）.