姜家渡大桥复杂地质条件下桩基施工技术探讨

熊志国,熊丽萍

(江西省九江市公路管理局九江分局)



姜家渡大桥复杂地质条件下桩基施工技术探讨

熊志国,熊丽萍

(江西省九江市公路管理局九江分局)

桩基工程是桥梁工程的重要组成部分，对整个桥梁工程的施工质量有很大的影响，在进行桩基施工过程中，施工单位必须根据实际情况制定合理的施工方案，并加强施工过程管理，从而为桩基施工质量提供保障，文章结合姜家渡大桥工程实例，分析了桩基施工技术在复杂地质条件下的应用。

姜家渡大桥；复杂地质；桩基；施工技术

1 工程概况

姜家渡大桥全长264.84 m，东面连接304省道K454+105.68，西面连接304省道K454+370.52，桥面为一联5孔一连和两联4孔一连的桥面连续，桥面净宽为11 m+2×1.5 m，大桥下部结构采用钢筋砼钻孔灌注桩，上部结构采用13跨20 m的等截面后张法预应力砼空心板梁。在施工过程中，普通桥墩采用单排3根桩，共36根，桩的直径为1.4 m，桩的平均长度约40 m；桥台采用双排3根桩，共12根，桩的直径为1.2 m，桩的平均长度约20 m。

2 地质特征

通过地质勘测，发现该大桥的地质状况比较明显，大桥桥址从东向西的基岩分别为石炭系下统华山岭组砂岩、白垩系下统石溪组粉砂岩、石炭系中统黄龙组灰岩。最复杂的地质存在砂岩和灰岩两种岩体断层，同时存在溶洞、溶隙发育等现象，岩体断层处于破碎带，伴随着裂隙发育。该大桥在设计过程中，使用多套施工方案，但最终确定的最佳施工方案，需要面对破碎、断层、岩溶发育等不良地质，并且地质变化比较严重，桥墩桩基底部属于石灰岩地质，经过地质勘测有比较明显的溶洞发育，同时地下水比较丰富，平均水深达到6 m，在本次施工过程中，施工的难点及重点是桩基施工。

3 桩基础施工

3.1 主要施工方案

(1)施工方案。

由于该大桥跨越的河道属于四级航道，该河道在每年的4～8月处于汛期，10～3月处于枯水期，而桩基的施工状况对整个工程的施工质量及施工进度有直接的影响，因此，施工单位安排地质复杂的1#～7#桥墩桩基在正常水位施工，地下水比较丰富的7#～12#在枯水期施工，桥台桩基安排在汛期施工。

(2)施工工艺。

在本次施工中，由于地质条件比较复杂，存在破碎带、溶洞、断层等不良地质，同时灰岩为持力层，加上河床覆盖层有大量的砾石，因此，施工单位决定采用冲击钻工艺进行成孔。在水中进行施工时，施工单位通过对比各种施工工艺，结合施工现场的实际情况，决定采用筑岛围堰的方法，分别在两岸进行施工，这样不仅能保证工程的施工质量，还能有效地节省施工成本。该大桥属于单桩单柱简支桥，桩基的桩长比较大，最大单桩砼数可达80 m3，为保证砼灌注质量，施工单位采用集中搅拌地泵输送的方式进行砼灌注施工。

3.2 施工准备

施工单位在正式施工前，必须做好施工准备，只有这样才能确保施工的顺利进行。在本次施工中由于桥梁的主要工程量是在河道中进行，并且桥台桩基需要在汛期完成施工，综合考虑将拌和站修建在河滩中；在施工过程中，为防止材料不受到汛期的影响，将材料库修建在进场便道上，这样不仅能方便进场材料的卸货，还能减少二次倒运；由于进场道路在雨季容易出现损坏现象，不利于施工的顺利开展，因此，施工单位还要利用河道中的砂砾石加固进场道路；为方便施工用水，施工单位在预制场修建一座简单的水塔，并在河堤上修建一座蓄水池，利用输水管道为施工提供用水，同时施工单位在河堤上游安装一台变压器，配备相应的发电机，为施工提供安全、稳定的电能；在正式施工前，施工单位还要对施工使用的机械设备进行认真的检查，确保挖掘机、装载机、搅拌机、吊车等各种机械设备能安全稳定的运行，从而为施工的顺利进行提供保障。

3.3 桩基施工

在进行桩基施工时，施工人员认真做好测量工作，并严格的按照施工图纸进行操作，在开孔前，施工人员要对桥位范围进行严格的探测，逐桩进行地质勘探补钻，对于溶洞发育比较明显的桥墩桩基，施工人员报设计单位变更增加设计长度，从而为桥梁的安全性提供保障。在施工过程中，施工单位要加强施工管理，确保施工的每一个环节都符合相关质量要求，在施工过程中施工单位还要根据施工的具体情况，制定相应的紧急事件处理方案，为施工的顺利进行提供保障。

4 桩基础施工存在的问题及处理措施

4.1 护筒冒水

在施工过程中，当3#桩基进尺10 m时，出现坍孔、护筒滑落、钻机倾斜等现象，经过现场分析，造成这种现象的主要原因是没有对该桩位进行筑岛作业，也没有回填粘土，导致该桩位砂砾量比较大，没有获得理想中的护壁效果，泥浆在冲刷过程中，引起护筒滑落。对于这种现象，施工单位采用钻机定位恢复，重新埋设护筒的处理方法，在埋设护筒过程中，施工人员要定位准确，避免出现空心偏位的现象，在进行护筒回填时，施工人员必须夯实回填土，同时要根据具体情况，适当的增加泥浆浓度，并控制好桩基进尺速度，从而高效、快速的恢复原标高。

4.2 偏孔

在钻进4#～6#桩时，施工人员发现存在偏孔的现象，施工人员根据地质勘测报告及钻渣的成分进行分析，发现引起偏孔的主要原因是溶洞引起地质结构不均匀，从而造成偏孔。施工人员采用回填片石及粘土混合物静止2 h后，控制进尺、恢复施工进行偏孔修正，如果不能一次完成修正，反复修复几次就能完成偏孔修正。

4.3 坍孔埋钻

在水下进行桩基施工时，存在很多难以预测的事情，尤其是在岩溶地质中，在施工过程中，施工人员发现有的桩位在勘探过程中没有发现溶洞，但在实际施工中存在溶洞，这极大的增加了施工难度。施工人员在进行2#钻进施工时，多次出现斜孔、漏浆等现象，当进尺达到43 m时，还出现了坍孔埋钻现象，经过认真分析，发现造成这种现象的主要原因是溶洞比较大，顶板被击破，从而引起坍孔埋钻。发生这种现象后，施工人员迅速进行补浆处理，限制坍孔的扩大，然后回填粘土，并重新埋设护筒，为有效地缩短施工工期，施工人员采用高压水沿着钢丝绳将孔内填充物冲稀，然后进行提钻。

5 总 结

桩基施工对整个路桥工程的施工质量有很大的影响，因此，在复杂地质条件下进行桩基施工时，施工单位必须根据实际情况，制定合理的施工方案，做好施工准备，加强施工管理，并根据施工可能出现的紧急情况，制定相应的处理措施，从而有效地降低桩基施工风险，高效率的完成桥梁施工任务。

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2014-12-22

熊志国(1978-)，男，江西九江人，助理工程师，研究方向：路桥工程。

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