崔適龍

摘要 橋梁是我國交通工程中用以跨越不良地質條件的一種重要構筑物，其施工環(huán)境大多位于露天野外，經常面臨復雜的地質環(huán)境，給樁基施工帶來一定挑戰(zhàn)。為保證不良地質條件下的橋梁樁孔灌注樁的施工質量與效率，長護筒作為樁基成孔階段保證鉆進順利鉆進的有效工具而得到廣泛應用。文章依托某高速公路沿江特大橋主墩部位的鉆孔灌注樁施工案例，進一步分析了長護筒的具體應用，包括長度選擇、制作與埋設要點等，重點總結了長護筒垂直度控制、樁基定位控制以及護筒施工中常見問題的解決措施，為長護筒技術的工程應用積累了有價值的借鑒經驗。

關鍵詞 鉆孔灌注樁施工；長護筒；埋設要點；垂直度控制

中圖分類號 U231.3文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0057-03

0 引言

鉆孔灌注樁具有成樁直徑和樁長靈活、單樁承載力大等優(yōu)點，目前超高層建筑及大型橋梁工程在基礎設計時，一般首選鉆孔灌注樁為主要的樁型[1-4]，并常常采用超長大直徑鉆孔灌注樁（樁徑大于800 mm，樁長超過60 m）。尤其在長江中下游地區(qū)，地質條件以砂土和黏土及淤泥質土為主，持力層埋置很深，所以該樁型應用更為廣泛。對于水下鉆孔工況，其鉆進過程中的地質條件復雜，采用長護筒對不良地層進行隔離，可有效保證鉆進垂直度和孔壁的穩(wěn)定性，保證鉆機鉆進時的順利成孔[5-7]，因此，對長護筒在大直徑超深鉆孔灌注樁中的應用技術進行總結十分必要。

關于護筒在鉆孔灌注樁方面的應用，已有相當多的專家學者進行了相關探索與研究。比如，董海明[8]基于舟山響礁門大橋的主墩為例，針對基礎樁徑達2.5 m的深水大直徑鉆孔灌注樁，采取了深水打入式施工工藝，取得了成功應用。曾治平[9]依托某公路大橋工程，通過采用鋼護筒外植筋做輔樁預固定鋼護筒，較有針對性地解決了在裸巖河床的條件下，鋼護筒底部筒口卷邊與串漿的問題。而在地表鹽漬土等腐蝕性土廣泛分布的地區(qū)，焦劉圓等[10]設計采用了永久性鋼護筒，保證結構物的耐久性，并闡述了永久性鋼護筒的施工工藝。該文在前人研究的基礎上，進一步以某大型橋梁的鉆孔灌注樁施工為例，介紹鋼護筒的具體應用及注意事項，可為類似工程提供一定的指導。

1 工程概況

某高速公路沿江段改建工程中的一特大橋全長2 275.96 m，由主橋和引橋組成。主橋梁體橋跨布置為（120+260+120）m=500 m，采用三孔一聯鋼－混凝土組合結構。該特大橋Z3主墩位置自上而下分別為細砂、淤泥質黏土、卵石、粉質黏土、卵石、強風化凝灰?guī)r、中風化凝灰?guī)r，中風化巖力學強度，高物理力學性質較好，可作樁端持力層。

由于在水下鉆孔施工，該橋梁Z3主墩位置的鉆孔灌注樁經分析后采用泥漿護壁鉆進成孔，鑒于其鉆進過程中的地質條件復雜，故采用長護筒對不良地層進行隔離，從而有效保證鉆進垂直度和孔壁的穩(wěn)定性，保證成孔的效率和質量。

2 長護筒的應用

2.1 護筒長度選擇

長護筒在橋梁施工過程中埋設的高度并沒有統一要求，主要根據工程施工現場的地質土層質量狀況來確定，同時還需綜合考慮地表高程、液化層范圍以及地表的雜填土高度等因素。正式施工前，對施工現場的地表垃圾及雜土進行清理，避免出現塌孔，保證成孔的質量。不同樁位處需要調整護筒長度時，應使護筒長度與成孔深度保持同比例變化。護筒一般為鋼結構，壁厚10 mm，呈圓柱狀，長度為4～10 m不等?？紤]到該項目地面以下存在厚度10 m左右的粉質黏土液化層，因此可選擇10 m長的護筒，能有效避開液化層，保證成孔過程的安全性。另外，為保證護筒在液壓振動錘的夾持和振動作用下不發(fā)生變形，應對護筒的上下口采取包邊處理，從而起到一定的加強作用。

2.2 長護筒主要功能

埋設長護筒的作用，一方面是便于準確定位需要鉆進的樁位，避免產生樁位定位偏差；另一方面，在確定好樁位進行鉆孔時，長護筒還可固定樁孔的位置，避免孔口被地面的水流沖刷，提高樁孔內部的水壓力，從而有效避免塌孔。另外，通過埋設長護筒，也可在成孔的過程中引導鉆頭的方向，避免鉆孔的平面位置出現偏差。

2.3 護筒的制作

護筒為鋼結構，硬度和剛度都非常大，不容易變形，能承受一定的壓力。在橋梁施工過程中，通常會根據施工項目特點確定護筒的長度與厚度，兩者一般成正比例關系，即護筒長度越長，厚度也會夠厚。長度在4 m左右的護筒厚度一般要在5 mm以上，如果根據成孔要求需增加護筒長度至4 m以上時，則要采用至少6 mm厚的鋼板進行制作。

護筒制作完成后，在每節(jié)護筒底部需要焊接一個加勁圈。加勁圈設置在護筒壁外，與護筒之間采用滿焊形式。加勁圈鋼板厚度與護筒鋼板厚度一致，高度為300 mm，距離護筒底部30 mm，與護筒底形成一個夾角，幫助護筒克服土壤摩阻力，防止護筒受擠壓變形。

2.4 護筒埋設要點

為盡量減少鋼護筒之間在施打過程中相互擾動，鋼護筒搭設順序同樁基施工順序。鋼護筒頂面標高與施工平臺高程相同，護筒中心的定位應保持與樁位同軸，兩者實際成型定位偏差應少于80 mm，且護筒的埋設傾斜度低于1%。鋼護筒采用平板車運抵現場，采用70 t履帶吊機起吊，以DZJ-200型雙卡振動打樁錘分節(jié)插打。鋼護筒插打前，用全站儀放出其中心坐標位置，并采用鋼導向框（如圖1所示）進行導向，控制中心偏差不大于80 mm。單節(jié)插打到位后，對其中心位置復核后再進行接長，并通過全站儀對橫橋向進行觀測，確認豎直度偏差在1%內后，再對稱施焊。最后，當護筒底標高達到設計要求且貫入度達到5 cm/min時，即認為鋼護筒插打到位。

在護筒埋設的位置確定好后，護筒周圍需要用含水量充足的黏土進行回填固定，夯實護筒的基礎，防止護筒在樁孔中搖晃，保證成孔的質量和穩(wěn)固性。鋼護筒全部施工完成后，兩兩之間分別用Ⅰ45b工字鋼進行連接，以防塌孔時護筒沉落或偏斜。

3 橋梁鉆孔灌注樁施工要點

3.1 樁孔位置控制

樁孔的位置確定是整個鉆孔灌注樁施工的關鍵。為保證樁孔位置的準確性和有效性，控制樁孔位置時具體分為兩個步驟，即樁孔位點的控制和護筒的控制。兩個關鍵工序的實施質量直接影響著后續(xù)橋梁樁基施工的整體質量與定位精度，如施工過程中質量控制不過關，產生的定位偏差超過設計與規(guī)范要求值，則會導致不必要的返工，既耽誤工期，也一定程度上影響項目效益與質量。其中，樁位點放樣的誤差應控制在1 cm以內，成樁的誤差控制在5 cm以內。

樁位點由專業(yè)設計人員經過測量計算后，按其坐標數據進行現場放線。確定好樁位的坐標后，打入鋼筋進行位置標記。經現場施工人員復核后，再進行護筒位置的測量與確定。護筒施工質量控制的關鍵在于控制其垂直度，樁孔直徑與護筒直徑有一定的偏差（通常護筒內徑比樁徑大30 cm左右），只有控制好護筒的垂直度，才能保證其在樁孔內安裝的穩(wěn)定性。護筒埋設時同步檢查護筒外徑與引出控制點間的距離，若超出5 cm的偏差控制值，應采取上拔護筒后再低頻下沉的方法進行糾正。護筒埋設完成后由測量人員對護筒的中心位置再次復核，保證護筒與樁位中心點間的定位偏差滿足設計和安裝要求。具體控制如圖2所示。

3.2 垂直度的控制要點

由于該項目中的護筒埋設長度較長，故其垂直度控制至關重要，否則會直接影響到成樁的質量以及鉆孔工作的正常進行。在埋設護筒前，在樁孔的垂直方向上引設兩個位置點，同時計算出兩個點與護筒外壁之間的距離；在護筒下沉埋設過程中，應及時校核護筒與兩個定位點間的距離，一旦發(fā)現超出設定的偏差值，就要中止繼續(xù)下沉，拔起并重新調整護筒的垂直度后，再次進行埋設。

在護筒下沉時，也可以利用地質羅盤或者水平尺對垂直度進行實時測量，測量的頻率保持在5 m一次。另外，下沉過程中，還可在護筒頂部外邊緣的垂直方向設置4個吊點，并將吊錘掛設在四個吊點處，根據下沉過程中吊錘和護筒壁間的距離變化，完成對護筒埋設的垂直度控制。

4 長護筒施工存在的問題及預防措施

4.1 長護筒埋設方面

長護筒埋設完成后，一般需根據現場的環(huán)境特點對外壁采取一定的防護措施。雖然前期已經勘察過施工場地的地下環(huán)境，但在護筒埋設下沉過程中仍應根據現場可能的地層變化采取調整措施，從而保證護筒一次性下沉到位時，鉆機可正常鉆入。而護筒如果不能一次性打入，且其露在外部的高度不超過1 m時，在這個高度內鉆機雖然可以正常工作，但是鉆具上下的時間會較長，成孔難度增加，也會延長施工的時長。如果護筒露在外部的高度超過1 m，則護筒下端地層極易出現塌孔的現象，對此需要繼續(xù)打入合適長度的短護筒，直至護筒安裝到預定的標記位置。

4.2 護筒拔起的問題

在澆筑混凝土完成1 h后即可將護筒拔起，特殊情況下也不能超過混凝土初凝的時間。如圖3所示，在護筒拔起的過程中要注意用振動錘振動，以此來減小護筒和樁孔土體之間的黏附力。長護筒的拔起速度應緩慢，不可過快，振動錘的減震彈簧不得完全處于壓縮狀態(tài)，以避免對護筒和振動錘造成損壞。同時，拔起過程中振動錘與護筒宜保持同一條豎直線的工況。

4.3 混凝土面下降的問題

部分橋梁工程在混凝土澆筑成功后，樁基混凝土面會出現下降情況，這是因為護筒占有一部分空間，在拔起護筒后，其原先占有的那部分空間被混凝土流動填充，繼而造成混凝土面下降。在護筒拔出過程中，振動錘也會對周圍的土層產生一定的振動作用，導致土料之間產生一定空隙。為避免出現混凝土面下降的情況，在護筒拔出后應當計算空隙體積，在混凝土達到要求的澆筑高度時，宜額外再澆筑一定量的混凝土，使樁頭長度超灌1～1.5 m左右，用以填充護筒拔出后產生的空隙體積。

5 結語

橋梁作為我國交通運輸中跨越不良地質條件的一種重要構筑物，其質量關系到交通運輸者的生命安全。作為長期性的施工工程，橋梁成型質量是保證其穩(wěn)定服役的重要環(huán)節(jié)。在橋梁施工過程中，鉆孔灌注樁作為一種基礎性的工藝措施，其技術水平的高低直接影響著橋梁的承載能力與結構穩(wěn)定性。其中，針對樁基施工時遭遇的不良土質工況，長護筒作為原理簡單、操作便捷的施工措施，對鉆孔位置的精確定位及成樁質量保證發(fā)揮著巨大作用。該文研究了長護筒在橋梁鉆孔灌注樁施工技術中的具體應用，分析長護筒長度選擇、制作質量以及埋設施工要點，可以為類似地質條件下的橋梁鉆孔灌注樁施工提供借鑒。

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