山区高速公路桩基施工有关问题的探讨

尹劲松

（四川路桥桥梁有限责任公司，成都市)

1 工程概况

雅泸路C16合同段位于雅安市石棉县境内，起于擦罗乡上里村，设南瓜2号桥、3号桥沿G108右侧山腰而行，经落脚沟、跨G108后设元堡山隧道穿越元堡山与G108，设擦罗乡大桥跨越深沟，终于擦罗乡福隆村，全长3900m。南瓜3号大桥位于石棉县擦罗乡，沿南桠河右岸布置，为中高山地貌，沿线沟谷纵横，山坡陡峭，断面横坡许多达到500～600，山体边坡较陡，岩石破碎，地质条件极为复杂，施工难度极大，主要表现为山体土质疏松，容易滑坡；桥位区以斜坡地形为主，左幅桩孔和右幅桩孔大半处于斜坡上，对桩基的挖孔造成了很大的困难；上边坡堆积了大量危石，存在重大安全隐患。

2 桩基成孔施工方案的选择

雅泸高速C16项目南瓜3#特大桥

如上图示所示：本合同段的桥梁绝大部分均布置在十分陡峭的山坡上，左右幅桥梁基础施工场地普遍存在较大的高差，场地布置和机具设备的转移均十分困难；除擦罗乡大桥的全部桩基和南瓜 3号桥的少量桩基设计为摩擦桩，其余均设计为端承桩，需要嵌入弱风化岩层；要求嵌入弱风化岩层深度为大于桩径3d；且大于桩径5d的包边厚度才能计入有效桩长；各种尺寸的桩基在孔跨方向上交替布置。鉴于本项目桥梁工程地质、水文状况、设计技术要求以及本工程桩基数量和施工工期要求，特别是施工场地和场内交通条件，桩基采用挖孔灌注方案优势十分明显：施工设备轻巧简单，操作方便；人工操作，施工情况可目视，质量容易保证；占用施工场地小，对周围已有构造影响小；不会造成植被破坏、水土流失，不带来泥浆、污水等施工垃圾；可组织多根桩同时施工，总体速度快；可更多地解决剩余劳动力的就业问题。

综上所述，桩孔采用人工挖孔、钢筋砼护壁成孔的方法；钢筋安装采取现场分段制作钢筋笼、利用吊车吊运入孔连接的方式进行；砼浇筑采取在空气中灌注（普通）砼桩施工工艺，砼利用拌合楼集中拌合、输送泵泵送入孔。

雅泸高速C16桥梁布置与G108的位置

本合同段的桥梁布置与现在的国道G108位置关系如上图所示，左右幅桥梁基础施工场地普遍存在较大的高差，场地布置和机具设备的转移均十分困难。经过考虑我部选择了人工挖孔成孔施工工艺，该工艺也是比较成熟的施工工艺了，但是放在本合同段该施工也遇到了很多困难，由于国道G108线就紧邻山脚下，为了保证国道108线的运营安全及畅通，所以人工挖孔出来的孔渣不能直接弃到山下。必须将孔渣转移到便道上，再由自卸汽车运至弃土场，解决孔渣转移成为了成孔施工的一个难题。因为桩基布置基本上都是在施工便道的下面，由于地势十分陡峭，并且有些地方起伏较大，这些成为了孔渣的转移制约因素。所以我根据现场的实际情况采用了多种方式来解决孔渣的转移。

主要的有以下几种方式：A、在坡度起伏不大且不是很陡峭的地方我们采用了煤矿使用的轨道式运煤车，将运煤车的轨道布置在桩基一侧，通过卷扬机牵引来将装有孔渣的运煤车提升至便道处。如下图所示：

B、在坡度起伏较大的地方我们采用搭设支架的方式来解决，将支架布置在桩基的一侧，一排支架同时满足一排四个桩基的施工。如下图所示：

C、在很多地方以上两种方式都不能进行时，我们采用安装塔吊来解决弃渣的问题，这种方式是最安全最理想的 ，但是这个方式的造价要高得多，因为一个塔吊最多只能解决三排墩的施工，塔吊的转移频率太快，施工成本较高。如下图所示：

对于本合同段遇到的这些情况，我部应地制宜的采用了合理的施工方式，最后顺利的完成本合同段的桩基施工。这里也是简单的介绍一些施工工艺，对于以后山区高速的建设，所有的建设者们还需继续努力，结合实际情况选择安全合理有效的施工工艺，保证工程能够顺利进行。

3 对于山区高速公路建设如何保证有效桩长

由于本合同段的桥梁布置在十分陡峭的山坡上，基本上都是位于半山腰。为方便项目所有工序能合理有效的展开，我部进场后必须要打通纵向便道，在纵向便道的修建过程中，就必须要破坏原地面。为了保护生态少占林地我部选择在红线内开挖纵向便道，由于地形限制许多地方的挖方量还比较大，这样对桥梁位置原地面破坏就比较严重。如图1所示为例介绍：

该图为南瓜2#桥22号墩，我部开便道开挖时将右22-2#的桩基位置原地面破坏，使该桩长减少了6米。按照原设计图纸施工，将会使地系梁悬空6米，不能充分发挥地系梁的作用，使地系梁的作用大大减弱。所以为了避免该情况的发生，我们在纵向便道施工前，要对设计桩位坐标进行放样。并且结合设计图纸和现场实际情况，绘制详细的纵向便道的施工图纸。特别是在桩基位置的横断面图纸要详细绘制，并且在施工中多加注意，尽量避让桩位位置，尽可能的减少对原地面线的大的破坏。如果确实没法避让桩位，导致桩基长度不够或者桩基的包边厚度不够影响桩基的有效桩长。如果出现上述情况，必须及时通报设计单位，对该桩基的有效长度进行验算，给出合理的出来方案，及时有效的解决。切记盲目施工，避免由于有效桩长不够，给桥梁的使用留下质量安全隐患。

4 如何保证嵌岩深度满足要求

本合同段的绝大部分桩基都设计的为嵌岩桩，嵌岩桩的定义为：桩基穿过覆盖层，桩底嵌入岩层中，单桩承载力基本依靠桩底岩层来承载。本合同段的桩基嵌岩深度要求为桩径的3d嵌入弱风化岩层，桩基一般要穿越的地质结构分层大致为碎石土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、弱风化花岗岩。当我们在判别桩基是否嵌入弱风化花岗岩及嵌入深度时，首先要遇到的是怎样判别强（弱）风化花岗岩。由于判别强（弱）花岗岩的定义不是很明确，只有在施工过程中逐渐的发现来解决，最后我们基本可以从观察孔渣样来确定。强风化花岗岩的孔渣样一般为褐黄色，块状，短柱状，断面多泥质充填或锈染，弱风化花岗岩的孔渣样呈现其石料成块状构造，岩芯完整，石料以块状、片状为主，剩余为碎块状。我们也可以通过根据施工经验来判别，我们的桩基都成通过人工挖孔以爆破施工相辅助的施工工艺成孔，一般我们在进入强风化花岗岩时我们放炮所打的炮眼深度为 1.5米，通过爆破可以将岩层松动深度可以达到 1米以上，但是如果我们在进入弱风化花岗岩岩层时，我们同样的炮眼深度但是爆破所能达到的松动深度只有0.6米左右，这样孔桩的每天的进尺深度就不一样了。所以我们也可以通过孔桩每天的进尺深度来辅助判别我们的桩基是否嵌入弱风化花岗岩，并且有足够长的嵌岩深度。

在本合同段桩基施工中也存在一个值得大家一起探讨的问题，由于本合同段处于一个地质结构比较复杂的山区地带。由于地理条件不好，设计单位在地质勘探这一方面做得不是很详细。我部因为桩基嵌入岩层不够这一问题上出现了很多桩基加深的情况。在一个过程中也发现了一个问题，以下图2所示为例：

该图右幅1#桩基设计深度19m，右幅2#桩基设计深度16m，桩径都为1.8m，要求嵌入弱风化花岗岩深度大于5.4m。由于该地段地质结果较为复杂，该跨桩基位置正好位于一个大的孤石上面，该孤石的竖向截面可以看到大于7m。并且该孤石在很久以前的地质运动中被深埋于地下 10m。且该孤石被埋于地下时是一个弱风化花岗岩的孤石。我们在桩基施工过程中，按照设计所给出的桩基深度施工，在我们挖至设计基底标高时，我们的右幅2#桩桩基深度和嵌岩深度及嵌入岩层情况都满足了设计的要求，我们可以判定该桩基顺利终孔。

我们在施工右幅1#桩基时，我们在开挖至11m位置时我们就进入了弱风化花岗岩，根据设计要求我们必须将桩基挖至设计桩底标高达到终孔深度，但是我们在挖至16m位置时桩基又进入了强风化花岗岩，并且在挖至设计基底标高时还是没有进入弱风化花岗岩层，这样右幅1#桩基就必须变更加深，最终达到嵌入弱风化花岗岩层的5.4m以上。我们在这里可以发现右幅2#桩基其实并没有真正的嵌入到弱风化花岗岩，只是嵌入到了一个是弱风化花岗岩的巨大孤石上面，并且桩基底端距离该孤石的低端已经只有2m左右，我们所设计的单排桩也是单承载桩，如果孤石的这2m没有足够的承载力，那就相当于我们的右幅2#桩就是嵌入的是强风化花岗岩没有嵌入弱风化，这样承载桩底的托力不够，将会大大减少桥梁的使用年限。我们要怎样解决这一问题才是我们以后工作的重点，这个问题在施工过程中确实很难辨别和处理，这就需要我们的设计单位在这样地质结构比较复杂的地方，一定要做好做细地质勘探。能够给以后的施工提供详细的参考资料，以便更好的施工，建设出优质工程。

6 结语

雅泸路C16的桩基施工已经完成，雅泸的建设成功其中有很多施工工艺成为了四川山区高速公路建设的一个典范及航向。对以后山区高速的建设提供了许多宝贵的经验，在这里介绍的只是针对山区高速公路桩基施工问题的一些探讨，希望以后高速公路的建设特别是山区高速的建设者们在施工中能注意到这些问题，确保工程建设的质量安全。

[1]JTG T F50-2011公路桥涵施工技术规范，北京：人民交通出版社，2011