旋挖机钻孔桩在改善桥台跳车上的运用

■张 敏

（莆田市公路局涵江分局，莆田 351115）

0 引言

中国公路交通事业经过几十年的蓬勃发展，现有线路的公路养护改造逐渐提上日程。桥台跳车是路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂 （沉降值一般为10～30cm，有的甚至超过60cm），使车辆通过时产生跳跃和冲击，从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载，使司机和乘客感到颠簸不适，对道路桥梁的运行影响极大，甚至造成车辆大幅度减速，严重的可导致交通事故。桥头跳车问题已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素，一直是困扰公路管理工程技术人员的难题之一。解决桥头跳车的问题，是公路工程管理部门的重要任务。本文介绍采取旋挖机钻孔桩进行既有线路路基改造，成桩速度快、工期短，对既有高速通行干扰少，能够达到改善桥台跳车良好的效果。

1 桥台跳车成因及目前采用的治理措施

1.1 桥台跳车的成因

引起桥头跳车的主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等。就高等级道路路况而言，主要是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降，产生错台所致。桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力。在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下，桥梁与道路同时发生沉降，但两者的沉降量有很大差异，道路的沉降量远大于桥梁的沉降量，形成错台，导致行车时发生桥头跳车。

1.2 桥台跳车目前采用的治理措施

目前常采用治理桥台跳车的措施有：

（1）合理设置桥涵构造物。设置桥涵构造物应允分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题，选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程 ，尽量避免大河面小跨径桥涵；

（2）加固处理台背填筑前的地基。处理好台背软弱地基，是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法，如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等，都是行之有效的方法，可以根据实际情况应用，以改善地基性能，提高地基承载力，减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差，避免错台；

（3）严格控制填料质量。桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料，便于控制压实质量，减小路基压缩沉降；同时，选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外；

（4）桥头路面作特殊结构处理。考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异，为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡，可采取设置枕梁和搭板以及设置变厚式埋板的措施。

2 项目概况

沈海高速黄石出口来往迎宾大道（北）方向与壶公路（西）方向的互通提升工程，采用现状迎宾大道高架旁增设高架桥直行连通高速出口，同时在壶公路与迎宾大道交叉节点范围内增设转向匝道桥直通高速出口，壶公路与迎宾大道辅道地面平交。

工程新建桥梁5座，总长2.85km，其中：迎宾大道东侧新建桥长915.4m；迎宾大道西侧新建桥长917.5m；迎宾大道东侧连接壶公路匝道桥长596.7m，上跨迎宾大道高架桥；迎宾大道迎宾大道西侧连接壶公路匝道桥长366m；新建下高速辅道桥长55m。

本工程的桥梁下部钻孔灌注桩均采用旋挖钻工艺施工，钻孔桩共261根，桩径为1.2m、1.6m。

3 台后路基防护方案比选

既有桥台后填级配碎石掺5%水泥，承台底地质主要为人工填筑土（Q4me），第四系海积淤泥（Q4m），第四系坡残积层 （Qel+dl），基底为燕山期侵入花岗岩及其风化层。根据地质报告，拟定以下四种台后路基防护方案：

（1）拉森IV型钢板桩防护方案

该方案缺点是需用大型打桩机，钢板桩太长路上运输与施工有一定的困难，打桩时对既有线路影响大，级配碎石层与岩石层易弯曲变形，质量难保证，需投入较大的人力和物力。

（2）人工挖孔桩方案

该方案优点是具有机具设备简单，施工操作方案，占用场地小，对铁路既有线路影响小，施工质量可靠，挖孔工作面多，造价低。缺点是施工速度慢，安全隐患多。

（3）冲击钻机钻孔桩方案

该方案优点采用机械设备，投入人力少，对高速公路既有线路影响较大，施工速度较快。缺点是投入的机械设备较多、造价高，泥浆会污染既有台后级配碎石。

（4）旋挖机钻孔桩方案

该方案优点采用机械设备，投入人力、机械设备少，对高速公路既有线路影响小，施工速度快，施工周期短，影响时间短。缺点是孔壁易塌方。

4 台后路基防护方案确定及实施

本工程施工工期短、任务重，通过对四种方案的比选，为了节约防护桩施工工期，减少对既有高速公路线路的影响，选定旋挖机钻孔桩方案。

4.1 孔桩布置

现场施工孔桩桩径1.2m，桩间距1.4m，斜向单排布置，每排6根桩。根据设计单位图纸，桩身混凝土采用C30等级，桩长最大 22.53m，配置 21根 Φ22mm的HRB335主筋，另采用Φ8mm间距20cm的Q235钢筋作为螺旋筋，每2m用Φ16mm的HRB335钢筋作为钢筋笼的构造筋。桩位现场布置见图1。

4.2 现场施工工艺流程图

旋挖钻机钻孔灌注桩现场施工工艺流程图见图2。

现场旋挖桩考虑到施工效率及成桩质量，采取间隔开钻的方法，即单跳循环法，先打①、③、⑤号桩，再打②、④、⑥号桩。相邻的孔桩不能连续开钻，必须等相邻的桩混凝土达到一定强度之后才能开钻，以保证防护桩的质量。

4.3 施工过程中安全控制

（1）施工前要探明桩位处是否有军用设施、光缆以及其他现有管道等，在钻机安装、移位过程中，注意上部有无高压线路，熟悉周围地下管线情况，避免机械沉陷并发生安全事故；

图1 桥台防护桩现场平面布置图

图2 旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺流程图

（2）所有现场施工人员进场后要佩戴安全帽和施工防护服，严禁穿拖鞋、赤脚或者酒后上岗工作；

（3）现场设置生产安全监督员，对违反现场安全施工安全规定的人员要给予警告处罚。

4.4 施工过程中质量控制

在施工过程中，严格按照设计和规范要求，在施工过程中要抓好质量控制工作：

（1）严格执行“自检、互检、专检”的三检制，隐蔽工程未经检查不得继续施工；

（2）施工前要备齐施工所需要的机械及其配套设备，成桩所需要的水泥、砂、碎石、钢筋等原材料均要提供质量检定报告；

（3）对设计提供的桩位坐标，开钻前要进行复测，并由监理签字确认；

（4）既有线路改造施工时，如果靠近线路桥梁，要对桥梁的状态进行监控；

（5）严格控制桩的垂直度，保证桩体的倾斜率不大于0.5%。桩心偏移小于5cm；

（6）成孔后委托相关有资质的单位进行成孔质量检测，并在成桩后对桩身完整性进行质量验收。

5 结语

旋挖机钻孔桩因其成桩速度快、施工周期短、对现有路线扰动较小，可以在工期要求紧、条件许可的高速公路桥台改造工程中得到推广应用。

[1]王绪刚.浅谈旋挖钻在不良地质施工工艺及特点[J].江西建材，2016（10）：192-197.

[2]谢淑程.旋挖机钻孔桩在既有线台后路基防护施工中的应用[J].福建建材，2013（11）：54-56.

[3]刘邦平.旋挖钻在不良地质施工工艺及特点[J].黑龙江交通科技，2017（4）：148-149.