陳 明 梁甜甜
(1.重慶兩江新區(qū)財政投資評審中心,重慶 400000; 2.重慶建筑職業(yè)學(xué)院,重慶 400000)
在高回填區(qū)施工橋梁的鉆孔灌注樁,鉆孔開挖過程中出現(xiàn)塌孔是難以避免的事情,針對塌孔現(xiàn)象,存在多種處理方式,作者以重慶地區(qū)某跨線公路橋為樣本,從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行了比較并初步提出了解決方案。
該橋337個樁基均為鉆孔灌注樁,端承樁,樁長20 m~50 m,樁徑在1.2 m~2.4 m,其中在高填方上施工的樁基有165根,填方高度在20 m~40 m之間,回填材料為土石混合料,按設(shè)計要求分層回填、碾壓、強夯后,壓實度達(dá)到設(shè)計要求的95%以上,但在鉆孔過程中仍然出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象,無法順利成孔。對此,作者按人工挖孔樁、沖擊鉆、土體注漿加固、鋼管護(hù)壁、預(yù)制水泥管護(hù)壁和C20混凝土加固6種方法從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行了論證比較,如技術(shù)可行再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)方案論證,主要論證如下。
人工挖孔樁理論上雖可解決塌孔問題,但挖孔深度太深,技術(shù)上風(fēng)險太高,施工過程的周期太長,只能排除,主要原因如下:
1)安全風(fēng)險高:人工挖孔樁最經(jīng)濟(jì)和安全的挖孔深度僅為15 m,隨著深度不斷增加,最深達(dá)到40 m左右,護(hù)壁吊裝成型和出渣難度均大幅增加,特別是超過25 m后護(hù)壁質(zhì)量難以控制,護(hù)壁坍塌導(dǎo)致塌孔風(fēng)險也極高,無法確??紫率┕と藛T人身安全。
2)施工周期長:由于護(hù)壁一般采用2 m每段方式的分段澆筑,澆筑完成后每段均需要養(yǎng)護(hù)至少7 d后才能再開挖下一段再澆筑再養(yǎng)護(hù),如護(hù)壁30 m,需要至少30/2×7=105 d,加上開挖和鋼筋吊裝以及準(zhǔn)備時間,施工時間在4個月以上。
沖擊鉆看似可行,但進(jìn)一步深入論證后發(fā)現(xiàn)實際施工操作層面水源因素嚴(yán)重影響施工,只能排除,主要原因如下:
1)水源貧乏:沖擊鉆施工需要大量水資源,由于該橋為公路跨線橋,周邊無市政自來水管網(wǎng)接水,其他水資源也很貧乏,距離最近水源地也在10 km以上,因此無論是新建取水管輸送水源還是采用專用車輛運送水源,費用均較大。
2)水源浪費大:由于高填方區(qū)為土石混合料,填筑空隙較大,水源會嚴(yán)重流失,浪費極大。
3)滲水影響填方安全:水源流失后會滲入周邊土體浸泡,大面積的滲水會對新填土形成滑坡面造成邊坡失穩(wěn),將嚴(yán)重影響填方安全。
經(jīng)論證后,土體注漿可解決部分樁基深度較小的挖孔樁塌孔問題,但對于部分樁基深度超過10 m的樁基,其壓漿效果不明顯,技術(shù)上仍然不可行,主要原因如下:
1)注漿量無法控制:土體注漿主要適用于沙土、黏土等軟土路基,對人工填土等空隙較大的路基無法控制注漿量,容易造成極大浪費。2)注漿質(zhì)量不易控制:由于填土的空隙分布不均,注漿后土體加固質(zhì)量極其不易控制,特別是深度越深空隙越大,越不容易控制加固質(zhì)量。
經(jīng)從施工安全性、施工周期和施工質(zhì)量等幾個方面初步論證后,鋼管護(hù)壁、預(yù)制水泥管護(hù)壁和回填C20混凝土在技術(shù)上基本可行,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。
對以上三種技術(shù)可行的措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性論證,統(tǒng)一套用重慶地區(qū)2008定額和2013清單組價;統(tǒng)一采用相同的土石比和人、材、機的價格進(jìn)行測算;統(tǒng)一以其中的同一根樁為目標(biāo),樁長36 m,樁徑1.8 m,回填深度約20 m,采用三種不同的施工方式后,分別進(jìn)行造價測算。
采用20 mm厚,直徑2 m的鋼管,2 m一節(jié),每米重量約1 t。施工過程中采用旋挖鉆開挖鉆進(jìn),每鉆進(jìn)2 m將鋼管護(hù)壁吊裝置入作為護(hù)壁。按此種方法測算,每米措施費造價約7 400元,回填深度20 m,整根樁的總措施費約14.8萬元。
采用φ2 200×220×2 000的鋼筋混凝土排水管,2 m一節(jié),每米重量約4 t,施工方法與鋼管護(hù)壁基本類似,同樣采用旋挖鉆先鉆孔,每鉆進(jìn)2 m吊裝護(hù)水泥管護(hù)壁。按此種方法測算,每米措施造價約為6 600元,回填深度為20 m,整根樁的總措施費約為13.2萬元。
采用旋挖鉆持續(xù)開挖鉆進(jìn)成孔,如遇塌孔現(xiàn)象則回填C20混凝土,回填混凝土作為護(hù)壁,混凝土終凝后再重新鉆孔施工,逐級鉆進(jìn)。如按塌孔較嚴(yán)重且回填混凝土滲漏量較大測算,即塌孔深度按整個回填區(qū)20 m均一次性塌孔測算,回填混凝土量按塌孔樁基體積的2倍約100 m3混凝土測算,每米措施費套取定額估算約5 800元,回填深度20 m,整根樁總措施費約11.6萬元。
按以上對各種施工方法措施費多少排序如下:
鋼管護(hù)壁費用(14.8萬元)>水泥管護(hù)壁費用(13.2萬元)>回填C20混凝土費用(11.6萬元)。
其中C20混凝土費用最低,且其無需大型吊機進(jìn)行吊裝,施工簡便、易操作,施工時間相對較短,故最終采用C20混凝土方式進(jìn)行樁基施工。