摘要 高原環(huán)境具有特殊性，如低溫、缺氧、復(fù)雜地形地貌以及凍土條件等，給橋梁樁基施工帶來了諸多困難。該文首先分析了高原環(huán)境對(duì)橋梁樁基施工的具體影響，后結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐，詳細(xì)探討了適應(yīng)高原環(huán)境的樁基施工技術(shù)，通過項(xiàng)目案例分析，該文提出的施工技術(shù)措施能有效應(yīng)用于高原環(huán)境下跨水庫橋梁樁基施工，且具有良好的應(yīng)用效果，該項(xiàng)研究成果可為類似工程提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 高原環(huán)境；跨水庫橋梁；樁基施工；技術(shù)探討；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）15-0050-03

0 引言

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，橋梁建設(shè)在高原地區(qū)日益增多。高原環(huán)境以其獨(dú)特的氣候條件和地質(zhì)特征，給橋梁樁基施工帶來了諸多困難。特別是在跨水庫橋梁樁基施工中，不僅需要考慮常規(guī)環(huán)境下的施工問題，還需應(yīng)對(duì)高原環(huán)境帶來的特殊挑戰(zhàn)。因此，研究高原環(huán)境下跨水庫橋梁樁基施工技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。

1 工程概況

1.1 工程基本情況與特點(diǎn)

西南高原地區(qū)某項(xiàng)目，項(xiàng)目起終點(diǎn)樁號(hào)為K0+000～K15+075.023，路線全長15.061 km，起點(diǎn)與規(guī)劃省道相接，終點(diǎn)與國道相接?？刂菩怨こ讨饕獮閮伤硪粯颍?號(hào)隧道長820 m、2號(hào)隧道1 635 m，大、中橋6座共441 m，跨庫區(qū)特大橋748.06 m。

跨庫區(qū)特大橋起點(diǎn)樁號(hào)K0+004.470，橋梁止點(diǎn)樁號(hào)K0+752.530?？鐜靺^(qū)特大橋起點(diǎn)與縣道平交，布置主跨650 m懸索橋跨庫區(qū)，終點(diǎn)與路基相接?？鐜靺^(qū)特大橋主橋?yàn)?50 m雙塔單跨雙邊箱組合梁（鋼格子梁）懸索橋，主纜跨徑布置：120 m+650 m+115 m=885 m。兩岸錨碇均為隧道錨，索塔基礎(chǔ)均采用樁基礎(chǔ)，主塔樁徑達(dá)3.0 m，索塔均為門型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，左塔身高106 m，右塔身高114 m（均不含塔冠）。起點(diǎn)岸引橋?yàn)?×19 m現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，終點(diǎn)岸引橋?yàn)?×20 m現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，橋臺(tái)均采用樁基礎(chǔ)輕型橋臺(tái)。

1.2 工程地質(zhì)與氣候條件

該項(xiàng)目施工區(qū)域平均海拔約為3 500 m，冬季持續(xù)時(shí)間長，每年10月～次年5月為降雪期，最低溫度為-12 ℃。該工程區(qū)對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度。工區(qū)屬典型的構(gòu)造侵蝕中高山地貌，山高谷深，地勢(shì)陡峻，斜坡多基巖出露，巖性以三疊系上統(tǒng)西康群兩河口組中段及上段板巖、變質(zhì)砂巖為主，跨庫區(qū)特大橋橋址位于兩河口庫區(qū)，工區(qū)范圍內(nèi)每年最大水位落差約80 m，并且處于庫岸再造階段，橋址附近有多處滑坡體，滑坡產(chǎn)生的波浪較大。

2 高原環(huán)境對(duì)橋梁樁基施工的影響

2.1 高原地形地貌對(duì)樁基施工的影響

（1）高原地形地貌的復(fù)雜性使得施工場(chǎng)地的選擇變得尤為重要。在高原地區(qū)，地形起伏大，溝壑縱橫，河谷深切，這些因素都限制了施工場(chǎng)地的選擇和布置。

（2）高原地形地貌對(duì)樁基施工方法的確定具有重要影響。由于地形地貌的復(fù)雜性，需要采用更加靈活和適應(yīng)性強(qiáng)的施工方法。

（3）高原地形地貌還增加了樁基施工的難度和成本。由于地形起伏大，施工過程中需要克服地形障礙，進(jìn)行大量的土方開挖和排水工作。同時(shí)，高原地區(qū)的氣候條件惡劣，施工季節(jié)有限，這些因素都增加了施工的難度和成本。

2.2 低溫與凍土對(duì)樁基施工的影響

（1）在低溫條件下，混凝土的凝結(jié)和硬化速度會(huì)顯著減慢，導(dǎo)致施工周期延長。此外，低溫還會(huì)使混凝土中的水分結(jié)冰，產(chǎn)生體積膨脹，進(jìn)而引發(fā)混凝土的開裂和損傷，可能影響其承載能力和耐久性。

（2）凍土對(duì)樁基施工的影響主要體現(xiàn)在施工難度和樁基穩(wěn)定性兩個(gè)方面。在凍土區(qū)域，由于土壤中的水分結(jié)冰形成冰晶，導(dǎo)致土壤的體積膨脹和強(qiáng)度降低，這使得樁基在凍土中的施工變得更加困難。同時(shí)，隨著季節(jié)的變化，凍土?xí)l(fā)生凍融循環(huán)，導(dǎo)致土壤的體積變化和應(yīng)力重分布，從而影響樁基的承載能力和穩(wěn)定性[1]。

2.3 高原缺氧對(duì)施工人員的影響

（1）高原缺氧對(duì)施工人員的生理功能產(chǎn)生負(fù)面影響。施工人員可能會(huì)出現(xiàn)心率加快、血壓升高、頭暈乏力、呼吸困難等癥狀，嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)高原病、肺水腫等嚴(yán)重疾病。這些生理功能的異常不僅影響其工作效率和安全性，還可能影響施工人員的身體健康。

（2）高原缺氧對(duì)施工人員的心理狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生不良影響。在缺氧環(huán)境下，施工人員可能會(huì)感到疲勞、焦慮、抑郁等情緒上的變化。這些心理變化不僅會(huì)影響施工人員的工作積極性和效率，還可能引發(fā)工作失誤和安全事故。

（3）高原缺氧還對(duì)施工人員的適應(yīng)能力和耐力提出了更高要求。在高原環(huán)境下，需要施工人員具備較高的身體素質(zhì)和耐力，同時(shí)也需要施工單位加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)和體能訓(xùn)練，提高施工人員的綜合素質(zhì)和適應(yīng)能力。

3 跨水庫橋梁樁基施工技術(shù)探討

3.1 樁基基本情況

跨庫區(qū)特大橋兩岸各塔肢采用4根端承樁，均為鉆孔灌注樁，順橋向2排樁，每排2根，一岸共8根，進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行廠區(qū)建設(shè)、邊坡防護(hù)后，開始樁基施工。樁基基本參數(shù)如表1所示。

3.2 樁基施工工藝及流程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和地形地貌，索塔樁基采用沖孔灌注樁施工工藝，具體施工工藝流程如圖1所示[2]。

3.3 樁基施工關(guān)鍵技術(shù)分析

3.3.1 測(cè)量定位

根據(jù)計(jì)算復(fù)核無誤的坐標(biāo)控制樁基施工，并按照要求埋設(shè)護(hù)樁以便施工過程中隨時(shí)進(jìn)行復(fù)核。護(hù)筒安裝采用十字中心定位法，測(cè)量組放出樁位后，鉆機(jī)班組在樁位周圍設(shè)置4個(gè)護(hù)樁。

3.3.2 護(hù)筒施工

根據(jù)該工程地質(zhì)勘測(cè)資料，起點(diǎn)岸承臺(tái)底位于卵石層上，采用鋼護(hù)筒穿越部分卵石層，以解決卵石層在大直徑（3.0 m）鉆孔樁成孔時(shí)的孔壁穩(wěn)定的問題；所在地村岸承臺(tái)底位于強(qiáng)風(fēng)化板巖上，孔口較為穩(wěn)定，對(duì)孔口放樣后進(jìn)行清理，澆筑混凝土圈梁以形成護(hù)筒，避免施工時(shí)雜物墜入孔內(nèi)[3]。

起點(diǎn)岸鋼護(hù)筒采用Q235B厚度為20 mm的鋼板制作，內(nèi)徑為3.2 m，護(hù)筒設(shè)計(jì)頂標(biāo)高高于原地面0.2 m，護(hù)筒均為施工過程措施用鋼護(hù)筒，不參與結(jié)構(gòu)受力。

3.3.3 鉆機(jī)安放就位

鉆機(jī)擺放前對(duì)原地基進(jìn)行處理。鉆機(jī)與底座、底座與平臺(tái)桁架間固定牢靠，鉆機(jī)對(duì)中位置以鉆孔樁設(shè)計(jì)位置為準(zhǔn)，中心允許偏差不得大于2 cm；鉆機(jī)臺(tái)座傾斜率小于l%。鉆機(jī)組裝就位，其底座應(yīng)水平、穩(wěn)定，鉆架中心與鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤中心的連線應(yīng)與鉆盤垂直，鉆頭、鉆桿和樁中心在一鉛垂線上，以保證孔位正確，鉆孔順直。

相鄰兩孔不能同時(shí)進(jìn)行鉆孔作業(yè)或澆筑混凝土，以免互相干擾。澆筑混凝土完成24 h或混凝土樁的強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，其鄰孔才能開始鉆孔。

3.3.4 清孔換漿

至終孔高程前15 cm開始調(diào)整泥漿指標(biāo)，終孔后提起鉆頭30～50 cm，繼續(xù)在底部攪動(dòng)泥漿，維持泥漿循環(huán)，采取換漿法清孔。隨時(shí)測(cè)定進(jìn)、出漿口的泥漿指標(biāo)，當(dāng)出漿口的泥漿指標(biāo)達(dá)到要求時(shí)，即完成第一次清孔。待鋼筋籠、導(dǎo)管安裝后，重新測(cè)量孔底沉淀層厚度，超過5 cm時(shí)，通過導(dǎo)管上端輸入新鮮漿液進(jìn)行二次清孔[4]。具體指標(biāo)要求如表2所示。

3.3.5 檢孔

成孔后對(duì)孔深、傾斜度、孔徑、沉淀厚度等進(jìn)行檢測(cè)。孔底高程的檢測(cè)，用校核過后的鋼絲測(cè)繩進(jìn)行檢測(cè)，待鉆機(jī)位移后，再用鋼絲測(cè)繩進(jìn)行孔深測(cè)量。孔徑、孔形和傾斜率采用超聲孔徑側(cè)壁儀進(jìn)行檢測(cè)。沉渣厚度采用超聲波沉渣測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)定。

3.3.6 下放鋼筋籠

起點(diǎn)岸單樁鋼筋籠長度為42 m，左塔肢自重約25.6 t，右塔肢自重約24.2 t，鋼筋籠內(nèi)布設(shè)5根聲測(cè)管，鋼筋籠分5個(gè)節(jié)段，分別為：9 m+9 m+9 m+9 m+6 m。鋼筋籠在鋼筋廠長線法制造，分節(jié)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

終點(diǎn)岸單樁鋼筋籠長度為57 m，單個(gè)鋼筋籠重量約為：30.7 t，鋼筋籠內(nèi)布設(shè)4根聲測(cè)管，鋼筋籠分6個(gè)節(jié)段，分別為：9 m+9 m+9 m+9 m+9 m+12 m。鋼筋籠在鋼筋廠長線法制造，分節(jié)通過纜索運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

（1）鋼筋籠制作：采用專用的鋼筋籠加工模具制作。鋼筋籠加工時(shí)，嚴(yán)格控制主筋的長度，確保主筋一端與基準(zhǔn)面接觸，這樣制作成型后的鋼筋籠主筋間距準(zhǔn)確、端頭齊平，有利于滾軋端部及中腰位置設(shè)置“加強(qiáng)桿”，以直螺紋接頭連接。鋼筋籠加工完成后，在鋼筋籠兩個(gè)端部及中腰部位置設(shè)置“加強(qiáng)桿”，以防止吊裝變形。

（2）鋼筋連接：鋼筋籠主筋的連接采用滾軋直螺紋接頭，加強(qiáng)箍筋采用電弧焊接，螺旋箍筋采用搭接。滾軋直螺紋接頭連接采用工作扳手旋轉(zhuǎn)套筒或鋼筋，使接頭在套筒中央位置頂緊，接頭擰緊后用力矩扳手檢查。

聲測(cè)管采用電焊連接，接頭焊好后再在接頭處加焊一個(gè)套筒來增強(qiáng)連接處的剛度，在每一節(jié)連接完成后在管中加水以檢查焊接的密封性。

（3）鋼筋安裝：鋼筋籠的保護(hù)層采用C35混凝土圓餅式滾輪墊塊，圓餅滾輪用12 mm鋼筋綁于主筋上，每2 m高設(shè)一層，每層4個(gè)。確保鋼筋籠不接觸鋼護(hù)筒和孔壁。

3.3.7 成樁施工

（1）導(dǎo)管下放：導(dǎo)管采用直徑φ350 mm、壁厚8 mm的無縫鋼管，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)3 m，底節(jié)4 m，配1 m、1.5 m、0.5 m的短管，用以調(diào)節(jié)導(dǎo)管的長度及漏斗的高度，連接采用絲扣式連接。

（2）二次清孔：第二次清孔在鋼筋籠及導(dǎo)管安裝后進(jìn)行，二次清孔的方法仍為換漿法。出漿管為混凝土水下灌注導(dǎo)管，導(dǎo)管頂部需安裝專門的清孔頭帽，使之可以連接出漿管。注意清孔時(shí)要補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿，維持孔內(nèi)水頭高度。二次清孔達(dá)到要求后，立即拆除清孔頭帽和高壓風(fēng)管，進(jìn)行水下混凝土澆筑作業(yè)，其間隔時(shí)間越短越好。

（3）混凝土澆筑：按照橋規(guī)公式計(jì)算首灌需要混凝土量，配置大料斗和正常澆筑小料斗各1個(gè)?；炷凉嘧⒃O(shè)備由1套10 m3集料斗（供澆筑首灌混凝土使用）、1套2～3 m3混凝土澆筑料斗組成。用開球法進(jìn)行首盤混凝土的灌注。首盤灌注完成后，應(yīng)連續(xù)灌注，并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間，混凝土灌注過程中，導(dǎo)管埋深控制在2～6 m之間，由專人隨時(shí)用測(cè)繩進(jìn)行測(cè)量，并嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，隨時(shí)檢查混凝土的坍落度，直至灌注至樁頂。為確保樁頭的質(zhì)量，樁頂6 m范圍內(nèi)混凝土采用無水導(dǎo)管法施工工藝進(jìn)行澆筑[5]。

（4）廢漿處置：廢漿采用壓濾機(jī)固液分離，固體能再生利用的進(jìn)行再生利用，不能再生利用的與渣土采用渣土車運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)離施工區(qū)域至指定地點(diǎn)，液體處理后再生利用。

（5）成樁檢測(cè)：采用超聲波法進(jìn)行檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，給聲測(cè)管中注入清水，采用超聲波測(cè)試儀，檢測(cè)樁體混凝土的內(nèi)在質(zhì)量。主墩所有樁基礎(chǔ)均達(dá)到I類樁標(biāo)準(zhǔn)。

（6）下一根樁基施工：由于施工平臺(tái)與樁基頂標(biāo)高一致，在下一根樁基施工布置需要注意避讓已經(jīng)完成的樁基伸入承臺(tái)的鋼筋。

4 結(jié)語

通過對(duì)高原環(huán)境下跨水庫橋梁樁基施工技術(shù)的深入研究和探討，得出以下結(jié)論：首先，高原環(huán)境對(duì)橋梁樁基施工的影響是多方面的，需要在施工前進(jìn)行充分的環(huán)境評(píng)估和技術(shù)準(zhǔn)備。其次，適應(yīng)高原環(huán)境的樁基施工技術(shù)需要綜合考慮地質(zhì)條件、氣候條件、施工條件等多方面因素，選擇合適的施工方法和工藝流程。最后，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理和環(huán)境保護(hù)工作至關(guān)重要，以確保施工過程的順利進(jìn)行和施工質(zhì)量的安全可靠。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳剛，張成良，朱陽.復(fù)雜巖溶區(qū)高速公路橋梁樁基勘察設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].中國高新科技，2023（21）：111-113.

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[5]祝俊寶.復(fù)雜不良地質(zhì)條件下的公路橋梁樁基施工技術(shù)[J].設(shè)備管理與維修，2023（14）：158-159.

收稿日期：2024-03-18

作者簡介：程鈞（1989—），男，本科，工程師，主要從事工程建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)管理工作。