殷家沟大桥挖孔施工防护安全技术

　　摘要：本文通过地形、岩土复杂条件下进行人工挖孔施工防护安全分析，介绍了回填平衡法在人工挖孔施工技术应用中的安全性和实用性，对今后的同条件桩基人工挖孔施工安全技术提供借鉴。

　　关键词：人工挖孔  安全技术  填土平衡法

　　Abstract:  Through the terrain, geotechnical complex conditions artificial dig-hole construction protection safety analysis, this paper introduces the method of backfill balance in artificial dig-hole construction technology of the application of safety and practicality, the conditions for the future with artificial dig-hole pile foundation construction safety technology for reference.

　　Key Words: artificial dig-hole security technology filling balance method

　　中图分类号：TB664   文献标识码：A     文章编号：

　　1、概况

　　殷家沟大桥位于丽攀高速公路C13标段，中心桩号为K47+240，桥梁孔数及跨径6-30m，上部结构采用预应力砼简支T梁，下部结构采用桩柱式桥墩（台），桩基均采用挖孔灌注桩。桥位区为“V”型冲沟，呈南北走向，冲沟底宽5m左右，切割深度20m左右。冲沟攀枝花、丽江方向自然边坡分别为55°、35°。冲沟为季节性河流，平日干枯无水。桥位区植被茂盛。根据调查和勘察结果显示，桥位区主要岩土由上至下为：昔格达组泥岩（局部厚0.6m）、含碎石粉质粘土（坡积）（厚3m-8m）、漂石土（厚2m-3m）、强风化（厚2m-5m）-中风化石英闪长岩。（如图1）

　　2、挖孔施工安全技术

　　由于该项目地处偏远山区，地形地貌复杂，交通不发达，且地下水位低，山体植被发育等特点。施工组织设计桩基成孔采用人工挖孔施工方法，其具有施工灵活、成本低廉、适应性强、对自然生态环境破坏小等优点。挖孔采用对角或间隔开挖，以避免孔间间隔层太薄造成坍塌。起吊采用摇头扒杆或电动卷扬机，分节高度0.5～1.5m，开挖一节，护壁施作一节。现浇钢筋砼护壁采用自制钢模板，每节段由三块拼装而成。浇注砼时拆上节、支下节，自上而下周转使用。

　　2.1谷底2#/3#墩挖孔技术安全

　　由于谷底地层为2-3m厚漂石土，稍密-中密状，砂卵石充填。河流为季节性河流，处在夏季施工，突发性洪水和孔壁坍塌对人工挖孔施工是最大的潜在危害。具体做法是：在桥位河流上游50米外做拦水引流坝，防止洪水冲毁桥基孔，并将洪水顺河沟一侧矩形混凝土截水沟（2m×1.5m）引向下游。桩位中心测放后，首先做进口防护。采用现浇混凝土，进口围护内径比桩径大15cm，围护应高出天然地面不小于25cm，防止水流回灌。根据现场地层侧壁自稳能力状况，开挖回次漂石层控制在1.0m，强风化石英闪长岩开挖回次控制在1.0m-1.5m，应及时进行护壁。该地层开挖不应采用爆破施工，震动能够使桩周岩土体结构扰动而变得松散，不仅降低了桩长摩阻力而且较强冲击波容易引起上部漂石层的坍塌。

　　2.2 0#台和1#墩支护技术安全

　　攀枝花方向的0#台和1#墩挖孔防护技术是本文论述的重点。由于地形和地层影响，人工挖孔施工可能破坏高边坡原有的应力状态，诱发边坡滑塌，引发安全事故。防护技术和采取措施是保证边坡在一定时间内稳定的关键因素。

　　攀枝花方向桥头地层表层为粉质粘土（含碎石），坡积作用形成，结构松散-稍密，厚度3m-8m，下伏强风化石英闪长岩。岩土软硬变化较大，且接触面下倾50°-55°。即使桥头路堑先行施工，卸除部分荷载，但路堑两侧土体仍然存在较大的荷载，正直夏季施工，对于深厚土体下缘的挖孔施工带来了安全隐患，经分析滑塌的可能性较大。

　　确保挖孔施工开始到混凝土浇筑，硬化达到设计强度的过程中，孔壁不变形、桩身不因剪切而破坏，是本次挖孔施工的首要任务。为保证坡体在挖孔施工时不坍塌常规做法是卸荷后施工和回填平衡发法。前者由于开挖土方量远远大于设计量，不仅在工期上不允许，而在不经济，严重破坏生态环境。采取回填平衡法进行防护施工，确保施工安全。

　　回填平衡法是建立在地形复杂地貌上的民用建筑桩基工程施工发展而来的，就是将复杂地形桩基施工划分几个工作区段，先做挡墙回填土平衡临界滑塌土体应力，使该区段土体处于稳定状态，然后开始挖孔施工和浇筑施工。

　　施工工序安排是：1）先对2#、3#墩进行开挖和浇筑施工，待其混凝土强度达到50%后，开始下一工序。2）对攀枝花方向桥头路堑进行施工，开挖并防护，起到坡顶卸载作用，减小下滑力；同时，在2#墩左侧5m-10m的区间内修筑挡墙，挡墙基础直接进入强风化基岩，承载力和抗倾覆性满足要求。3）待桥头路堑开挖结束，进行0#台桩基础的开挖和施工，此阶段当挡墙混凝土强度达到设计要求，并开始对1#墩作业平台段进行回填压实。4）此时，0#台桩基已施工完毕，达到强度要求，也起到了抗滑桩的作用，2#墩施工范围内在卸荷、抗滑、挡墙背后回填的作用下，上部土体滑动内力得到平衡，开始对2#墩桩基孔进行支护开挖和浇筑施工，就不会发生上部滑塌，对成孔、初期基桩病害造成安全隐患。

　　3、挖孔护壁厚度计算

　　根据地质条件分为左侧坡强风化岩护壁、河谷漂石层、强风化岩护壁、右侧坡土层、强风化层护壁三类。护壁厚度计算公式采用t≥KpD/（2fc），该地区不考虑地下水影响，故p=γHtg2（45°-φ/2）考虑。根据地质资料，主要考虑河底漂石层和右侧坡粉质粘土（含碎石）层为最不利考虑对象。采用C20混凝土，计算值分别为：≥2.8cm和≥4.6cm。常规护壁厚度为8cm，本次挖孔护壁采用厚度8cm的C20混凝土防护，由于漂石土和粉质粘土（含碎石）的级配特殊性和不均匀性，特增加φ8mm钢筋，间距20cm。

　　4、结论

　　殷家沟大桥挖孔施工防护安全技术的应用，在目前上部结构施工完毕的情况下未出现任何桩类缺陷，桩基施工的整个过程虽然工序管理上出现间断跳跃，但是没有出现任何因滑塌引起的任何安全事故，且工期和成本没有增加，认为是可行的。 说明特殊复杂地形和地质条件下，填土平衡法对于人工挖孔施工技术安全性起到了积极作用。今后建设逐步推向山区、重山区，地质、地形条件越来越复杂，认真研究地质条件，灵活应用填土平衡法进行人工挖孔前坡体防护技术，保证人工挖孔施工和桩基施工的安全，将工程建设质量推向新的高度，真正创建精品工程。