鹅卵石覆盖层高强度花岗岩水库桥桩基施工技术研究

贾炜

摘要：本文结合工程实例，针对鹅卵石覆盖层高强度花岗岩水库桥桩基施工中的技术运用进行详细的研究，从对水库桥桩基的基本概况的了解、水库桥桩基施工与花岗岩类型和强度的关系、施工方案的可行性、施工中可能存在的问题以及建成后存在的安全隐患等进行缜密的分析，也重点阐释了写作此文的重要意义，以供给有关人员参考借鉴。

关键词：鹅卵石；高强度；花岗岩；水库桥桩基

水库的重要性在这里就不需要多说了，而水库桥桩基在水库建设中的位置更是重中之重的。现阶段，与较发达的国家相比较而言，我国在桥梁建设方面的技术是有所欠缺的，这就是要求我们必须加强对这方面的研究。桥桩基是桥梁的重要组成部分，他的重要性体现在：桥梁的总体结构及所能承受的重力将都由它来决定，类似于汽车的底盘，是桥梁的基础。这就需要我们针对此问题不断加强理论创新、进行更多地实践性研究，促使我国的桥桩基施工技术更加成熟。本文将以横江水库特大桥主墩桩基专项施工为例，对桥桩基的施工技术进行分析和探索。

1、水库桥桩基的基本概况

桩指的是埋入土中的柱形杆件，其作用是将上部结构的荷载传递到深部较坚硬、压缩性小的土层或是岩层上；桩基又叫桩基础，它是由基桩和联接于桩顶的承台共同组成的，一般分为两种，一是低承台桩基，就是当桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触；二是高承台桩基，桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，建筑上所使用的桩基一般是低承台桩基础，当桩基础用于桥梁上就可以称作桥梁基础，也就是桥梁下部结构与地基接触的部分称为基础，它是桥梁最下部的结构。它直接坐落在岩石或土地基上，其顶端连接桥墩或桥台，合称为桥梁下部结构。桥梁基础的主要作用就是承受桥梁上部结构所传来的全部荷载，再加上下部结构的荷载一起传递给地基。用于水库的桥梁对桥桩基的要求就更高了，与水库的安全使用息息相关，所以为了桥的安全和水库的正常使用，就必须要求在修建桥桩基的地基和基础要有足够的强度、刚度和整体稳定性，使其在桥梁和水库的重压之下不产生过大的水平变位或不均匀的沉降。总之，水库桥桩基对地基的要求更大，选择合适的地基和进行安全施工是很困难的。

2、水库桥桩基施工与地基上鹅卵石、花岗岩之间的关系

2.1桥桩基建设对地基础含有成分的要求（一下表格可以清楚的反应出之间的关系）工程土质分类表

通过上表可以清晰的看出，鹅卵石覆盖层高强度花岗岩显然是比第四类土质压实系数更大，质量密度也更大的，所以施工难度是可以想象的。

2.2与鹅卵石覆盖层高强度花岗岩之间的关系

从地质学上分析，花岗岩指的是大约在1亿年以前的中生代，在地壳运动的作用下，岩浆冒出地表，快速得到冷却的岩浆便形成花岗岩.此后距今几千年前，由于岩浆入侵引起花岗石错动挤压，从而产生了大量体积较小的石块，那些在水边的石块，经过长时期水的缓慢冲刷和自身的相互滚动，最终形成今天的鹅卵石.有的经过风化作用后被磨圆，成为鹅卵石.因为花岗岩的种类是多种多样的，并能够一一去分析，可以选取有代表性意义的来具体阐述。

假设某地区水库桩基所处区域是黑云母花岗岩。先从地理地质方面分析下黑云母花岗岩的主要是由石英、长石、黑云母、角闪石等矿物质组成的。而且它的密度一般是2790-3070kg/m3、抗压强度也可以达到1000-3000 kg/m2、还有个重要的指标就是肖氏硬度是大于HS 70的；正因为有以上特性，所以在此种区域进行水库桥桩基施工的强度大、硬度大，最主要的是桩基成孔速度慢等特点。如果再加上鹅卵石的覆盖，也就说明此地河水的冲力也是比较大的，这也就使得施工更加艰难，不仅钻孔是一大难题，做好桩基的防腐蚀、防风化的工作更是艰难。

3、施工中可能存在的问题

3.1花岗岩上成孔的问题

此项施工中最大的困难应该就是钻孔的问题了，然而成孔的效率以及加快成孔的速度是缩短工期的关键一步，所以在施工中必须解决在鹅卵石覆盖层高强度花岗岩上桩基成孔的问题由于花岗岩的硬度大、而且是高强度的，所以这对钻孔是很难的。必须要使用技术高超的有经验的工人，通过对地质的详细分析，掌握好钻孔的力度，力度大了会导致花岗岩的崩裂，导致施工中断，延误工期，力度小了，不能取得所想要的效果。因此在施工中必须解决好这个问题，这与施工效果和工期都有很紧密的关联。以具体事例为例：当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时若冲程过高对孔底振动大，易引起坍孔，宜采用1～2m的中小冲程，并加大泥浆浓度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。在易坍塌或流沙地段宜用小冲程并提高泥浆的粘度和相对密度。当通过低液限粘土的粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用1～1.5m的小冲程，防止卡钻、埋钻。在通过表面不平整的漂石或岩层，应先投入粘土、片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲进，防止发生斜孔、坍孔事故。当通过基岩类地层时，可采用大冲程使基岩破碎。在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。在停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。

由于主桥岩层以花岗岩为主，因而就比较坚硬，局部位置微风化花岗岩强度达到100MPa以上，在冲孔过程中应注意检查冲锤，每个墩应增加一个备用锤，防止冲孔过程中因为冲锤损坏导致窝工。

3.2对泥浆的处理

主桥桩基钻孔泥浆一律采用淡水造浆工艺。首先建立工地泥浆试验室，选用适合的膨润土和添加剂，调试配合比，配制性能稳定、沉淀少、护壁效果好、成孔质量高的淡水泥浆。

因为是水库的桥桩基，所以对这个施工的环保要求较高，浇筑砼过程中泥浆不能排放在水库中。这就要求不同的项目根据不同的地质来进行计算在桩基的建造过程中泥浆的产量，设置不同的储浆池，每个储浆池的规格必须要满足桩基的需要，能够存放桩基泥浆。钻渣及多余泥浆通过专门配置的泥浆管抽至储浆池后用泥浆运输车拉至指定的倾废区排放，确保水库的生态环境不受污染。泥浆性能控制，泥浆质量管理是钻孔作业中最关键一环。在施工区内建立现场工地试验室，专人负责，随时调整泥浆性能并记录备案，满足钻孔施工要求。清孔时采取换浆法，由泥浆车辅助配合（以下是钻孔泥浆控制指标表）

鉆孔泥浆控制指标表

3.3对桩基做防腐和仿风化处理

由于地表有鹅卵石覆盖，说明水力的冲击是很大的，所以在建造的过程中必须进行防腐蚀的处理。不然在建成后的使用寿命会大大降低的。但是进行了一些防护措施，是可以尽可能的提高使用寿命的。表面可以镀上耐腐蚀的保护膜，或者刷上防腐漆等等。能够通过科学的手段，从而达到一定的目的。

3.4在施工中要注意问题

由于冲孔是比较艰难的，所以必须要时刻注意施工中的安全问题冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒或孔壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥冲击人身事故；因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。这也就要求在施工中必须制定严格的安全是施工章程，确保工程顺利、圆满完成。

4、总结

本文结合具体例子，来具体罗列了在施工中所使用的方法，不仅有科学理论做依据，也有具体实践做支撑。通过对鹅卵石覆盖高高强度花岗岩水库桥桩基施工技术研究，可以更好的掌握此项技术，对此项工程的施工有重要的借鉴意义，体现了这个研究的深远影响，是很值得投入人力、物力、财力进行研究的。

参考文献：

[1]刘自明.《桥梁工程养护与维修手册》.人民交通出版.2004年第一版

[2]盛洪飞.《桥梁墩台与基础工程》.哈尔滨工业大学出版社.200年第一版

[3]强士中，周璞.《桥梁工程》.成都：西南交通大学出版社，2000？

[4]王伯惠、上官兴.《中国钻孔灌注桩新发展》.北京：人民交通出版社，1999