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[摘 要]介绍了一种低净空条件下，在深厚软土层中新增桩基加固桥梁的施工方法，该法具有对周边底层影响小，施工操作方便等特点，以期为类似项目提供参考。
[关键词]桩基工程；新增桩基；低净空；软土层；施工方法
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0258-02
1.桥梁概况
某大桥位于沿海高速软土地区段，于1997年底建成，中心桩号K2343+439；全长235.42m，桥跨组合为31.6m+3×50m+45.8m预应力钢筋混凝土连续箱梁，桥墩采用单柱式墩，钻孔灌注桩基础，支座类型为板式橡胶支座，伸缩缝为毛勒式伸缩缝。
根据某检测单位2015年12月1日对某大桥的病害检测结果如下：外观检查中发现该桥左幅1、2、3、4、5跨、右幅1、2、3、4、5跨箱梁箱内、箱外梁端腹板位置新增较多斜向裂缝、约三分之二裂缝缝宽超限，部分腹板斜向裂缝为箱内外对称分布，同时，发现在建成后，逐年交通压力倍增情况下，原桥的桩基发生沉降，根据桥梁检查结果，某大桥左、右桥被评定为四类桥。
根据设计方案，采取如下加固措施：（1）增加桩基、托梁，在原桥桩基两侧增加1.8m桩基，桩顶接托梁与原桥桩基连接。桩基、托梁采用C30钢筋混凝土。（2）桥墩墩身、盖梁加厚（3）增加防撞护栏（4）箱梁腹板加厚、增设腹板预应力钢束（5）箱内腹板顶增设混凝土倒角。
施工要求：在原桥桩基中心两侧3米处增加直径1.8m桩基，桩顶接托梁与原桥桩基连接。桩基采用C30水下混凝土浇筑。左、右幅1#～4#墩新增桩基16根，每根桩基孔深40m，桩基直径为1.8m。根据某大桥桥梁加固设计图纸，拟按照“先下部后上部”的原则进行旧桥加固施工。
某河河道水流平缓，水位差约1.0m。经现场对1#墩、2#墩勘探，地下地层分层及各土层深度如表1所示。现场测得地勘结果：
2.成孔方法选择
本项目新增桩基按摩擦桩设计，根据地勘结果，表层以下20米范围内均为淤泥层或者淤泥夹砂，因新增的桩基靠近原有桩基（中心距为3m），且桥下净空仅7米。既有成桩方式有：
①人工挖孔桩：目前翠林大桥桥址处实测地下水位高程约+1.20m，由于新增桩基处紧临河道，且周围土壤中含砂量较高。鉴于地下水位过高，人工挖孔40m深风险太大，故无法采用人工挖孔桩成孔。
②回旋钻或旋挖钻孔成桩：目前市场上回旋钻机机架最小高度均为10.8m，且回旋钻配反循环钻孔施工要求卵石粒径≯5cm（根据勘察资料，卵石层粒径15.8～16.5m），以保证泵吸排渣时不堵塞钻杆。另回旋钻、旋挖钻成孔在清孔后，孔壁的稳定性较差。
综合上述原因，回旋钻钻孔不适宜本项目。
③冲击钻钻孔灌注桩：拟采用的JK-8型冲击钻机长度约7.2m、宽度约2.0m、地面至桅杆顶高度7.2m，底盘自重约9.5t，冲击锤重约6t，设备不改装即可直接用于本项目钻孔施工。
正循环冲击钻机利用不断地提钻头、落钻反复冲击孔底土层，把土层中的泥砂、石块挤向四壁（即成孔后孔壁稳定性好）或打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用泥浆泵将钻渣返出孔外。
鉴于翠林大桥处卵石层较厚，考虑桩基钻孔、灌注施工安全等多方面因素，拟选用冲击钻正循环排渣进行桩基施工。经过讨论，研究和比较，最终选择采用在淤泥层采用全护筒跟进的方式进行施工，由于原桥桥底净空较低，将护筒分节制作加工，从而减少对周边底层的影响.采用低幅高频振动锤进行下沉钢护筒，钢护筒直径2米，护筒埋设完成后，
进行冲钻施工过程中对原有桩基的几何位置进行监控，以判断该施工方法的效果。
3.施工方法
1、施工放样
（1）沿原桥墩柱横桥向外轮廓点拉线，然后用测距交会法测量桩基横桥向的位置，并打入标桩。
（2）在距桩中心约2.5m的安全地带设置“十”字护桩。以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位，并用于以后控制钢筋笼的吊裝定位。
2、搭设护筒
钢护筒采用12～16mm厚的钢板Q235钢板卷制拼焊而成，护筒直径为200cm。根据现场净空要求，钢护筒在现场分节段加工成6m、4.5m、3m节段。
钢护筒的制作流程为：划线、号料和切割→矫正钢板边緣加工→卷板→单件组装→装配→焊接→分段接长。
钢护筒沉入主要机具设备采用DZ90型振动锤及50t汽车吊。
（1）采用挖掘机埋设钢护筒，护筒埋入较坚实的土层中至少0.5m。护筒在竖直方向的倾斜度不大于1%，护筒顶部高出地面30㎝，且护筒中心与桩中心的平面位置偏差不超过50㎜。
（2）护筒就位后，其外侧开挖分层回填捣密。
（3）启动DZ90振动锤电源开关，以10秒为一振动间隔，量测钢护筒偏位，并通过汽车吊主钩及吊臂变幅微调。
（4）钢护筒沉入距原地面50cm时停止锤击，按接长顺序吊起第2节钢护筒，并按试拼时的油漆标记与前一节护筒对接，保证钢护筒的轴线偏差在允许误差范围内，采用焊接方式连接。焊接要求如下：
①割除桩顶变形部分；
②接头处浮锈及油污清除干净；
③上、下节护筒焊接时校正垂直度，对口间隙2～3mm；
④接头焊接完毕冷却10min后继续锤击。
2、钻机安装
钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。
（1）钻机就位后用枕木支垫牢固，然后检查钻机钻头中心及桩位，确保在同一铅垂线上，要求垂直度偏差不大于1%。
（2）钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。
（3）对护筒的位置及直径进行复查，钻头钢丝绳中心与护筒中心的偏差≯5㎝。 （4）电力及机械系统运转正常。
钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。
（1）护筒内钻进阶段
钻机就位之后，开动钻机在护筒内进行“自造浆”。当孔内泥浆指标符合要求后，再慢速减压钻进。
3、冲钻施工
按照要求，进行钻机检查，并开始冲击施工，施工过程安排人员监督检查，确保钻锤落入钢护筒，每天检查钻机垂线是否发生位移。
4、冲孔桩机操作要点及注意事项
（1）开钻时孔内应先灌注泥浆。如孔中有水，可直接投放粘土，用钻头以小冲程反复冲击造浆，使护筒底口以下2～3m范围内的孔壁坚实、不漏，并竖直圆顺，能起导向作用。
（2）在圆砾土等松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用小冲程反复冲击，使泥膏，片石挤入孔壁。
（3）钻进过程中，必须勤松绳，少量松绳，防止打空锤，避免钢丝绳承受过大的意外荷载而遭受破坏。勤取碴，使钻头能经常冲击新鲜地层。取碴后应及时补入新鲜泥浆以保护护筒内水头。
（4）起落钻头时，速度宜均匀，不可过猛或骤然变速以免碰撞孔壁。
（5）钻进时，应经常检查钻头的转向装置，使钻头在钻进中能自由转动。发现钢丝绳磨损严重时，应及时更换。钢丝绳联接不牢固时及时加固，以防掉钻。
（6）钻进时，应使冲程在一定范围内经常变动，不可长时间采用同一冲程，以免冲成十字槽或梅花孔，而发生卡钻。
（7）经常检测泥浆性能，泥浆性能不好时，可采用投粘土，掺或，取碴等办法及时调整。
（8）如发现偏孔，应及时回填粘土和小片石进行纠偏，回填高度应高出偏孔处0.5m。
（9）钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。
（10）因故停钻时，应将钻头提出孔口，再开钻时应以小冲程冲击从小逐渐加大，过渡到正常冲程范围，更换钻头时，应检测钻头直径，以免卡钻。
（11）为了正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上做出醒目标记。
（12）为防止邻孔孔壁坍塌或影响邻近孔已灌混凝土的凝固，应待邻孔混凝土灌注完毕，并达到2.5MPa抗压强度后方可开钻，以免因震动影响混凝土质量。
（13）钻头进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻头撞击人身事故。
（14）孔深檢测：孔深通过系有测锤的测绳下放入孔中，将测锤放到孔底，手拉紧测绳，使测绳绷紧，直接从预先做好尺寸标记的测绳上读出孔的深度。测量时，在孔内选取3个比较平均的位置连续测3次，取3次测量值的平均值作为钻孔深度。孔深不得小于设计值要求，否则应重新下钻头继续钻进。
（3）沉渣厚度检测
沉渣厚度通过二次孔深的比较来检测，即终孔时与水下混凝土浇灌前的深度差值。
4.监控结果
现场进行第三方监控，监控结果如表2，表3：
根据第三方监控结果，邻近桥墩的水平、竖直倾角变化最大值仅1.742°，水平位移最大仅0.0004m、竖直位移最大仅0.0008m，均非常小，说明施工过程对周边地层的影响非常小，也证明，采用该种施工方案，能有效解决在地表层为深厚软土地基地区，低净空条件，下，新增桥梁桩基施工难题，为同行业的施工提供了参考。
参考文献
[1] 鸟泽良.道路与桥梁基础施工技术要点研究[J].黑龙江科技信息.2017（10）.
[2] 杨修志.浅论桥梁基础的选择[J].云南交通科技.2001（02）.
[3] 王新.淺谈桥梁基础的施工与养护[J].黑龙江交通科技.2014（02）.
[4] 王秋波.论湿陷黄土地质桥梁基础的施工技术[J].江西建材.2013（01）.
[5] 唐华萍.浅谈桥梁基础放样[J].黑龙江交通科技.2012（09）.
[关键词]桩基工程；新增桩基；低净空；软土层；施工方法
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0258-02
1.桥梁概况
某大桥位于沿海高速软土地区段，于1997年底建成，中心桩号K2343+439；全长235.42m，桥跨组合为31.6m+3×50m+45.8m预应力钢筋混凝土连续箱梁，桥墩采用单柱式墩，钻孔灌注桩基础，支座类型为板式橡胶支座，伸缩缝为毛勒式伸缩缝。
根据某检测单位2015年12月1日对某大桥的病害检测结果如下：外观检查中发现该桥左幅1、2、3、4、5跨、右幅1、2、3、4、5跨箱梁箱内、箱外梁端腹板位置新增较多斜向裂缝、约三分之二裂缝缝宽超限，部分腹板斜向裂缝为箱内外对称分布，同时，发现在建成后，逐年交通压力倍增情况下，原桥的桩基发生沉降，根据桥梁检查结果，某大桥左、右桥被评定为四类桥。
根据设计方案，采取如下加固措施：（1）增加桩基、托梁，在原桥桩基两侧增加1.8m桩基，桩顶接托梁与原桥桩基连接。桩基、托梁采用C30钢筋混凝土。（2）桥墩墩身、盖梁加厚（3）增加防撞护栏（4）箱梁腹板加厚、增设腹板预应力钢束（5）箱内腹板顶增设混凝土倒角。
施工要求：在原桥桩基中心两侧3米处增加直径1.8m桩基，桩顶接托梁与原桥桩基连接。桩基采用C30水下混凝土浇筑。左、右幅1#～4#墩新增桩基16根，每根桩基孔深40m，桩基直径为1.8m。根据某大桥桥梁加固设计图纸，拟按照“先下部后上部”的原则进行旧桥加固施工。
某河河道水流平缓，水位差约1.0m。经现场对1#墩、2#墩勘探，地下地层分层及各土层深度如表1所示。现场测得地勘结果：
2.成孔方法选择
本项目新增桩基按摩擦桩设计，根据地勘结果，表层以下20米范围内均为淤泥层或者淤泥夹砂，因新增的桩基靠近原有桩基（中心距为3m），且桥下净空仅7米。既有成桩方式有：
①人工挖孔桩：目前翠林大桥桥址处实测地下水位高程约+1.20m，由于新增桩基处紧临河道，且周围土壤中含砂量较高。鉴于地下水位过高，人工挖孔40m深风险太大，故无法采用人工挖孔桩成孔。
②回旋钻或旋挖钻孔成桩：目前市场上回旋钻机机架最小高度均为10.8m，且回旋钻配反循环钻孔施工要求卵石粒径≯5cm（根据勘察资料，卵石层粒径15.8～16.5m），以保证泵吸排渣时不堵塞钻杆。另回旋钻、旋挖钻成孔在清孔后，孔壁的稳定性较差。
综合上述原因，回旋钻钻孔不适宜本项目。
③冲击钻钻孔灌注桩：拟采用的JK-8型冲击钻机长度约7.2m、宽度约2.0m、地面至桅杆顶高度7.2m，底盘自重约9.5t，冲击锤重约6t，设备不改装即可直接用于本项目钻孔施工。
正循环冲击钻机利用不断地提钻头、落钻反复冲击孔底土层，把土层中的泥砂、石块挤向四壁（即成孔后孔壁稳定性好）或打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用泥浆泵将钻渣返出孔外。
鉴于翠林大桥处卵石层较厚，考虑桩基钻孔、灌注施工安全等多方面因素，拟选用冲击钻正循环排渣进行桩基施工。经过讨论，研究和比较，最终选择采用在淤泥层采用全护筒跟进的方式进行施工，由于原桥桥底净空较低，将护筒分节制作加工，从而减少对周边底层的影响.采用低幅高频振动锤进行下沉钢护筒，钢护筒直径2米，护筒埋设完成后，
进行冲钻施工过程中对原有桩基的几何位置进行监控，以判断该施工方法的效果。
3.施工方法
1、施工放样
（1）沿原桥墩柱横桥向外轮廓点拉线，然后用测距交会法测量桩基横桥向的位置，并打入标桩。
（2）在距桩中心约2.5m的安全地带设置“十”字护桩。以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位，并用于以后控制钢筋笼的吊裝定位。
2、搭设护筒
钢护筒采用12～16mm厚的钢板Q235钢板卷制拼焊而成，护筒直径为200cm。根据现场净空要求，钢护筒在现场分节段加工成6m、4.5m、3m节段。
钢护筒的制作流程为：划线、号料和切割→矫正钢板边緣加工→卷板→单件组装→装配→焊接→分段接长。
钢护筒沉入主要机具设备采用DZ90型振动锤及50t汽车吊。
（1）采用挖掘机埋设钢护筒，护筒埋入较坚实的土层中至少0.5m。护筒在竖直方向的倾斜度不大于1%，护筒顶部高出地面30㎝，且护筒中心与桩中心的平面位置偏差不超过50㎜。
（2）护筒就位后，其外侧开挖分层回填捣密。
（3）启动DZ90振动锤电源开关，以10秒为一振动间隔，量测钢护筒偏位，并通过汽车吊主钩及吊臂变幅微调。
（4）钢护筒沉入距原地面50cm时停止锤击，按接长顺序吊起第2节钢护筒，并按试拼时的油漆标记与前一节护筒对接，保证钢护筒的轴线偏差在允许误差范围内，采用焊接方式连接。焊接要求如下：
①割除桩顶变形部分；
②接头处浮锈及油污清除干净；
③上、下节护筒焊接时校正垂直度，对口间隙2～3mm；
④接头焊接完毕冷却10min后继续锤击。
2、钻机安装
钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。
（1）钻机就位后用枕木支垫牢固，然后检查钻机钻头中心及桩位，确保在同一铅垂线上，要求垂直度偏差不大于1%。
（2）钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。
（3）对护筒的位置及直径进行复查，钻头钢丝绳中心与护筒中心的偏差≯5㎝。 （4）电力及机械系统运转正常。
钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。
（1）护筒内钻进阶段
钻机就位之后，开动钻机在护筒内进行“自造浆”。当孔内泥浆指标符合要求后，再慢速减压钻进。
3、冲钻施工
按照要求，进行钻机检查，并开始冲击施工，施工过程安排人员监督检查，确保钻锤落入钢护筒，每天检查钻机垂线是否发生位移。
4、冲孔桩机操作要点及注意事项
（1）开钻时孔内应先灌注泥浆。如孔中有水，可直接投放粘土，用钻头以小冲程反复冲击造浆，使护筒底口以下2～3m范围内的孔壁坚实、不漏，并竖直圆顺，能起导向作用。
（2）在圆砾土等松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用小冲程反复冲击，使泥膏，片石挤入孔壁。
（3）钻进过程中，必须勤松绳，少量松绳，防止打空锤，避免钢丝绳承受过大的意外荷载而遭受破坏。勤取碴，使钻头能经常冲击新鲜地层。取碴后应及时补入新鲜泥浆以保护护筒内水头。
（4）起落钻头时，速度宜均匀，不可过猛或骤然变速以免碰撞孔壁。
（5）钻进时，应经常检查钻头的转向装置，使钻头在钻进中能自由转动。发现钢丝绳磨损严重时，应及时更换。钢丝绳联接不牢固时及时加固，以防掉钻。
（6）钻进时，应使冲程在一定范围内经常变动，不可长时间采用同一冲程，以免冲成十字槽或梅花孔，而发生卡钻。
（7）经常检测泥浆性能，泥浆性能不好时，可采用投粘土，掺或，取碴等办法及时调整。
（8）如发现偏孔，应及时回填粘土和小片石进行纠偏，回填高度应高出偏孔处0.5m。
（9）钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。
（10）因故停钻时，应将钻头提出孔口，再开钻时应以小冲程冲击从小逐渐加大，过渡到正常冲程范围，更换钻头时，应检测钻头直径，以免卡钻。
（11）为了正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上做出醒目标记。
（12）为防止邻孔孔壁坍塌或影响邻近孔已灌混凝土的凝固，应待邻孔混凝土灌注完毕，并达到2.5MPa抗压强度后方可开钻，以免因震动影响混凝土质量。
（13）钻头进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻头撞击人身事故。
（14）孔深檢测：孔深通过系有测锤的测绳下放入孔中，将测锤放到孔底，手拉紧测绳，使测绳绷紧，直接从预先做好尺寸标记的测绳上读出孔的深度。测量时，在孔内选取3个比较平均的位置连续测3次，取3次测量值的平均值作为钻孔深度。孔深不得小于设计值要求，否则应重新下钻头继续钻进。
（3）沉渣厚度检测
沉渣厚度通过二次孔深的比较来检测，即终孔时与水下混凝土浇灌前的深度差值。
4.监控结果
现场进行第三方监控，监控结果如表2，表3：
根据第三方监控结果，邻近桥墩的水平、竖直倾角变化最大值仅1.742°，水平位移最大仅0.0004m、竖直位移最大仅0.0008m，均非常小，说明施工过程对周边地层的影响非常小，也证明，采用该种施工方案，能有效解决在地表层为深厚软土地基地区，低净空条件，下，新增桥梁桩基施工难题，为同行业的施工提供了参考。
参考文献
[1] 鸟泽良.道路与桥梁基础施工技术要点研究[J].黑龙江科技信息.2017（10）.
[2] 杨修志.浅论桥梁基础的选择[J].云南交通科技.2001（02）.
[3] 王新.淺谈桥梁基础的施工与养护[J].黑龙江交通科技.2014（02）.
[4] 王秋波.论湿陷黄土地质桥梁基础的施工技术[J].江西建材.2013（01）.
[5] 唐华萍.浅谈桥梁基础放样[J].黑龙江交通科技.2012（09）.