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1、灌注桩在抛石回填区域施工难题探讨摘 要:本文结合作者的实际施工经验，介绍爆破抛石回填区域钻孔灌注桩施工中遇到难题，并提出相应的处理措施，对类似工程部位施工有一定的借鉴作用。关键词：灌注桩；抛石回填区域；措施舟山岛屿某码头工程栈桥桩基由800PHC管桩和钻孔灌注桩组成，而码头后方是开山回填而成，地质情况复杂。在回填区域成孔施工过程中我们曾遇到不少难题，现在本文中浅议一些有关抛石回填区域灌注桩成孔的技术措施，及施工中可能遇到相关难题的处理措施。1 工程概况本工程结构形式为高桩梁板式，码头总长为1096米，码头分为前后两个作业平台，前平台宽为25米，后平台宽为15米，码头平台与岸侧联结由6座栈桥构成
2、，栈桥的宽度为10米，长短不一。栈桥基础由800mmPHC管桩和800mm钻孔灌注桩构成。该地区地形复杂，并且前期海堤施工时采取了爆破挤淤抛填法施工，造成滩涂区域拱起，大量的大体积块石抛填于海堤基础区域，深度达24米左右，海堤外侧水平范围25米左右，灌注桩长度由现场根据实际地质情况决定，设计要求桩尖进入2层两米，根据地质勘察报告体现地质情况来看，每根桩长为45米50米范围内。靠岸侧四个排架排架桩位范围内基础抛填块石体积较大，大则约1.5米，给灌注桩施工带来一定的难度。2 地质情况2.1 地形、地貌码头位于浙江省岱山县长涂镇小长涂山西岸，微地貌位于低于矮山丘的坡角及前缘上部覆盖层主要为新亚人工填
3、土，第四系海相沉积物，残疾积物。2.2 地质条件根据勘察接露地层情况，自上而下主要分布有第四系全新统滨海，浅海相沉积的淤泥，淤泥质土，粘性土。黏土夹砂砾，碎石（残坡积土）等。按其成因类型，工程地质特征、土性结构及物理力学性质的差异，可划分为7个工程地质（亚层）分别为：1、新人工回填块石层；2层黄灰灰色淤泥；1、层灰色淤泥质粉质黏土；2层灰色黏土为轻弱场地土；1层为粉质黏土，2层褐黄色草黄色粉质黏土夹砂砾；层灰灰绿色粉质黏土为中软场地土；1层粉质黏土；2层砂砾夹粉质黏土、碎石为中硬场地土；层强风化晶屑凝灰岩；层中等风化晶屑凝灰岩为坚硬场地土。拟建码头地段Vsv140m/s，覆盖层厚度1580m，
4、属于类场地，地质情况如地质柱状图所示（图1）：3 成孔施工3.1 施工总体布置本工程灌注桩主要以摩擦桩为主，施工基本机理是利用卷扬机吊起冲击锤，然后依靠冲击锤自由下落的冲击力击碎块石逐步成孔。水域灌注桩施工不同于陆域，水域工序繁杂，况且该区域地质情况特殊，施工人员必须具备先进技术和丰富的施工经验，科学、合理地安排施工。根据施工组织设计的总体规划要求，我方先进行6和3栈桥灌注桩施工，两座栈桥开通后，有助于码头工程上部结构施工，对整体施工进度有推进作用。每座桥安排两台施工机械，淤泥区域为钻孔桩机，抛填区域为冲击桩机，两台机械同步作业，冲击成孔完毕之后可以移至别的桩位施工，钻孔桩机从海侧开始向岸侧推
5、进，抛石区域成孔施工基本步骤为：精确测量定位；桩位基础开挖和埋设套筒；钢平台搭设；冲击钻机械就位；埋设护筒；冲击；钻孔。 3.2 施工机械的选择由于该区域地质的特殊性，以及施工工期比较紧张，成孔施工必须分两步进行，首先必须穿过抛石回填块石层后，然后再进行钻孔施工，所以在机械性能和机械数量选择方面尤其重要。结合施工的需要，现场配备2台冲击桩机、2台GPS-10钻机和2个冲击锤，每个冲击锤的重量为3t，冲击锤的牙齿采用平底十字花型；钻杆的累计长度为120米，并配备相应的辅助设备。3.3 施工平台搭设和护筒制作灌注桩在水域与陆域施工有所不同，水域必须预先在桩位处搭设一个10米宽平整钢平台，作为钻机施
6、工基础，方便机械左右前后移动，钢平台必须具备足够的强度、稳定性和钢度，以防施工过程中钢平台发生较大的沉降和失稳现象，同时也具备人行、材料运输、钢筋笼吊装钢护筒埋设，以及作为砼浇注通道等作用。因栈桥位置靠海侧4排架桩位基础标高较高，其地面一般在水面上，其他部位灌注桩基础为淤泥层区域，一般处于水面下，搭设钢平台方法有所区别，抛石区域块石较大，无法使支柱插入块石层中，为了防止平台的不均匀沉降，保证平台能够满足施工要求，施工人员在每个排架的轴线上，支柱的底部铺设通长20槽钢，槽钢与支柱要焊接牢固；淤泥区域地质软，必须采取相应安全保证措施：钢管底部要密封，离支柱底部3米处焊制一个400*400*5mm的
7、钢板，以此增大支柱在泥层内的支撑力，减少平台的沉降，在整个平台水平方向和竖直方向各排架间布设剪刀撑，提高钢平台的稳定性能。钢平台结构形式如图2、3所示。 要严格控制钢材的材质和护筒的制作质量，钢板的厚度一般在68mm，提高护筒抗周围块石的挤压力和提高底部护筒的抗击打力。3.4 测量定位施工钢平台搭设完毕后，技术员在岸侧用两台经纬仪，采用前方交汇法精确放样，把桩位定于平台上，施工人员根据放样桩位中心，焊制双层井字架，井字架层距为1.52.0m，要求钢护筒的位置精确和牢固，保证灌注桩在成孔过程不会发生偏位，控制桩身垂直度在规范偏差允许范围内。钻机施工人员把钻机移至桩位处，根据井字架中心位置前后移动
8、对中，然后埋设钢护筒，护筒中心与桩位中心偏差控制在30mm内，护筒顶高出设计桩顶标高1000mm，利用冲击锤敲打钢护筒的顶部，冲击锤下落要缓慢，不要过快，同时在冲击锤和钢护筒顶之间铺设木质垫板，让护筒顶部均匀受力，以防护筒变形。3.5 成孔施工施工平台搭设前对灌注桩基础必须进行开挖，在桩位中心位置开挖一个底部大于外套筒直径的基坑，并埋设大于灌注桩直径60cm的外套筒，套筒埋置的深度根据具体地质情况而定，一般在24米，同时再用细土石料沿外套筒外沿围住，并令挖掘机进行压实，以防跑浆，同时注意不能让套筒发生倾斜、变形和移位，保证外套筒的稳定性。在外套筒内部根据放样定位放置灌注桩护筒。基础开挖的作用为
9、：减少开孔的难度，加快施工进度；确保灌注桩的位置精确、稳定；减少冲击过程冲击锤对内护筒底部的磨损，确保护筒更好的跟进。 平台搭设好后，钻机就位开始冲击作业，由于不规则性回填，块石间错综复杂，密实性差，冲击锤的冲击力部分被吸收，且冲击锤在冲击过程中很容易发生倾斜，造成成孔弯曲现象，同时会导致钢护筒底部破损，施工中施工人员必须时刻注意钢护筒的跟进情况，判断护筒底部是否已破损。如果钢护筒无法再继续跟进，施工人员必须立即利用卷扬机或千斤顶把护筒慢慢拔出，同时向护筒内填充黏性土至地面（以防钢护筒被拔出时，周围块石发生塌孔现象，保证原来冲击成孔的完整性，减少重复施工的工作量），拔出护筒后，割除底部破损部分
10、然后再埋设，重新开始冲击。成孔快至块石层底部时，底部淤泥质粘土被排挤、挤压，块石层回弹力较大，冲击锤的冲击力大部分被吸收，冲击成孔效果不明显，此时要采取相应的措施，施工人员应不断的向孔内抛填黏性土，填充分层处的空间，减少底部块石层的回弹力，同时要提高冲击锤的冲程，加大冲击力，利用冲击锤把块石冲碎或把块石排挤入泥层中，直至冲击锤冲穿过块石层。当成孔穿透块石层后，冲击锤应继续冲击23米，确保块石已经排除完毕，钻孔无障碍时，施工人员更换施工机械，改为钻孔施工，但要保证钢护筒继续跟进7-8米，防止钻孔时土层部分塌孔，否则底部大量的块石滑至孔中，造成钻孔无法正常施工，甚至会造成钻杆无法拔出，影响施工的质
11、量和施工进度。4 成孔施工过程中注意事项和难题的相应解决措施4.1 抛石回填块石区域钻孔灌注桩施工中应注意事项：1）开孔时，应低锤慢击，以泥浆不溅出为宜，反复冲击造孔壁，保证护筒稳定。2）冲击过程中，要定期向孔内投放黏性土，利用黏土的包裹力使碎石上浮，提高每次冲击效率，并经常掏渣。3）确保冲击过程中钢护筒不断跟进，防止出现大面积塌孔现象。4）注意冲击过程中孔位的垂直度，发现倾斜现象应及时处理。5）注意控制冲程在23米范围内，防止冲击锤下落后倾倒，保证底部钢护筒的完整性，以便钢护筒更好的跟进。6）施工过程中，应时刻注意孔内泥浆的稠度，保证泥浆比重：1.31.5/Tm3；含沙率：小于4%;塑性指数
12、：IP17。4.2 施工中经常遇见难题的相应处理措施：1）护筒底部破损：应及时把护筒取出，同时应填入等高度的硬质黏性土，护筒取出后割除底部破损护筒重新埋设。2）冲击过程中出现斜孔现象：应及时采取措施，向已成型桩孔内填入块石至发生倾斜的断面，保证倾斜段恢复原始状况，然后把护筒底部拔高至倾斜断面处，重新进行冲击。 5 施工体会经过该抛填区域注桩的施工，体会如下：1、首先开工前根据施工计划整体布局，慎重选择机械的种类和数量，充分考虑钢护筒的原材料质量和厚度，不宜太薄；2、施工中注意空中泥浆浓度变化，控制冲击锤的冲程和牙齿磨损程度，如发现异常现象及时汇报立即根据要求处理；3、业主在进行港区建设时，对项目的施工顺序、施工工艺应进行统筹考虑，以免增加项目建设难度和造成不必要的经济损失。参考文献：1 JTJ285-2000，港口工程嵌岩桩设计与施工规程2 孙庆丰，钻孔灌注桩施工中常见问题及处理方法探讨，交通科技，20034
