碼頭砌石護(hù)坡上沖孔灌注樁成孔控制

蔡曉偉 陳遠(yuǎn)雷

摘 要：本文通過某擴(kuò)建碼頭沖孔灌注樁實施過程中的工藝控制，介紹在老舊重力式碼頭端頭砌石護(hù)坡上的成孔方法，給出了漿砌石坡面上沖孔質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：漿砌石;沖孔;坡面

中圖分類號：U656.1 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2021）07-0141-02

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各地碼頭改擴(kuò)建工程越來越多，緊鄰原碼頭采用沖孔灌注樁施工時有發(fā)生。由于緊鄰原碼頭，沖孔施工易造成原碼頭結(jié)構(gòu)受損，且對灌注樁的成孔控制要求較高。

原有塊石或漿砌石進(jìn)行灌注樁沖孔施工相關(guān)研究較少。覃遠(yuǎn)[1]對復(fù)雜地質(zhì)，如溶洞、斜巖、夾層中沖孔灌注樁成孔工藝做了一些探討，其研究內(nèi)容重點局限于如何在復(fù)雜地質(zhì)條件下防止泥漿泄露。韋真廣[2]對拋石層上沖孔灌注樁的成樁工藝進(jìn)行了研究，給出了拋石層灌注樁沖孔質(zhì)量控制措施。

本文以某重力式碼頭旁新建高樁碼頭為例，介紹在碼頭根部護(hù)坡上沖孔灌注樁成孔施工控制的具體措施，為類似工程提供借鑒。

1工程概況

1.1 建設(shè)規(guī)模

某工程為原重力式碼頭改擴(kuò)建工程，改擴(kuò)建新碼頭為高樁碼頭。原碼頭竣工于1997年，共有3個500GT泊位。本次緊鄰原碼頭新建3個1000GT客運船泊位及1個1000GT客貨滾裝船泊位。新建碼頭主要采用PHC預(yù)制管樁結(jié)構(gòu)，在新舊碼頭連接處采用兩桁樁徑1.0米的灌注樁作為基礎(chǔ)。

1.2 地質(zhì)條件

施工場地地貌單元屬濱海灘涂地貌。現(xiàn)有碼頭區(qū)域為填海而成，填料主要為花崗巖石塊、砂土和粉質(zhì)黏土。碼頭端部采用砌石面層。

2成孔施工

2.1 施工工序

搭設(shè)臨時鋼平臺——放樣樁位——破碎表層護(hù)坡砌石——振沉護(hù)筒——樁機(jī)就位——泥漿制備——沖石排渣——沖孔——終孔。

2.2 成孔控制

2.2.1鋼平臺搭設(shè)

利用舊碼頭平臺作為一側(cè)支撐端，另一側(cè)以Φ630鋼管樁（壁厚10mm）頂端作為著力點架設(shè)雙I45b作橫梁，雙I45b頂設(shè)置I25b，間距碼頭平臺400mm、停車場平臺200mm，I25b頂面鋪設(shè)10mm厚花紋鋼板。

2.2.2樁位確定

測量員對樁位進(jìn)行放樣，在鋼平臺上標(biāo)識中心及邊界。后在鋼平臺上開樁位空，樁位孔按照1.4*1.4米切割，孔心與樁心重合。亦可以在鋼平臺安裝時，預(yù)留樁位孔。

2.2.3護(hù)筒安放

鋼護(hù)筒采用板厚10mm的鋼板按單個設(shè)計長度一次在廠家加工成型，內(nèi)徑為120cm。鋼護(hù)筒頂高出鋼平臺0.5m，底標(biāo)高為淤泥質(zhì)粘土下1m。現(xiàn)場根據(jù)實際下放深度，選擇接長或者截短。鋼護(hù)筒采用振動錘振沉，在下沉鋼護(hù)筒的施工過程中，振動錘必須平穩(wěn)，牢固的焊在內(nèi)鋼護(hù)筒頂部，并在護(hù)筒頂面的平面位置一定要居中，盡可能避免因偏心造成護(hù)筒產(chǎn)生偏斜。

2.2.4泥漿制備

選用粘土、膨潤土、純堿等配制優(yōu)質(zhì)泥漿。根據(jù)地層情況及時調(diào)整泥漿性能，泥漿性能指標(biāo)如下：

比重：1.10～1.30;

黏度：一般地層為16s～22s;松散易坍地層為19s～28s。

含砂率：新制泥漿不大于4% 。

膠體率：不小于95%。

pH值：8～10。

2.2.5沖擊成孔

沖擊表層護(hù)坡及拋石層：由于表面為砌石坡面，定位后，先用0.5米的沖程錘擊表面致破壞狀態(tài)，同時保證錘不側(cè)滑，直至在錘擊面不傾斜，停錘并安放短節(jié)鋼護(hù)筒，然后向樁孔內(nèi)添加一定數(shù)量的黏土，起到潤滑和保護(hù)錘頭的作用。

拋石層成孔時，沖程不宜大于1.0米，一邊成孔一邊跟進(jìn)振沉護(hù)筒，護(hù)筒單次振沉量，在不導(dǎo)致護(hù)筒卷邊的情況下，盡可能多下沉。

沖進(jìn)過程中，泥漿比重在1.2～1.3之間，若泥漿有流失，可添加適量水泥，在孔壁形成保護(hù)層，阻止泥漿流失。

每沖進(jìn)5米提升樁錘驗孔一次。

沖擊淤泥層：沖程選擇1.5米。由于淤泥層軟弱，容易塌孔，需根據(jù)現(xiàn)場情況，一是及時振沉護(hù)筒至不透水的黏土層，二是在泥漿中加入適量水泥、水玻璃等，形成護(hù)壁作用，防止漏漿并增加孔壁的安全性，每沖進(jìn)4米左右提升驗孔一次。

沖擊砂石層：沖程選擇1.0米左右，泥漿比重選擇在1.2左右， 能較好帶出沉渣為宜。每沖進(jìn)4米需提升驗孔一次。

沖擊黏土層：沖程選擇在1.0米左右，流入泥漿比重不宜高于1.2，利用孔內(nèi)黏土造漿，攜帶沉渣。

沖擊巖石層：進(jìn)入巖石層厚后，沖程選擇在0.7米左右，泥漿比重選在1.2以上，利于排渣。

清孔：達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，采用泥漿泵和撈渣筒結(jié)合清孔。

3常見問題及解決措施

3.1護(hù)筒傾斜

在拋石層，或者有傾斜的軟、硬地層鉆進(jìn)時，護(hù)筒振沉易發(fā)生傾斜。在淤泥層由于周邊泥質(zhì)已流動，容易偏斜。振沉護(hù)筒時，要在交角為60-120°的兩個方向做垂直測量。在有傾斜的軟、硬地層鉆進(jìn)時，低沖程或回填片、卵石，嚴(yán)重時灌注混凝土，沖平后再鉆進(jìn)。

3.2漏漿

在透水性強(qiáng)的拋石層和易塌孔的淤泥層中易漏漿。在開鉆時，多向孔內(nèi)投入片石、黃土，使護(hù)筒底部周圍的松軟土體被擠密，可降低發(fā)生漏漿的幾率。施工拋石、淤泥層時宜加入稠泥漿或回填黏土摻片石、卵石反復(fù)沖擊增強(qiáng)護(hù)壁。

3.3塌孔

施工時嚴(yán)格控制沖程高度;松散粉砂土或流砂中鉆進(jìn)時，選用相對密度、黏度、膠體率較大的泥漿;可投入粘土摻片石、卵石，擠入孔壁起護(hù)壁作用;護(hù)筒底口坍塌時，可上拔護(hù)筒并重新下放護(hù)筒，填入片石、黃土后再鉆;孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘質(zhì)土（或砂礫和黃土）混合物到坍孔處以上1～2m，待回填物沉積密實后再行鉆進(jìn)。

3.4卡錘、埋錘

在黏土層中，易發(fā)生卡錘、埋錘。施工黏土層，要降低泥漿的相對密度和黏度，適當(dāng)增大泵量，或向孔內(nèi)投入適量砂石，減小沖程，控制進(jìn)尺。

4結(jié)論

（1）沖孔灌注樁在漿砌石斜坡面沖孔需要先期采用較小沖程沖破砌石坡面。

（2）鋼護(hù)筒與泥漿兩個因素對成孔質(zhì)量控制較為重要，護(hù)筒振沉深度需隨沖進(jìn)深度增加，要及時調(diào)整;不同土質(zhì)下，及時調(diào)整泥漿的濃度。

（3）在易塌孔土層，采用在泥漿中添加水泥、水玻璃等材料，可有效減緩塌孔風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃遠(yuǎn).復(fù)雜地質(zhì)（溶洞、斜巖、夾層）中沖孔灌注樁的施工措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，000（001）：1616.

[2]韋真廣.水上大直徑?jīng)_孔灌注樁在拋石回填區(qū)的施工成孔技術(shù)[J].中國水運（下半月），2013，000（011）：338-339.