海港灌注樁施工問題及解決對策

陳劍+陳二龍

摘 要：沖孔灌注樁是水運行業港口水工建筑物廣泛應用的一種基礎形式，具有適應性強、施工操作簡單、設備投入不大等優點。本文結合高樁梁板結構在集裝箱碼頭接岸部分沖孔灌注樁施工，分析沖孔灌注樁在類似地質情況下施工過程中經常出現的問題及相應控制要點。

關鍵詞：沖孔灌注樁 高樁梁板結構 施工要點

針對某海港灌注樁施工出現的典型問題，結合當地水文地質及施工現場條件對成樁過程控制及成樁質量存在的問題進行分析，經過業主、設計、監理、施工專題研討會提出了相應的補救處理措施，并探討類似地質情況下該類型樁基在今后實際施工過程需注意的事項及相應對策。

1.工程概況

在深圳地區建設某5萬噸級集裝箱碼頭采用高樁梁板結構方案，對接岸部分考慮受臨近碼頭接岸拋石的影響采用沖孔灌注樁（Φ1200mm）基礎方案，其他部分采用大直徑管樁（Φ1200mm）方案（詳見圖1）。

根據地質勘察資料，本工程自上而下地層大體可分為五大層，即人工填土層（Q4 ml）、海積層（Q4m）、沖洪積層（Q3al+pl）、殘積層（Qel）及燕山期花崗巖風化帶（γ5 3），依風化程度自上而下分別為風化殘積土、全風化、強風化花崗巖，基巖頂面標高為-27～-41m。

2.施工出現問題

在灌注樁施工期間樁號A1-Ⅳ出現施工質量問題，該樁為Φ1200mm灌注樁，頂設計標高為1.56m，樁底標高為-32m（需入強風化巖以下2m），樁周土層見上述描述。該樁施工報告如下：

2010年1月27日下好護筒后開始沖孔施工（首節護筒長18.24m），通過錘擊進入粘土約1.5m，護筒底標高為-12.2m，2010年1月29日上午，發現掏渣不干凈，估計有塌孔現象，于是接一節護筒（1.52m）并錘壓，壓錘后護筒發生自沉，護筒頂淹沒水中，頂標高約為-1.3m，護筒底標高總長22.8m。

之后，采用在原護筒（Φ1250mm）外套一節16m長（Φ1650mm）的護筒止水后抽水露出原護筒口，將原護筒（Φ1250mm）駁接加長7.5m至平臺面，并將護筒固定在平臺上，孔內回填石塊及黃土后繼續沖孔。

2010年2月7日驗孔合格，終孔標高為-32.1m，泥漿性能檢測指標均符合設計要求，沉渣厚度滿足設計要求。2010年2月7日下午開始下鋼筋籠，完畢后接好澆筑混凝土的導管，于2010年2月8日凌晨2時開始澆筑水下混凝土，采用吊罐澆筑，澆筑過程的混凝土量遠比設計方量大，尤其當混凝土澆筑至護筒口時，混凝土面上升緩慢，由混凝土面深度為31m上升至28.4m的混凝土方量為30m3，平均每上升1m的混凝土方量達11.5m3，遠大于設計樁徑1.25m的每米的方量（1.2m3）。最終該樁澆筑實際混凝土量（103m3）比設計混凝土量（43m3）大60m3，整個澆筑過程耗時15個小時。

A1-Ⅳ灌注樁出現的異常情況現場向監理匯報后，項目部隨后組織相關部門人員進行原因查找和分析，主要是施工過程中對灌注樁的施工工藝了解不深，現場管理不到位所致。鑒于A1-Ⅳ灌注樁混凝土澆筑出現的異常情況，項目部首先組織安排了檢測單位進行超聲波檢測。超聲波檢測結果顯示樁身-29.0m以上檢測曲線正常，-29.0m以下檢測曲線出現異常。

針對此情況，為了更好的了解樁身結構情況，隨后項目部再安排了取芯檢測，本根灌注樁共取芯兩處，由于垂直度的偏差第一處取芯沖孔深度在16m左右遇豎向主筋，現場停止沖孔;第一處芯樣連續、完整、骨料分布均勻，混凝土芯樣抗壓強度平均值均高于設計強度（實測分別為40.2MPa和43.3MPa，設計強度為30MPa），芯樣反映該段樁身完整性較好。由于第一處取芯未取至設計樁身長度，現場調整下沖位置進行第二處取芯檢測;第二處芯樣反映主要是在孔深16m左右位置芯樣有較多麻面溝槽，30m左右存在夾泥段，根據現場沖孔情況（在28m左右位置連續見箍筋），29m左右以下芯樣已偏出樁身;第二處取芯芯樣抗壓強度樁身16m左右缺陷（較多麻面溝槽）位置為24.6MPa（該位置在第一處芯樣反映為連續完整），其余位置均高于設計強度（實測分別為41.5MPa、38.4MPa和42.2MPa）。

最后項目部對A1-Ⅳ灌注樁安排了低應變法檢測，檢測結果表明在樁身30.6m明顯缺陷，其它位置基本完整。

3.原因分析及對策

分析一：造成該樁主要的施工原因是由于護筒長度不夠清孔時塌孔所致，根據地質資料顯示，本樁位置處（標高-6m～-20m范圍）存在砂混粘土及砂混淤泥層，第一次施工的護筒底標高為-12.2m，并未穿透上述土層，施工在掏孔時砂質土受周圍側向壓力作用下，開始往該孔處流動，最終導致清孔的土質越清越多，兩天后施工方又接一節護筒（1.52m）并錘壓，之后又在原護筒（Φ1250mm）駁接加長7.5m至平臺面，這時護筒底標高剛好低于砂質土底標高，塌孔現象才避免出現。

對策：在施工前施工方就應該對該樁基周圍的土質進行經驗判別，確定鋼護筒的合理長度，對砂土較薄的位置控制好泥漿的密度、粘度和膠體率。

分析二：根據檢測單位提供的檢測報告和現場情況，可判斷該樁在施工期間護筒垂直度有些偏差，在抽芯試驗時應選擇在風浪較小的時機作業，第一次取芯失敗就是由上述兩種原因引起的。

對策：施工前要保證護筒的垂直度，避免以后出現施工誤差和檢測精度問題。

分析三：經過三項的檢測，對于A1-Ⅳ灌注樁判定缺陷主要是在樁頂以下30m位置。在樁身16m左右位置缺陷是局部缺陷，該位置在第一處芯樣是連續完整的，只是在第二處芯樣該位置有局部麻面和溝槽，其實測抗壓強度（24.6MPa）與設計強度（30MPa）接近，且該位置是在鋼護筒內（鋼護筒下至-24m標高），對樁身是一種很好加強作用，因此該部分局部缺陷是不需擔心的。

根據檢測結果在樁頂以下30m位置存在較大的異常現象，該樁施工時混凝土澆筑總量為103m3，方量遠大于設計方量43m3，根據現場澆筑情況，該樁體形成的是“大頭樁”（見擴孔示意圖），很大程度上增加了樁身側摩阻力，根據設計要求A1-Ⅳ灌注樁設計以摩擦型為主，根據保守核算，在保證樁身30m范圍質量的前提下，該大頭樁樁基承載力即可滿足設計樁力要求。

對策：樁頂下16m處出現局部缺陷由于施工期間振搗控制問題;樁身30m以下出現異常，根據使用荷載進行樁身實際斷面復核，承載力滿足要求;對取芯孔回灌漿時，施工需采用壓力灌漿，對16m處樁身缺陷位置也能直到補強作用。

4.結論

沖孔灌注樁是水運行業港口水工建筑物廣泛應用的一種基礎形式，具有適應性強、施工操作簡單、設備投入不大等優點。但是由于沖孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進行，其施工過程無法直接觀察，成樁后也不能進行直接開挖驗收，它又是最容易出現質量問題的一種基礎形式。分析沖孔灌注樁在施工過程中可能發生的事故，進行必要的防范是保證沖孔灌注樁成樁質量，確保基礎成樁施工安全的重要措施。發現問題要及時采取措施予以補救。endprint