平南港武林作業區二期碼頭工程水上沖孔樁施工

曾紹敏

摘要：本文介紹了武林作業區二期碼頭水上沖孔樁施工中的施工工藝和沖孔施工中遇到的問題及處理方法。

關鍵詞：武林作業區；水上沖孔樁施工；筑島平臺；鋼平臺；溶洞及斜巖；處理方法

一 概述

武林作業區二期碼頭工程由上游至下游依次布置2個2000噸級泊位，泊位長度同時滿足2艘2000噸級船靠泊要求。碼頭由1座碼頭平臺并通過3座引橋與后方陸域相接。碼頭平臺長度根據設計船舶靠泊作業方式取233.1m，寬度根據工藝布置取25m。本工程共有沖孔嵌巖灌注樁111根，其中Ф1800mm沖孔嵌巖灌注樁30根、Ф1600mm沖孔嵌巖灌注樁81根，Ф1800mm沖孔嵌巖灌注樁需嵌入中（微）風化巖不少于5.4m，Ф1600mm沖孔嵌巖灌注樁需嵌入中（微）風化巖不小于4.8m。

港區淺層巖溶較發育，其形態主要以溶洞（槽）、溶蝕裂隙為主，本場區勘探鉆孔共292個，其中88個鉆孔遇溶洞（槽），鉆孔遇洞（槽）率30%。

結合現場情況，本著適用節約的原則，1#泊位全部采取筑島作為樁基施工平臺，2#泊位采取筑島平臺與鋼平臺相結合的方式作為樁基施工平臺。

二 施工工藝流程

三 鉆孔樁施工方法

1、 鉆孔平臺施工

筑島平臺施工：水工平臺12號至30號排架區域所有樁基全部采用筑島形式，筑島寬度超出碼頭前沿線2m，考慮將在汛期進行施工，平臺高程設置為+25.0m。在筑島外沿設置圍堰，圍堰頂寬4m，結合近3年潯江水文資料，最高水位為+25.4m左右，因此在圍堰頂修筑1m寬土墻，土墻外設膜袋混凝土護面，即洪水期間沖孔樁能正常施工。圍堰上在A20與A21處加寬至6m，長度為8m（施工車輛會車道及吊車作業平臺）。整個場地形成單向坡，在筑島一側設排水溝，預防雨季平臺積水。筑島外側采用1：2.5的坡度放坡。筑島完成后，島體表面用壓路機壓實，以保證施工機械正常進入工作平臺，筑島用土工布護面、護腳護壁，堰頂高出施工期間出現的高水位1.2m。

鋼平臺施工：鋼管樁施工從岸側逐孔推進施工，鋼管樁沉放使用吊車配合振動錘打設，同時使用兩條浮船作為臨時作業平臺，以便于人員施工。

每一排架由4根鋼管樁逐排打設后隨即進行橫向聯系，橫向安裝28槽鋼與鋼管樁（鋼管樁施工成“U”）焊接固定，吊車過跨再逐跨起吊鋼管并進行定位逐排打設。

鋼管樁每天施打完畢后，用[14a槽鋼焊接鋼管樁縱向、橫向剪刀撐，以防管樁受水流沖擊傾斜或疲勞破壞，降低管樁的承載能力。

平臺開始施工時即設置航標，懸掛夜間紅燈示警等導向標志，以保證安全。

鉆孔平臺均采用Φ63cm樁基礎。施工前根據平臺設計圖，利用全站儀準確定出管樁位置，利用浮吊配合振動錘將管樁打入河床中。管樁完成打設后，搭設28槽鋼墊梁、25槽鋼作為分配梁和橋面鋼板，并完成28槽鋼的固定連接。完成鉆孔平臺搭設后，對鉆孔平臺用欄桿進行圍護。

為方便水上鉆孔樁施工，筑島圍堰與鉆孔樁平臺齊平，筑島與鉆孔平臺連成一個整體。

3、鋼護筒施工

鋼護筒采用8mm厚的鋼板制作，按規范護筒內徑比樁徑大20cm。鋼護筒內徑為2.0m和1.8m兩種。護筒底角及各管節均設置加強箍，護筒入土深度根據設計要求各孔鋼護筒埋設到巖石巖面，樁位無溶洞時，鋼護筒設置在地面至巖面上；樁位有溶洞時，鋼護筒設置在地面至溶洞底部。

4、水上鉆進成孔施工

（1）、鉆機選型

結合巖溶地質情況、巖石硬度以及入巖深度，選用沖擊成孔的方式成孔。

（2）、泥漿制備及泥漿循環

粘土中鉆進時，采用原土造漿；在較厚的砂層中鉆進時，采用膨潤土制備泥漿或在孔中投入粘土造漿，為使泥漿有較好的技術性能，適當摻加碳酸鈉等分散劑，其摻量為加水量0.5%左右。

（3）、鉆孔成形

樁機通過吊車和滾筒橫移就位，根據測量測定，樁機頂部的中心、轉盤中心連線與鉆盤垂直，護筒埋設好后，樁機就位，使沖擊錘中心對準護筒中心，要求偏差不大于±20mm。開始應低錘密擊，錘高0.4～0.6，直至孔深達護筒底以下3～4m后，才可加快速度，將錘提高至2～3.5m以上轉入正常沖擊。沖孔時應及時將孔內殘渣排出，每沖擊1～2m，應排渣一次，并定時補漿，直至設計深度。每沖擊1～2m檢查一次成孔的垂直度，如發生斜孔、塌孔或護筒周圍冒漿時，應停機，待采取相應措施后再進行施工。沖擊至巖面時，加大沖程，勤清渣。每鉆進100～200mm要取一次巖樣，并妥善保存，以便終孔時驗證。沖擊過程中，為防止跑架，應隨時校核鋼絲繩是否對中樁位中心，發生偏差應立即糾正。

（4）、鋼筋工程

鋼筋加工在鋼筋加工區完成；模具由φ25鋼筋制作成半圓形定位架，在定位架上按照主筋間距焊接φ12鋼筋作為主筋限位卡，用[8與預埋在混凝土地坪的型鋼相連并固定，將鋼筋籠出運端定位架做成可抽取裝置，以方便鋼筋籠出運。

鋼筋籠制作先在臺座的主筋限位卡上鋪設通長的主筋，接頭采用鐓粗直螺紋工藝，半邊主筋鋪設完畢后，按照圖紙間距在主筋上焊接加勁筋，然后在加勁筋上標出剩下半邊的主筋位置，將剩余主筋焊接固定。主筋通長成形后，在接頭處做上記號，分節在臺座前的條形基礎上進行箍筋制作。

鋼筋籠運輸采用自制的鋼筋籠小車專人負責運輸。16t吊車將鋼筋籠吊裝到小車上后，通過施工便道和臨時鋼棧橋將鋼筋籠運到指定的鉆孔平臺，再通過汽車吊或浮吊進行鋼筋籠的沉放，起吊采用兩點吊，鋼扁擔配合下沉。每節下沉完畢后均要將聲測管內注滿水。鐓粗直螺紋接頭保證上下節主筋各有3.5牙絲在套筒內。

（5）、水下混凝土澆筑

水上樁基混凝土采用商品混凝土，項目部試驗人員到商混站控制混凝土的各項指標，以保證送入樁基的都是優質的混凝土。

導管用直徑為φ35cm.水密性試驗合格后下放導管。導管使用前后均應涂油、編號，以保證灌注砼過程中不漏水、不破裂和有序使用。導管安裝時管節必須擰緊，同時保證導管底口距孔底30～40cm。

混凝土首封采用剪球法，采用12 m3的儲料斗和2 m3的漏斗，共可以儲料14m3，保證剪球的順利。

四 施工中遇到的問題及處理方法

1、護筒沉放沒有合適起重設備的處理

鉆孔樁鋼護筒插打垂直度的控制是樁基順利施工的首要環節。除在制作運輸工程中控制垂直度及橢圓度外，關鍵是護筒沉放工藝。我們最長的鋼護筒單節自重為14.9t，震動錘自重為9.34t，經計算分析采用50t浮吊作為施打輔助設備能滿足施工要求。施工中因種種原因采用的是30t浮吊，項目部采用先點振，再施打等措施，收到了一定的效果，但進行個別鋼護筒沉放時出現了較嚴重的溜樁現象，造成鋼護筒的垂直度不能滿足施工要求。后項目部引進了大噸位浮吊，用大型浮吊配合振動錘將其拔除再重新施打。

2、溶洞、斜巖、孤石處理方法

本項目遇到過超過護筒直徑的大溶洞，也遇到過單側掛住護筒幾十公分的孤石，還遇到過護筒范圍內高差達到1m的斜巖。最初采用各種方法進行嘗試，包括派潛水員用膜袋水泥圍堵護筒，但是效果都不理想，費時費錢，到后來用的方法簡單粗暴，填一車塊石再填半車黃土，一直填到距離護筒頂標高1m左右，用錘沖擊擠密，一次不行再次重復直到護筒能穩住，泥漿能止住；這樣的方法貌似功效低，也沒有技術含量，但綜合整個項目，采取這樣的方式反而效率是最高的，也是最經濟的。同時處理斜巖爆破法也是值得推薦的，具體方法就是在護筒范圍內按照梅花布孔，根據巖石強度控制藥量，根據斜巖高差控制孔深，將高出部分的巖石通過爆破破碎，從而達到護筒立得住，沖擊錘不卡錘，進而讓護筒立在一個相對平的巖面，最終按照常規施工。

3、樁頂標高至護筒頂標高過大，灌注樁超灌長度的確定

因施工平臺（護筒頂高程）與設計的樁頂標高有一定的距離，導致護筒的自由長度過大，最大達到了13.5米，且受樁孔內泥皮、測球自重、測繩伸長率、混凝土自身產生的浮漿等因數影響，在混凝土的澆筑過程中，很難對混凝土的實際超灌長度進行較為準確的控制。鑒于類似工程有出現接樁和超灌量達到5，6米的先例。我部采用了待灌注樁澆筑完后3小時便開始將護筒內泥漿抽干，然后技術員下到樁頂進行實地勘測，具體方法為：

1）、在樁頂選則18個均勻分布的點（根據樁的大小及準確度來確定取點的個數）；

2）、用兩米長的φ25螺紋鋼筋插入所選的點至有大量碎石的位置（一是憑手感，二是聽聲音），量出插入深度并記錄L1-L18；

3）、量出鋼筋籠頂標高H1與浮漿頂的差值H3即可以確定浮漿的頂標高H2；

計算式：浮漿頂標高： H2=H1-H3

實測混凝土頂標高：H=H2-L1（L18）

最后用在混凝土澆筑過程中測繩測得的數據與計算的數據相比較就可以得出測繩的偏差。

如11-5樁：

樁頂標高為：+8.65m 鋼筋籠頂標高為：+10.175m 澆筑時測得砼頂標高：+9.58m

鋼筋插入深度在0.75m-1m 鋼筋籠頂標高與浮漿頂標高差值為15cm

浮漿頂標高――H2=10.175m-0.15m=+10.025m

實測混凝土頂標高—H=10.025m-0.75m（1m）=9.275m（9.025m）

即實際超灌長度為0.375m-0.625m與測繩測得數據偏差為0.305m-0.555m

4、樁頂標高至護筒頂標高過大時，鋼筋籠頂標高對中的調整方法

因鋼護筒沉放時不可避免的有一定的傾斜度，鋼筋籠施工時工具籠長度達12米且鋼筋籠本身具有柔性。如果只是將工具籠中與護筒在護筒頂口對中，那么在樁頂位置很難保證鋼筋籠的對中，鑒于此做了如下的處理方法：

1、通過吊錘測出鋼護筒傾斜度K；2、測量鋼護筒頂口偏位；3、計算樁頂處護筒偏位值A；4、最上節鋼筋籠下放前，根據計算處的偏位值，焊接相應長度的調校鋼筋撐；

七 結語

本單項工程經過方案的比選，采用筑島和搭設鋼平臺的方法，充分利用了我司已有的船機設備和施工經驗，大大節約了成本，降低了施工風險。在施工過程中，技術人員通過親身實踐采集第一手數據，為工程質量的控制提供了寶貴的現場資料，保證了樁基的質量降低了施工成本。通過對施工進度的實時監控，不斷優化方案，按時按質完成了水上樁基的施工任務，為后續工程的順利開展打下了堅實的基礎。

（作者單位：中交二航局第三工程有限公司）