港口工程中鉆孔灌注樁質(zhì)量問題及解決辦法

蘇保明 中交上海航道局有限公司

1.工程概況

納米比亞國家油（汽油）儲備、油碼頭、陸域和管線設施FIDIC EPC工程項目底部構(gòu)造全為灌注樁，該項目灌注樁有直徑1.2m樁和直徑1.5m樁兩種，其中直徑1.5m樁主要為靠船墩、系纜墩樁（4#系纜墩除外），共82根，剩余樁全部為直徑1.2m樁430根。灌注樁施工前先做比設計樁徑大0.1m鋼護筒開孔，正常樁采取回旋鉆開孔+沖孔鉆跟進沖孔施工的方法施工，1#、2#泊位樁采取雙護筒+沖孔樁跟進施工方法。1#、2#泊位由于疏浚原因，中硬巖層上泥沙覆蓋層較淺，鋼平臺鋼管樁及灌注樁鋼護筒入泥深度較淺，一方面鋼平臺穩(wěn)定性不足以保證履帶吊上平臺輔助灌注樁施工，項目利用達到強度的工程樁來對鋼平臺鋼管樁進行連接加固，并逐步向遠端推進，順利解決了履帶吊上平臺輔助灌注樁施工的安全隱患，保證了灌注樁施工質(zhì)量及工期。

2.鉆孔過程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

2.1 護筒冒水

護筒外壁滲水，嚴重的會造成地基沉降，護筒傾斜或移位，造成鉆孔偏斜，乃至無法施工。由于施工環(huán)境復雜，施工人員素質(zhì)不一，都可能造成護筒冒水的情況發(fā)生。其中主要的原因就是埋設護筒的四周封土不嚴，或護筒水位差距太大，施工過程中鉆頭起落時的造成的碰撞。

2.2 孔壁坍陷

孔壁塌陷是鉆孔時一種多見的情況，而且也是一種比較常見的質(zhì)量問題，這種情況的形成主要是泥漿漏失以及氣泡的存在而產(chǎn)生的。通過大量的對比研究后，很多情況也會造成此類情況的發(fā)生，具體可以分為以下幾個方面，即：泥漿護壁不達標、土質(zhì)流失過于嚴重以及護筒內(nèi)水位太低等。在鉆孔灌注樁施工的過程中，必須熟練的控制鉆孔的操作速度，判斷科學的灌注時間，不然將會致使孔壁塌陷的情況發(fā)生，致使人力物力的浪費。

2.3 漏漿問題

從大量的施工經(jīng)驗上看，漏漿基本上均是出現(xiàn)在護筒傾斜或移位的時候，更有甚者則會致使地基沉降，對工程的施工產(chǎn)生不良影響。施工中涉及的環(huán)節(jié)很多，除了鉆孔問題，鋼筋籠上浮以及斷樁等，均會影響整體的工程建設。本項目施工中嘗試邊沖孔邊跟進護筒、用澆筑砂漿或混凝土對漏漿進行封堵，均不能解決護筒漏漿問題，就是因為1#、2#泊位疏浚原因，鋼護筒覆蓋層較淺，按正常工序下護筒沖孔施工，施工過程極易漏漿不能解決根本問題。

3.解決措施

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展及技術水平的不斷提高，對港口工程的質(zhì)量要求也日益提升。鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量對整個港口安全的質(zhì)量有著至關重要的作用，而鉆孔灌注樁法又被港口工程所廣泛應用。為了確保港口工程的能夠取得良好的經(jīng)濟效益，需針對上述施工常出現(xiàn)的問題采取相關解決方案，以保證工程的順利施工。

3.1 護筒冒水解決辦法

根據(jù)實地情況選用最佳含水量的粘土填埋護筒時，坑地與四周要分層夯實。選擇合適的高度對護筒開孔，使護筒內(nèi)保持1.0～1.5m的水頭高度。開孔時注意不要碰撞護筒，以免造成滲水情況。一旦發(fā)現(xiàn)滲水，立即停止作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場情況用粘土在護筒四周填充加固，假如護筒快速沉降或位移時，應當重新安裝護筒。

3.2 孔壁坍塌解決辦法

在地表土層松散的情況下，應適當埋深護筒，周圍使用優(yōu)質(zhì)粘土填充護筒四周，用高質(zhì)量的泥漿灌注，采用科學的方法提高泥漿的比重和粘度，保證筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。在挪動和吊裝鋼筋籠時，避免碰撞走形，安裝時要對準預留孔位，需要加長鋼筋籠時要加快焊接時間，盡可能的縮短沉放時間。安裝完畢后，3h內(nèi)必須完成灌注，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時間。

3.3 雙護筒

雙護筒施工工藝能夠很好地解決漏漿問題。其施工程序是：在設計樁位先打比正常灌注樁護筒直徑多20cm的大護筒，在大護筒內(nèi)用常規(guī)手段沖孔鉆進，完畢后清除廢料，沖進至硬層2～3m并清除廢料，由專職人員測量記錄孔底標高，下放正常鋼護筒直至孔底，雙護筒下放時必須保證護筒的豎直度，小護筒下放到位后用專用設備灌注水泥砂漿，并反復振搗夯實，砂漿灌注高度為設計施工設計高度，完成后密封孔底，為保證密封效果，盡量超灌1m，靜置1d，再按正常灌注樁沖孔施工組織施工。雙護筒有效的解決了淺覆蓋層漏漿問題，保證1#、2#泊位灌注樁順利完成。施工示意圖如圖1所示。

（1）鋼護筒制作。為了減少護筒震埋時的阻力，而油碼頭鋼護筒分為直徑1.6m護筒和直徑1.3m護筒兩種護筒，樁徑為1.5m的灌注樁采用材料厚度為δ=10mm的Q235鋼板，護筒直徑為1.6m；樁徑為1.2m的灌注樁采用材料厚度為δ=8mm的Q235鋼板，護筒直徑為1.3m。每節(jié)護筒間焊接采用坡口焊，減少震埋阻力。每節(jié)鋼護筒半成品長度為10m。每節(jié)護筒焊接完成后須對每道接長焊縫進行加強焊，每道焊縫加焊4塊200mm×100mm×8mm鋼板。運往灌注樁施工現(xiàn)場，之前要先由質(zhì)檢人員須對鋼護筒的直徑、曲率和焊接質(zhì)量進行驗收，驗收合格后形成產(chǎn)品合格證書，鋼護筒的制作過程中轉(zhuǎn)運、半成品堆放均由叉車配合汽車吊裝完成。

（2）鋼護筒下放安裝。汽車將其吊裝至拖車之前要測量放線完成后，才能轉(zhuǎn)運。為了方便上與下節(jié)護筒對接，履帶吊吊起第一節(jié)護筒插入測量定好樁位中，并緩慢下放至護筒頂端高出平臺高度為1.5左右，在護筒上焊接四個［20槽鋼作為限位牛腿將護筒懸掛于平臺。吊裝下一節(jié)護筒時，要拆除限位牛腿吊絲扣才能進行下一步程序。為了滿足規(guī)范要求第二節(jié)護筒吊裝須采用85t履帶吊懸掛90KW振動錘進行對接，對接時須用2m靠尺檢驗相鄰護筒連接處，每個連接處按等邊三角點選取三個點進行檢驗，保證兩節(jié)鋼護筒的直線度滿足樁基豎直允許偏差值1/75，即偏差d＜1.33cm。

（3）為了不出現(xiàn)漏漿、塌孔現(xiàn)象，根據(jù)油碼頭所處地理特點，灌注樁護筒須下放至護筒外覆蓋層5m以上才能保證正常沖孔過程安全穩(wěn)定，開啟振動錘緩慢沉降鋼護筒，若第2節(jié)護筒接長沉降后護筒外覆蓋層厚度不夠5m，則加長護筒并沉降至規(guī)定深度，沉降過程中使用定位架。

圖1 雙護筒施工工藝示意圖

4.施工效果

為了很好的解決灌注樁漏漿問題，本工程先下放比設計樁徑大20cm鋼護筒并在后續(xù)作業(yè)中鉆孔超過中硬層2～3m后下放比設計樁徑大10cm正常護筒并利用砂漿填充中硬巖層中新沖出的2～3m及雙護筒間空隙，以密閉固結(jié)雙護筒間的縫隙，放置1d后砂漿強度滿足平衡護筒內(nèi)泥漿壓力和沖錘沖擊產(chǎn)生壓力。利用工程樁加固平臺后，平臺穩(wěn)定性足以支撐履帶吊輔助灌注樁施工，膨潤土、鋼筋籠等材料可以直接由鋼棧橋運送至灌注樁施工平臺，無需用駁船海上轉(zhuǎn)運，節(jié)省一艘吊機駁以及材料運輸駁，灌注樁施工及材料運輸均不受海上風浪情況影響，同時混凝土灌注也由海上攪拌船提供轉(zhuǎn)為岸上攪拌站供應，攪拌船可提供上部結(jié)構(gòu)混凝土或做應急備用，很好的保證灌注樁混凝土澆筑。

5.結(jié)束語

工程樁加固鋼平臺前須確保工程樁強度達到設計強度，而雙護筒施工工藝則須確保雙護筒下放后的砂漿封閉，加固質(zhì)量及沖進加固深度，可以有效地保證淺覆蓋層的施工鋼平臺及灌注樁施工質(zhì)量，為以后的類似工程提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。