復雜海島環境灌注樁施工難點及解決辦法

顧桃源 麥惠杰 中交四航局第二工程有限公司

1.工程簡介

本文將珠海市三角島碼頭施工項目作為研究對象進行分析，該項目地處廣東省珠海市內，其南北兩面靠近青州與大頭州，東西兩面在分別靠近桂山島與大陡（澳門),項目占地面積約為0.9km2。

2.地質條件及特點

施工人員鉆探后得出，該場所地質上覆地質為第四系海陸交互相沉積層與殘積層，下覆的主要成分是花崗巖。上部巖性以黏土、碎石等為主，底部分布較大范圍的燕山期花崗巖風化帶，受自然條件影響，存在較明顯的風化現象。本項目樁基類型多，PHC樁、鋼管樁和灌注樁施工是本工程進度控制的重點之一。對于該項目來說，樁基礎是最核心的基礎結構，其中包含灌注樁、PHC管樁以及鋼管樁等，部分鋼管樁和PHC樁須植入嵌巖，灌注樁樁直徑為φ1300mm和φ800mm，共182根；其他兩類共計需要102根，且有一般需要置于嵌巖中。保證樁基按照進度完成是本工程的重點之一。

3.沖孔灌注樁施工技術

懸吊沖錘，使該裝置與平臺面保持約1m的間距，必須經檢查后方可確定錘體的偏心程度，不滿足要求則不可沖錘施工。開孔初期以低錘密擊的方法為宜，施工過程中可摻入適量小片石粘土塊，并通過給予多次的沖擊處理以達到鑿壁護壁的效果。

遇巖層表面平整度不足的情況時，采取拋填塊石（20cm～30cm厚）的方法，并以提高孔底表面的平整性，再按照低錘快擊的方式加強處理，待其達到緊密狀態后，按正常的速度有序沖擊施工。泥漿比重可適度降低，以1.2為宜，此條件下有助于減小粘錘阻力，但不可過度降低泥漿比重，否則巖渣難以順利上浮，導致孔內沉積量增加。

在沖孔過程中會伴隨著石渣出現，易混入泥漿中，且少量殘留在孔壁內。所以，當進行施工的時候，應該提前進行標記，精準把握每次高度，防止因落錘高度超標引發鍛錘，也不可因為提錘過低而減小單次進尺（此時易延誤工期）。同時，松繩量適中，過少則容易打空錘，過多則容易偏孔。不僅如此，施工過程中還要考慮到不同地層特征合理把握沖程，對拋填塊部分應維持在1.5至2m之間；遇淤泥層時適當減小，即1.0m～1.2m；而對亞粘土層則應確保小于2m。

不僅如此，施工時還要嚴格控制泥漿比重，若是選用的泥漿比重小于1.2或大于1.3，則也會影響最終施工質量。若泥漿偏稀，將加大塌孔的發生概率，進尺也較慢；若泥漿偏濃，則容易出現斜孔、吸錘等質量問題，此時也會影響正常進尺。

4.沖孔施工期間可能存在的問題及預防措施

4.1 卡錘處理

沖孔過程中，若形成梅花形孔或是錘偏心較大，均容易卡錘，出現此類情況后，需及時處理，具體工作要點有：

（1）通過樁基鋼絲繩將打撈鉤固定住，隨后將其塞入孔中，與錘體連接緊密，起到保護鋼箍的效果，控制鋼絲繩之間的松緊，緩慢將錘體取出來。

（2）若是第一種方法不能成功取出錘體，則需要做出適當調整，即將滑輪固定在樁基底盤前側，通過調整滑輪的方式達到調節1#繩受力方向的效果，此過程中2#繩同步緊拉拔錘，為確保拔錘的安全性和有效性，可在底盤正前方、左右側配套定滑輪。

（3）在起重機和樁機的共同作用下拔錘，為確保施工安全，起重機應配備保護繩。

（4）對于前述所提方法均無法順利拔錘的情況，可引入爆破法。以空壓機為主要設備，清理孔內的沉渣，用測量繩檢測，確定卡錘的具體發生位置，向其中置入適量炸藥，同步拉筋1#、2#鋼絲繩，在此條件下引爆炸藥，以便使樁錘處于松動的狀態，隨即上拉沖錘。當取出卡錘后，需要進行更換，才能繼續沖孔。

（5）卡錘的預防措施。加強對錘齒的檢查，明確其磨損情況，必要時及時更換，以免因錘齒缺陷而形成梅花形孔；對于偏心較大的錘，不可投入使用，需及時更換；錘頂彈簧應具有可靠性和靈活性，定期維護或更換；按要求測量新錘尺寸，確保尺寸在設計范圍內。

4.2 漏漿的處理

受現場地質條件等方面的影響，施工期間易漏漿，此時需在沖孔時及時投入粘土塊，經過外力擠壓作用后堵塞漏洞，再擇機及時跟進鋼護筒。隨著沖孔量的增加，若在5m～6m時發生漏漿現象，應及時放置鋼護筒，沖孔過程中迅速跟進。

4.3 終孔、清孔及驗收

沖孔施工中，視實際情況及時補充泥漿，并加強對泥漿比重和稠度的檢查，采取動態化調整措施。直接在施工場所建造泥漿池，便于供給施工所用的餓泥漿。待沖孔完畢后，需對其高度、孔徑大小再次檢測，一旦發現不符合設計標準，需進行修改，直到達標才算完畢。

5.海上船舶施工平臺鋼管樁難點及措施

5.1 氣象、水文條件復雜

5.1.1 難點

該類型施工處于孤島環境，海浪惡劣，因此海上船舶施工平臺鋼管樁較為困難，且有效作業時間短。此外，由于施工易受到外界環境的影響，時常需暫停施工，因此導致施工周期較長，進度難以推進。例如：

首先，在進行鋼管樁施工的時候，由于海底地勢復雜多樣，經常遇到巖面傾斜等問題，在下放的時候往往會出現卷邊等問題。

其次，難以把控位置。在下放過程中，鋼管樁會受到水平推力的影響，自身同樣會出現傾斜，加大施工難度。

5.1.2主要措施

為了優化平臺搭設方案，由水上施打平臺樁改為“釣魚法”陸上推進施打平臺鋼管樁。依照釣魚法施工時，可以選用履帶式起重機、振動錘等設備進行配合：釣魚法施工設備選型釆用釣魚法施工，鋼管樁施工設備采用履帶式起重機配振動錘釣魚法施工履帶式起重機的選型：

（1）吊幅。棧橋標準跨為5.8m。

（2）吊重。本工程交通船泊位躉船平臺由于巖面較淺，浮式客船泊位靠船樁簇采用植入嵌巖樁，即分別選用了φ800mm×16mm規格的鋼管樁6個、φ600mm×16mm規格的鋼管樁12個，嵌入深度必須超過三倍樁徑長度；從端口部位注入C30型號混凝土，同時用混凝土對樁體和鋼護筒進行加固，待整個施工結束后才可割除鋼護筒。此外，施工過程中還要注意，所有靠船樁都應配備加強鋼管，其重量在7噸左右，且頂端封鋼板厚度應達到1.6cm；C30混凝土工程量為167.8m3。

（3）施工人員可以借助90K W振動錘、1000噸方駁及履吊帶等進行鋼護筒的固定，然后采用沖孔樁機沖出大于樁徑300mm以上的孔至設計巖面深度，清孔后，灌注水下混凝土，在混凝土初凝前用方駁+80噸履帶吊將鋼管樁吊入巖孔就位，同時借助振動錘使之沉入規定位置。

5.2 滑錘偏移問題

（1）灌注樁基礎遇陡坡式基巖，樁錘沖孔過程中出現滑錘偏移問題；當鉆孔過程中，如果滑錘受到推力產生偏移，則極有可能引起偏孔的問題。例如：①地勢出現斜坡巖面，起伏明顯；②在傾斜的軟硬地層交界處沖進；③巖面傾斜沖進；④巖層屬于砂卵層，多為大顆粒成分；⑤擴孔較大的錘頭難以把控操作精度，從而出現位置的偏移；⑥沖孔樁底座所處位置起伏較大，易發生沉陷或出現位置偏移。

（2）解決辦法：①安置機器的時候首先應確保底座處于平穩的地勢環境下，嚴格檢測滑輪邊、鋼絲繩卡孔、護筒中軸是否位于垂直線中；②若是出現錘頭搖擺需暫停施工，判斷孔位是否出現偏移，若是出現偏移要先進行調整；③當出現偏孔，首先要找出產生問題的根本原因，若是發現偏孔原因來自地勢存在斜坡，此時應先將偏孔填實，在重新進行沖孔。

6.結語

由此可見，沖擊成孔灌注樁的施工往往處于較為惡劣的壞境下，操作難度高。對于施工中所存在的種種難點，技術人員需迎難而上，分析具體問題，采取行之有效的解決辦法，保證灌注樁的施工質量。