鉆孔灌注樁在泥質(zhì)灘涂地質(zhì)條件下的施工方法

□張勇順

從上世紀60年代開始，人為活動的增加使環(huán)渤海入海河流水量急劇減少，導(dǎo)致所攜泥砂淤積在河口附近的潮間帶，80年代以后，沿海地區(qū)大面積興辦水產(chǎn)養(yǎng)殖，使一些岸段的海岸線逐步向海里推進，極易被風(fēng)暴潮沖毀，致使大量泥沙被沿岸流搬運。目前，環(huán)渤海地區(qū)許多河流下游和入海河口處均被嚴重淤積，使環(huán)渤海入海河口地區(qū)形成大面積泥質(zhì)灘涂。

近年，環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)發(fā)展迅速，經(jīng)濟發(fā)展離不開“水”，所以相應(yīng)的水利工程也逐年增加。水利工程中使用的樁基型式很多，但鉆孔灌注樁技術(shù)有著適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便的特點，因此是現(xiàn)在水利工程中應(yīng)用廣泛的一種樁基形式。在環(huán)渤海地區(qū)泥質(zhì)灘涂地質(zhì)條件下，鉆孔灌注施工受很多因素影響，質(zhì)量較難控制，而樁基工程施工的成敗往往決定著整個工程的成敗，所以如何保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量成為關(guān)注的重點。

1.施工難點

1.1 施工場地基礎(chǔ)條件差

樁機無法在地面固定，須搭建鋼平臺固定樁機。由于鋼平臺距離地面較高且設(shè)計樁頂位于淤泥層下，在完成鉆孔后，吊裝鋼筋籠時只采取常規(guī)吊筋進行固定和定位，極易發(fā)生鋼筋籠偏位。

1.2 易發(fā)生縮徑

由于地表層覆蓋層較厚的淤泥，流動性強，當(dāng)泥漿性能差時，不足以平衡鉆孔壁地層側(cè)壓力，致使孔壁向鉆孔突出而發(fā)生縮徑。

1.3 樁頂質(zhì)量控制難度大

表層覆蓋層較厚的淤泥層，特別是潮汐落潮時，由于孔內(nèi)壓力大于孔外壓力，極易造成鉆頭鉆進過程中孔內(nèi)泥漿因穿孔流失，同時也易造成鉆孔樁在混凝土灌注至護筒內(nèi)時混凝土下料困難，對樁頂質(zhì)量控制帶來較大隱患。

1.4 護筒不易埋設(shè)

在泥質(zhì)灘涂上進行鉆孔時，由于地表層覆蓋淤泥，護筒不易埋設(shè)牢固，進行鉆孔施工時，容易容易發(fā)生傾斜，造成塌孔。

2.施工措施

2.1 引籠定位

在鋼平臺上施工時，對鋼筋籠可采取制作可周轉(zhuǎn)使用的引籠進行定位，即在原鋼筋籠頂設(shè)置4～6根與鋼筋籠主筋同直徑的鋼筋與鋼筋籠進行機械連接，將鋼筋籠延長至護筒頂采取定位筋進行定位。

2.2 控制泥漿性能

泥漿液面須高于地下水位0.5m以上。開孔時鉆機輕壓慢轉(zhuǎn)，嚴格控制不同地層的泥漿性能，不能采用原土造漿，用提前制備好的優(yōu)質(zhì)泥漿及時置換鉆進中形成的劣質(zhì)泥漿。施工中要經(jīng)常測定泥漿的相對密度、粘度、含砂率等指標(biāo)。

2.3 控制鉆孔內(nèi)外壓力平衡

鉆進過程中對孔內(nèi)外鉆孔泥漿水頭高度進行有效控制，主要是根據(jù)潮汐的情況對護筒內(nèi)的泥漿進行抽出或添加，以此保證孔內(nèi)外壓力基本平衡，避免了由于孔內(nèi)壓力大于孔外壓力，造成鉆頭鉆進過程中孔內(nèi)泥漿因穿孔流失,以及混凝土灌注至護筒內(nèi)時混凝土下料困難等問題。在出現(xiàn)穿孔問題后,對穿孔位置進行砂袋回填即可有效阻止泥漿流失。

2.4 擴挖護筒坑

針對地表層覆蓋淤泥，且護筒未穿透淤泥層深入淤泥層底部這種情況，開挖護筒坑時直徑至少大于護筒直徑100cm，且深挖使護筒穿透淤泥層。在淤泥層范圍內(nèi)用粘土換填并夯實，再埋設(shè)護筒，并用粘土填筑護筒周圍，分層夯實，每層30cm。

3.典型案例

3.1 工程簡介

北排河擋潮閘除險加固工程位于天津市濱海新區(qū)新馬棚口村東南北排河入?？谔帲勺蟀独蠐醭遍l（1967年建）和右岸新?lián)醭遍l（1979年建）組成，兩閘并排布置，中間設(shè)40m寬導(dǎo)流墩。本次除險加固工程包括新、老擋潮閘除險加固兩部分，工程等別為III等，主要建筑物為3級。在老擋潮閘閘室拆除重建中，閘墩基礎(chǔ)由新增鉆孔灌注樁和利用原樁基兩部分組成，其中兩側(cè)邊墩共新增28根樁，樁徑1m；中墩在原樁基上、下游各布置一排樁，每排5根，樁徑 1.5m，單樁長均為20m。主要工程量為鉆孔總長：836m；混凝土（C25F50）灌注量為 942.6m3；鋼筋總量為58.05t。

3.2 工程地質(zhì)情況

該工程位于沿海泥質(zhì)灘涂區(qū)，地下水位高，地質(zhì)情況復(fù)雜，據(jù)勘探資料分析，地下土主要為砂質(zhì)粘土、軟粘土和粉土，成層狀分布。在30m深度的勘探范圍內(nèi)，從成因上來分，可分為兩個大的單元體。

高程-13~-15m以下為陸相沉積層，橫向的差異性較大，但大部分土的密度較高，呈可塑～硬塑狀態(tài)。

高程-15~0m為海相沉積層，這層土大都很軟，稠度大于1或接近1，呈流動狀態(tài)，該層土正處于閘底板附近，對于抗震穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定以及對基坑開挖、樁基施工等造成不利影響。

3.3 施工過程

施工前針對泥質(zhì)灘涂地質(zhì)條件及設(shè)計圖紙要求，進行試驗性打樁。經(jīng)過對試打樁情況進行分析，確定本次灌注樁施工采用泥漿護壁正循環(huán)鉆機造孔，導(dǎo)管法水下混凝土灌注成樁的施工方案。確定好施工方案后，提前做好準備，應(yīng)對施工中可能遇到的困難，采取有針對性的處理措施，所以本次鉆孔灌注樁施工能夠順利完成。所有灌注樁經(jīng)檢驗全部滿足設(shè)計要求，質(zhì)量評定均達到優(yōu)良標(biāo)準。