斜坡巖面灌注樁施工工藝及存在巖層夾層時內(nèi)護筒的應用

夏成權(quán)

【摘要】水上灌注樁施工中，常發(fā)現(xiàn)存在斜坡巖面、巖層夾層等地質(zhì)，該地質(zhì)條件造成灌注樁無法按常規(guī)工藝進行施工，其施工過程主要存在以下難點：①鋼護筒無法埋設(shè)穩(wěn)定；②沖孔過程易出現(xiàn)偏孔；③泥漿濃度無法保持，漏漿嚴重。針對此情況，結(jié)合工程施工經(jīng)驗，提出以下解決方法，加快斜坡巖面、巖層夾層等情況下沖孔灌注樁的施工速度。

【關(guān)鍵詞】斜坡巖面 巖層夾層 漏漿 灌注樁 內(nèi)護筒

0 引言

斜坡巖面、巖層夾層等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在沿海沖孔灌注樁施工中，其地質(zhì)條件給灌注樁施工造成很大難度，不但影響工程整體的施工工期和進度，而且也較大程度地影響了灌注樁的成樁質(zhì)量。本文針對此情況，提出了一些解決方法，并經(jīng)過實踐檢驗論證，使灌注樁施工進度和質(zhì)量在一定程度上得到了提高。

1 工程概況

粵東LNG項目水工碼頭工程位于廣東省揭陽市惠來縣前詹鎮(zhèn)溝疏村沿海，工程內(nèi)容主要包括引橋工程、碼頭工程和火炬平臺工程。引橋工程長1100m，頂面高程為+10.0m，基礎(chǔ)采用灌注樁（直徑1.2m，共366根），上部結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)澆橫梁、安裝預制T梁和現(xiàn)澆面層。

2 施工流程

（1）斜坡巖面施工流程

水上施工平臺搭設(shè)埋設(shè)鋼護筒護筒外拋填袋裝土斜坡巖面鉆孔爆破沖孔樁機就位沖孔造漿護壁成孔一次清孔安裝鋼筋籠和導管二次清孔澆注混凝土。

（2）巖層夾層施工流程

水上施工平臺搭設(shè)埋設(shè)鋼護筒護筒外拋填袋裝土沖孔樁機就位沖孔增設(shè)內(nèi)護筒沖孔造漿護壁成孔一次清孔安裝鋼筋籠和導管二次清孔澆注混凝土。

3 裸巖鋼護筒穩(wěn)定埋設(shè)

因灌注樁施工區(qū)域無覆蓋泥層，鋼護筒無法采用振動錘直接埋設(shè)。對此，采取鋼護筒頂面架型鋼進行固定，并利用施工平臺鋼管樁在水面處焊一道鋼箍，上下同時固定鋼護筒。

為了鋼護筒在沖孔過程中的穩(wěn)定，在灌注樁護筒四周拋填袋裝土，對護筒底部進行壓底，保證鋼護筒穩(wěn)定的同時，并能對護筒底口與巖面的接縫處可能存在的漏漿啟到防護作用。

4 斜坡巖面爆破處理

當巖層出現(xiàn)斷層、斜坡巖面等情況時，很容易造成偏孔、斜孔。為了解決斜坡巖面問題，一般采用拋填塊石進行小沖程沖擊，慢慢的磨平，但是工程實際情況中裸巖均為中風化巖，硬度高，依靠小沖程慢慢磨平需要時間將很長，同時在平臺上拋填塊石難度大。為此，決定對斜坡巖面的巖層進行爆破，使得巖層的巖石處于松散狀態(tài)，然后再沖孔施工。

爆破采用微差松動控制爆破方法，能有效地控制爆破振動效應，確保周圍環(huán)境的安全。在微差松動控制爆破后，巖石將開裂、凸起、松動，并使其往低面坍塌。這種爆破方法基于使用塑料導爆管非電起爆系統(tǒng)形成孔內(nèi)外時間微差，每組炮孔或每個炮孔起爆有足夠的時間間隔，爆破振動由單獨藥包作用。

具體施工程序如下：

（1）斜坡巖面判斷：和正常沖孔施工一樣，先開孔沖孔，在沖孔過程中注意檢查樁孔的垂直度，發(fā)現(xiàn)樁孔出現(xiàn)偏斜孔超過0.6%樁長或大于150mm時立即停止鉆進。

（2）地質(zhì)勘查鉆孔機就位：經(jīng)判斷，確認已遇到斜坡巖層后，先清孔將泥漿比重調(diào)至最小，避免在地質(zhì)鉆機鉆孔過程中出現(xiàn)過多沉積物，再將地質(zhì)勘查鉆機就位于樁孔位置。

（3）布孔與鉆孔：

A、根據(jù)孔樁直徑，在樁孔內(nèi)布設(shè)三個爆破炮眼。

B、地質(zhì)勘查鉆機就位，調(diào)整機位使得鉆桿位置處于斜坡巖面的較高側(cè)，并調(diào)整好鉆桿垂直度。

C、采用地質(zhì)勘查鉆機鉆孔，最深不超過3m（鉆孔孔徑D11cm）。鉆孔后，及時將導管（Φ6cm）插入鉆孔中，避免砂、石子等雜物在安放炸藥前出現(xiàn)淤積，致使炸藥不能下放到底。

D、按照以上步驟鉆第二、第三個孔，其鉆孔深度由斜坡巖層的厚度決定，如果斜坡巖層厚度未達到第一個孔的取芯厚度時只需超過斜坡巖層厚度下50cm；

（4）爆破炸藥安放：用繩子將炸藥和雷管綁扎成團，然后逐層綁扎上來，形成一個串狀體，導爆管連接時注意導爆索的搭接長度不少于20cm，務求接觸緊密，綁扎牢固。上部用塑料繩作為下放承受物，在底部采用取出巖石芯作為配重。

（5）網(wǎng)路連接與安全警戒：在使用導爆管非電起爆系統(tǒng)進行孔內(nèi)外微差松動控制起爆過程中，要注意孔外串聯(lián)雷管，切忌腳踩磕碰。放炮之前，人員及機械撤離到安全區(qū)，要設(shè)置安全警戒哨。

（6）爆破安全檢查：爆破之后，等滿規(guī)定的時間，爆破員進入爆破現(xiàn)場查看。由于可能存在“啞炮”等危險現(xiàn)象，應豎立危險標志，人員嚴禁入內(nèi)，待確認爆破區(qū)安全后，經(jīng)現(xiàn)場爆破負責人同意方可撤除警戒。

（7）沖孔樁機就位沖孔：地質(zhì)勘查鉆機移位，拆除導管，沖孔樁機就位開始繼續(xù)沖孔施工，若沖孔至地質(zhì)勘查鉆機鉆孔深度完后還是出現(xiàn)斜孔現(xiàn)象，則再次按以上步驟處理，直至孔樁達到設(shè)計標高為止。

5 存在巖層夾層時內(nèi)護筒的應用

在灌注樁沖孔施工過程中，發(fā)現(xiàn)部分灌注樁孔位處巖土分布依次是中風化巖層、砂層、強風化巖層和中風化巖層。護筒埋設(shè)穿過覆蓋層，底口在表面巖層上，因砂層埋深過淺，易出現(xiàn)砂層與海水相通，從而導致在沖擊過程中出現(xiàn)漏漿，且無法將沖孔后的碎石渣清理干凈。

漏漿原因分析：

（1）護筒底口埋深太淺，在底口處出現(xiàn)漏漿；

（2）夾砂層與海水貫通，受海水壓力的影響，造成海水與護筒內(nèi)泥漿進行交換，無法保持護筒內(nèi)泥漿比重。

漏漿解決方法：

（1）護筒底口埋深太淺，可以采取在護筒外圍拋填袋裝土，以防止漏漿。

（2）夾砂層造成的護筒內(nèi)泥漿與海水貫通，無法通過護筒外拋填袋裝土進行壓底解決。同時受表面巖層影響，采用鉆孔爆破處理后，鋼護筒未能跟進至夾砂層。為了徹底解決夾砂層所造成的嚴重漏漿問題，采用在原Φ1500mm鋼護筒內(nèi)增加埋設(shè)Φ1350mm內(nèi)護筒（設(shè)計樁徑1200mm），內(nèi)護筒埋設(shè)至夾砂層以下4m或至強風化巖層。解決夾砂層漏漿后，按正常沖孔樁施工至設(shè)計標高。

6 結(jié)語

（1）采取上述施工方法，可以有效保證斜坡巖面、巖層夾層等情況下的灌注樁成樁質(zhì)量。

（2）采取上述施工方法，在很大程度上減少斜坡巖面、巖層夾層等情況下灌注樁的成樁時間，保證工程工期進度。