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(guó)家油（汽油）儲(chǔ)備、油碼頭、陸域和管線設(shè)施FIDIC EPC工程項(xiàng)目底部構(gòu)造全為灌注樁，該項(xiàng)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(shè)計(jì)樁徑大0.1m鋼護(hù)筒開孔，正常樁采取回旋鉆開孔+沖孔鉆跟進(jìn)沖孔施工的方法施工，1#、2#泊位樁采取雙護(hù)筒+沖孔樁跟進(jìn)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(tái)鋼管樁及灌注樁鋼護(hù)筒入泥深度較淺，一方面鋼平臺(tái)穩(wěn)定性不足以保證履帶吊上平臺(tái)輔助灌注樁施工，項(xiàng)目利用達(dá)到強(qiáng)度的工程樁來對(duì)鋼平臺(tái)鋼管樁進(jìn)行連接加固，并逐步向遠(yuǎn)端推進(jìn)，順利解決了履帶吊上平臺(tái)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(hù)筒冒水

護(hù)筒外壁滲水，嚴(yán)重的會(huì)造成地基沉降，護(hù)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(fù)雜，施工人員素質(zhì)不一，都可能造成護(hù)筒冒水的情況發(fā)生。其中主要的原因就是埋設(shè)護(hù)筒的四周封土不嚴(yán)，或護(hù)筒水位差距太大，施工過程中鉆頭起落時(shí)的造成的碰撞。

2.2 孔壁坍陷

孔壁塌陷是鉆孔時(shí)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(duì)比研究后，很多情況也會(huì)造成此類情況的發(fā)生，具體可以分為以下幾個(gè)方面，即：泥漿護(hù)壁不達(dá)標(biāo)、土質(zhì)流失過于嚴(yán)重以及護(hù)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(xué)的灌注時(shí)間，不然將會(huì)致使孔壁塌陷的情況發(fā)生，致使人力物力的浪費(fèi)。

2.3 漏漿問題

從大量的施工經(jīng)驗(yàn)上看，漏漿基本上均是出現(xiàn)在護(hù)筒傾斜或移位的時(shí)候，更有甚者則會(huì)致使地基沉降，對(duì)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(huì)影響整體的工程建設(shè)。本項(xiàng)目施工中嘗試邊沖孔邊跟進(jìn)護(hù)筒、用澆筑砂漿或混凝土對(duì)漏漿進(jìn)行封堵，均不能解決護(hù)筒漏漿問題，就是因?yàn)?#、2#泊位疏浚原因，鋼護(hù)筒覆蓋層較淺，按正常工序下護(hù)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(jì)的不斷發(fā)展及技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)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(duì)整個(gè)港口安全的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用，而鉆孔灌注樁法又被港口工程所廣泛應(yīng)用。為了確保港口工程的能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，需針對(duì)上述施工常出現(xiàn)的問題采取相關(guān)解決方案，以保證工程的順利施工。

3.1 護(hù)筒冒水解決辦法

根據(jù)實(shí)地情況選用最佳含水量的粘土填埋護(hù)筒時(shí)，坑地與四周要分層夯實(shí)。選擇合適的高度對(duì)護(hù)筒開孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0～1.5m的水頭高度。開孔時(shí)注意不要碰撞護(hù)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(chǎng)情況用粘土在護(hù)筒四周填充加固，假如護(hù)筒快速沉降或位移時(shí)，應(yīng)當(dāng)重新安裝護(hù)筒。

3.2 孔壁坍塌解決辦法

在地表土層松散的情況下，應(yīng)適當(dāng)埋深護(hù)筒，周圍使用優(yōu)質(zhì)粘土填充護(hù)筒四周，用高質(zhì)量的泥漿灌注，采用科學(xué)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(dòng)和吊裝鋼筋籠時(shí)，避免碰撞走形，安裝時(shí)要對(duì)準(zhǔn)預(yù)留孔位，需要加長(zhǎng)鋼筋籠時(shí)要加快焊接時(shí)間，盡可能的縮短沉放時(shí)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(shí)間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時(shí)間。

3.3 雙護(hù)筒

雙護(hù)筒施工工藝能夠很好地解決漏漿問題。其施工程序是：在設(shè)計(jì)樁位先打比正常灌注樁護(hù)筒直徑多20cm的大護(hù)筒，在大護(hù)筒內(nèi)用常規(guī)手段沖孔鉆進(jìn)，完畢后清除廢料，沖進(jìn)至硬層2～3m并清除廢料，由專職人員測(cè)量記錄孔底標(biāo)高，下放正常鋼護(hù)筒直至孔底，雙護(hù)筒下放時(shí)必須保證護(hù)筒的豎直度，小護(hù)筒下放到位后用專用設(shè)備灌注水泥砂漿，并反復(fù)振搗夯實(shí)，砂漿灌注高度為設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)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(hù)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(hù)筒制作。為了減少護(hù)筒震埋時(shí)的阻力，而油碼頭鋼護(hù)筒分為直徑1.6m護(hù)筒和直徑1.3m護(hù)筒兩種護(hù)筒，樁徑為1.5m的灌注樁采用材料厚度為δ=10mm的Q235鋼板，護(hù)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(hù)筒直徑為1.3m。每節(jié)護(hù)筒間焊接采用坡口焊，減少震埋阻力。每節(jié)鋼護(hù)筒半成品長(zhǎng)度為10m。每節(jié)護(hù)筒焊接完成后須對(duì)每道接長(zhǎng)焊縫進(jìn)行加強(qiáng)焊，每道焊縫加焊4塊200mm×100mm×8mm鋼板。運(yùn)往灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng)，之前要先由質(zhì)檢人員須對(duì)鋼護(hù)筒的直徑、曲率和焊接質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后形成產(chǎn)品合格證書，鋼護(hù)筒的制作過程中轉(zhuǎn)運(yùn)、半成品堆放均由叉車配合汽車吊裝完成。

（2）鋼護(hù)筒下放安裝。汽車將其吊裝至拖車之前要測(cè)量放線完成后，才能轉(zhuǎn)運(yùn)。為了方便上與下節(jié)護(hù)筒對(duì)接，履帶吊吊起第一節(jié)護(hù)筒插入測(cè)量定好樁位中，并緩慢下放至護(hù)筒頂端高出平臺(tái)高度為1.5左右，在護(hù)筒上焊接四個(gè)［20槽鋼作為限位牛腿將護(hù)筒懸掛于平臺(tái)。吊裝下一節(jié)護(hù)筒時(shí)，要拆除限位牛腿吊絲扣才能進(jìn)行下一步程序。為了滿足規(guī)范要求第二節(jié)護(hù)筒吊裝須采用85t履帶吊懸掛90KW振動(dòng)錘進(jìn)行對(duì)接，對(duì)接時(shí)須用2m靠尺檢驗(yàn)相鄰護(hù)筒連接處，每個(gè)連接處按等邊三角點(diǎn)選取三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，保證兩節(jié)鋼護(hù)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(diǎn)，灌注樁護(hù)筒須下放至護(hù)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(dòng)錘緩慢沉降鋼護(hù)筒，若第2節(jié)護(hù)筒接長(zhǎng)沉降后護(hù)筒外覆蓋層厚度不夠5m，則加長(zhǎng)護(hù)筒并沉降至規(guī)定深度，沉降過程中使用定位架。

圖1 雙護(hù)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(shè)計(jì)樁徑大20cm鋼護(hù)筒并在后續(xù)作業(yè)中鉆孔超過中硬層2～3m后下放比設(shè)計(jì)樁徑大10cm正常護(hù)筒并利用砂漿填充中硬巖層中新沖出的2～3m及雙護(hù)筒間空隙，以密閉固結(jié)雙護(hù)筒間的縫隙，放置1d后砂漿強(qiáng)度滿足平衡護(hù)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(tái)后，平臺(tái)穩(wěn)定性足以支撐履帶吊輔助灌注樁施工，膨潤(rùn)土、鋼筋籠等材料可以直接由鋼棧橋運(yùn)送至灌注樁施工平臺(tái)，無需用駁船海上轉(zhuǎn)運(yùn)，節(jié)省一艘吊機(jī)駁以及材料運(yùn)輸駁，灌注樁施工及材料運(yùn)輸均不受海上風(fēng)浪情況影響，同時(shí)混凝土灌注也由海上攪拌船提供轉(zhuǎn)為岸上攪拌站供應(yīng)，攪拌船可提供上部結(jié)構(gòu)混凝土或做應(yīng)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(tái)前須確保工程樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，而雙護(hù)筒施工工藝則須確保雙護(hù)筒下放后的砂漿封閉，加固質(zhì)量及沖進(jìn)加固深度，可以有效地保證淺覆蓋層的施工鋼平臺(tái)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。