寧德漳灣作業(yè)區(qū)7號泊位工程嵌巖灌注樁施工技術

章華哲

（寧德港務集團有限公司，福建 寧德352100）

1 工程概況

本工程位于寧德市區(qū)東北約15km處，具體位于小歲嶼及已建的漳灣作業(yè)區(qū)8號泊位西側(cè)，交通便捷，地理位置優(yōu)越。根據(jù)設計要求，本工程碼頭及引橋采用板厚為δ=22mm（內(nèi)徑φ1200mm）的鋼管樁以及沖孔灌注樁（嵌巖樁）作為樁基結(jié)構(gòu)形式。灌注樁（嵌巖樁）外側(cè)護筒直徑分別為φ1000mm（引橋）、φ1400mm（碼頭）兩種規(guī)格。

2 灌注樁施工強度大

本工程灌注樁施工區(qū)域巖石抗壓強度高，嵌巖深度為4m左右，預計成樁速度為15～25天/根，擬投入14臺樁機，5個月完成樁基施工。

應對措施：制定灌注樁施工過程的應急預案，摸清地質(zhì)情況，過程跟蹤緊密，采用出現(xiàn)偏孔便及時回填塊石等措施，確保施工的時效性；灌注樁鋼筋采用機械接頭，單節(jié)制作長度12m，采用50t履帶吊保證其安裝進度，灌注混凝土的澆筑采用混凝土攪拌車自卸的方式施工，以保證其施工質(zhì)量和進度[1]。

3 整體施工方案

結(jié)合地質(zhì)情況及現(xiàn)場的施工條件，開工后半個月組織引橋岸側(cè)2個排架6根沖孔灌注樁平臺搭設，第一、二排架用鋼管樁及貝雷片搭設灌注樁平臺，縱梁、橫梁施工材料分別選用的是321鋼橋貝雷梁、I36b三拼工字鋼，面板為10mm厚的鋼板，平臺寬度為10m，鋼護筒用履帶式吊車帶90振動錘及導向架進行護筒沉放；近碼頭平臺的排架及碼頭灌注樁平臺搭設方案，采用在鋼護筒上加焊牛腿搭設簡易平臺供樁架及鉆機施工；引橋岸側(cè)2個排架6根沖孔灌注樁因其樁位均位于已座底的挖淤置換駁岸上。根據(jù)施工經(jīng)驗，無法保證采用打樁船能夠順利施打鋼護筒，因此為確保近岸兩排灌注樁樁位及沖孔順利，需采取雙護筒跟進，分階段有序?qū)?nèi)、外護筒埋設到位。在采取型鋼導向、限位措施后，對現(xiàn)場準備情況做詳細的檢查，確認無誤則用起重機吊90kW震動錘，以錘擊的方式推動首節(jié)護筒下沉，而后再安排沖孔；孔深超出護筒長度一節(jié)時，根據(jù)尺寸要求及時接長并繼續(xù)錘擊，按照前述提及的方法反復施工，直至護筒跟進到位為止[2]。

4 直樁沖擊成孔工藝

4.1 鉆機選擇及性能

綜合考慮嵌巖直徑、深度等基礎要求，做系統(tǒng)性的分析，進而選擇合適的鉆機。經(jīng)分析，選用的是性能穩(wěn)定可靠的JKL-8型沖擊鉆機，共14臺，性能參數(shù)如表1所示。

表1 JKL-8型鉆機主要性能參數(shù)表

4.2 鉆機安放及布置

由專員操控50t吊車，將事先準備好的鉆機轉(zhuǎn)至指定的孔位處，到位后檢測基座的水平度并予以有效地控制；起吊沖擊錘，對其姿態(tài)做適當?shù)恼{(diào)整，使錘中心與樁中心共線，而后再對鉆機做固定處理。成孔過程中，鉆機必須維持穩(wěn)定，以免移位，要求最大偏差不超過50mm。

鉆孔采用沖擊式鉆機，將沖擊錘提升至指定的高度后下落，期間可提供強烈的沖擊力，將鉆孔中的土、石劈裂，再有效擠密至孔壁中；對于產(chǎn)生的鉆渣，采取泥漿懸浮鉆渣的處理方法，而后用正循環(huán)的方式排出，且在注入泥漿后，可固結(jié)孔壁，提高穩(wěn)定性；為提高資源的利用價值，將帶有鉆渣的泥漿轉(zhuǎn)至沉淀池內(nèi)，于該處做有效的凈化處理，通過檢驗后再次投入使用。

4.3 工程測量

根據(jù)施工要求搭設了施工平臺，施工中，及時做好水準測量工作，同時用水準儀傳遞高程，且持續(xù)組織水準點的沉降觀測。在平臺上測放護筒的設計縱、橫軸線（此環(huán)節(jié)采用坐標法），用油漆在平臺上設置醒目的標記，以此為參照基準，完成導向架定位工作，理想狀態(tài)是導向架縱、橫軸線與護筒設計軸線重合。有序?qū)⒆o筒下沉到位，期間及時用全站儀進行觀測，針對護筒平面位置偏差、傾斜度做靈活的調(diào)整。鋼護筒到位后，測量中心坐標，將實測結(jié)果與設計要求做對比分析，判斷是否存在偏差，要求單樁的最大偏差不超過50mm；此外，還需測量護筒頂標高，結(jié)合測量數(shù)據(jù)和長度計算護筒底標高，進而對照地勘報告，判斷鋼護筒底部所在部位的巖土層類型，為了保證護筒的穩(wěn)定性，要求其進入強風化巖面至少500mm。

4.4 沖擊成孔

根據(jù)土層特性，富有針對性地設置沖擊行程，較為合適的是0.6～0.8m/擊，具體視實際情況而定；在巖石成孔環(huán)節(jié)，將沖擊行程增加至1.0～1.2m/擊。無論何種條件下的成孔，均要保證孔內(nèi)水位的合理性，即應當超過海域水位2.0m。

為順利成孔，施工中需注重如下幾點：其一，嚴格控制水頭高度。水位下降時，用泥漿泵從護筒內(nèi)抽出泥漿，待其升高后，則適當?shù)叵蜾撟o筒內(nèi)補充泥漿，即全程泥漿均要達到動態(tài)平衡的狀態(tài)。在靈活的控制方式下，保證水頭差在1～2m內(nèi)，不宜過大，否則容易引發(fā)泥漿反串、塌孔問題，隨之影響沖擊成孔效果。其二，加強對泥漿性能的控制。含砂率≤4%，相對密度1.2～1.4，黏度22～30Pa·s。若選用的是黏質(zhì)土，鑒于其性能相對較差的局限性，可以向泥漿中摻入適量的堿粉或其他的材料，有效提升泥漿的性能。按福建省內(nèi)常規(guī)經(jīng)驗，常用黏性強的海泥及黃黏土造漿，此外還需加強對失水率的控制。其三，淤泥層成孔。從地質(zhì)特性的角度來看，淤泥呈不飽和狀、流動性較強，為避免孔徑異常（偏小或偏大），需要低錘勤擊，并及時清漿，采取此方法降低泥漿的濃度。其四，細砂層成孔。在合理的區(qū)間內(nèi)適當增加泥漿的濃度，避免落錘高度過大，否則可控性較差，容易出現(xiàn)孔斜現(xiàn)象。其五，強風化、中風化巖層成孔。加強對錘牙、錘體的檢查，判斷是否有變形、受損；若巖面傾斜度偏大，較為合適的是向孔內(nèi)回填毛石或碎石，將巖石面修平。其六，加強對錘體的控制。沖孔施工環(huán)節(jié)，及時檢測錘的姿態(tài)，并對其轉(zhuǎn)向裝置采取針對性的控制措施，以免出現(xiàn)梅花孔；合理調(diào)控好鉆頭的起落高度，不可過大或過?。诲N落底時，調(diào)整好鋼絲繩，使其保持繃緊的狀態(tài)，否則易出現(xiàn)倒錘現(xiàn)象。其七，沖進過程中及時清渣，在此方式下確保成孔質(zhì)量可滿足要求，而經(jīng)過清孔后，需及時檢測泥漿的性能，將實測結(jié)果與設計要求做對比分析，此外檢測樁底沉渣厚度，要求該值不超過30mm[3]。

4.5 泥漿循環(huán)和排渣

泥漿循環(huán)采取正循環(huán)工藝，用雙軸泥漿攪拌機拌制性能滿足要求的泥漿，用于護壁。泥漿經(jīng)由專用泥漿罐做沉淀處理，而后循環(huán)利用，以提高材料的利用水平；對于沉淀后的廢渣，則用鐵駁船運輸至指定位置進行處理。正常情況下，每日安排1次廢渣運輸。禁止隨意排放泥漿，以免周邊海域污染而影響施工，必要時采取泥駁運輸至指定卸泥點。

4.6 終孔、清孔，成孔驗收

成孔至設計標高后，對巖性、孔傾斜度、孔徑等方面做全面的檢查，將實際檢查結(jié)果與設計要求做對比分析，判斷是否具有合理性，若有則予以處理，并辦理隱蔽工程驗收記錄。清孔環(huán)節(jié)，較為合適的是換漿法，經(jīng)過此環(huán)節(jié)后使沉渣厚度滿足要求，以嵌巖樁為例，則不可超過30mm，此外灌注的泥漿在黏度、含砂率、相對密度等方面均要滿足要求。鋼筋籠的吊裝和導管混凝土安裝等環(huán)節(jié)的前期準備工作時間較長，期間孔內(nèi)的沉渣可能有所增加，因此需要安排二次清孔。

4.7 灌注樁檢測

成樁后，用超聲波檢測法和低應變動力檢測法做無損檢測，判斷各樁的質(zhì)量。分別為每根樁設4根聲測鋼管，以套筒焊接的方法予以連接或采用套筒絲扣連接的處理方法，要求聲測管內(nèi)壁有足夠的嚴密性和平整性，加強防護，以免聲測管阻塞。依據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167－4－2012），合理組織高應變和取芯等相關檢測工作，據(jù)此對樁基質(zhì)量做系統(tǒng)性的評價。

5 結(jié)語

綜上所述，沿海碼頭工程施工條件特殊，在海浪、臺風等多重自然因素的干擾下，明顯施工難度加大。對于嵌巖灌注樁的施工而言，工程技術人員需要從實際情況出發(fā)，根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)、水文等基礎條件制定可行的嵌巖灌注樁施工方案，而后再合理開展工作，期間加強質(zhì)量檢查與控制，保證成樁質(zhì)量。