浅谈水上裸露岩面灌注桩施工技术


  摘 要:根据新会港区嘉洋码头灌注桩施工实践,简要介绍水下浅覆盖层灌注桩施工的要点。
  关键词:水下灌注桩 浅覆盖层 施工
  灌注桩以其适应各类土质的能力,广泛的被应用在码头桩基础上。随着我国港口的发展,码头建设规模越来越大,桩基承载力也越来越高,桩基直径大,入岩深度也在不断加长。但常因地质的原因,水上作业的局限,施工中经常出现浅覆盖层护筒施打困难,灌注桩漏浆无法施打,本文以新会港区嘉洋码头为例,浅要介绍水下浅覆盖层裸露岩面冲孔灌注桩施工的要点。
  1.工程概况
  新会港区嘉洋码头,位于江门崖门水道的下游河段左岸,距离下游的崖门大桥约3km。码头桩基采用冲孔灌注桩,共183根,桩径1.5米,所有桩均嵌岩,嵌岩深度4.5m-6m。码头结构如图一。
  2.地质条件
  2.1地基岩、土层的分布
  勘察查明,场地地基岩、土层的分布及其物理力学性质自上而下依次为:
  ①淤泥(Qmc):灰黄、灰黑色,主要由粘粒组成,含腐植质及少量粉细砂、贝壳,流塑,饱和。②砾质粘性土(Qel):灰黄、灰白、褐红色,为花岗岩风化残积土,主要由粘粒组成,含砾石、粗砂、云母片,硬塑。③全风化花岗岩(J31bηγ):灰黄、灰白、褐红色,残留粗粒花岗结构,岩石已完全风化成砾质粘性土,呈坚硬状。容许承载力q0建议取400kPa。④强风化花岗岩(J31bηγ):灰黄、灰白、褐红色,残余粗粒花岗结构,岩石强烈风化成土状~半土半岩状,节理裂隙发育,岩芯破碎,遇水软化。属极软岩,岩体基本质量等级V级。⑤中风化花岗岩(J31bηγ):褐黄、灰黄、灰白色,粗粒花岗结构,块状构造,节理裂隙较发育,岩石致密,较坚硬,岩芯呈柱状,锤击声较脆,较难击碎。属较软岩,岩体基本质量等级Ⅳ级。⑥微风化花岗岩(J31bηγ):灰黄、灰白色,粗粒花岗结构,块状构造,岩石致密坚硬,岩芯呈长柱状,锤击声脆,较难击碎。属较硬岩,岩体基本质量等级Ⅱ级。
  2.2因疏浚后土层变化
  本项目因桩基础施工前,业主单位已对港池及码头平面位置进行疏浚,码头平面位置浚深后标高为-9.6米,改变了原土层厚度,部分水底土质已到达强风化及中风化岩。
  该项目施工过程中,因地质的变化,导致灌注桩施工中护筒施打困难,埋深不足,出现漏浆,灌注桩无法正常施工。
  3.裸露岩面施工中采取的方法
  因部分护筒直接打在裸露岩面上,原护筒埋深不足,施工过程中漏浆严重。根据计算及经验,充分考虑成本及施工可行性,本项目采取如下的方法:
  (1)本项目因海上施打灌注桩,采用搭设钢平台作为桩机作业平台。平台搭设根据施工荷载及水流等影响另行专项方案设计,本方案不详细讨论。
  (2)根据测量放线的桩中心位置及设计的桩径、钢护筒直径的大小,在施工钢平台上开孔。
  (3)护筒埋设,护筒采用Q345材质,首节护筒采取加厚措施,由原8mm加厚到12cm,避免护筒口在施打过程中卷口、变形。同时,护筒口的加厚,也可起到止浆的作用。护筒就位后,采用吊机吊振动锤进行护筒埋设,由于護筒口的加厚,护筒基本可以振入岩面较浅的深度,但仍能固定好护筒位置,避免走位。
  (4)护筒施打后,立即校对桩位,在确认符合要求后,桩基就位冲孔,冲孔时仍可能出现漏浆情况。在未止浆前,泥浆无法正常循环清渣,可将护筒内外液面保持一定的压力平衡,冲锤开始冲孔作业。施工一段时间后,因孔内已有一定沉渣,施工进尺慢,这时吊起冲锤,将泥浆泵降至孔底进行沉渣,降渣土清至孔外。
  (5)采用以上清渣办法后,灌注桩已基本有一定进尺,这时需接长护筒,并用振锤将护筒振入孔底。因护筒已有一定埋深,基本能起到止浆。
  (6)经以上方法处理,灌注桩已能正常泥浆循环施工。
  (7)当冲击到设计标高后,进行第一次清孔工序的施工,清孔采用换浆法施工,即冲孔完成后,提起冲锤至距桩底20cm继续低击,然后以相对密度较小的泥浆压入,逐步把孔内悬浮的残渣和相对密度较大的泥浆换出。清孔后的泥浆密度小于1.1,泥浆粘度控制在17~20Pa.s,其含砂率不得大于2%,清孔结束时应测定孔底的沉淀,孔底的沉淀厚度符合设计和施工规范规定。清孔工作完成后,进行孔径、孔深、孔位、垂直度的检查,当这些指标达到要求后,通知监理工程师进行工序验收。验收合格后,才能进行钢筋笼的安装并二次清孔,再进行水下混凝土浇筑。
  4.施工工艺流程
  见图二。
  5.施工要点
  (1)护筒底下应注意采取加厚措施,施打过程中应控制好振锤,防止护筒变形。护筒埋设后,应采取措施固定护筒,防止因塌方造成护筒掉落孔中。护筒接高时,预留足够的接高长度,已施打的护筒也应采取措施防止下陷落入孔中。
  (2)当护筒无法打入岩层,造成护筒容易被水流冲刷走位时,可在护筒周围用砂袋或混凝土块加固,砂袋或混凝土块抛护时注意水流的漂移,必要时由潜水员进行配合。
  (3)因漏浆泥浆浓度不足,此时应随时测定泥浆浓度,浓度不足时,及时添加黄泥和水泥等进行造浆。泥浆比重控制在1.3~1.5之间。
  (4)在未能正循环施工时,注意观测桩锤进尺情况,进尺太慢时应及时吊放泥浆泵进行清渣,防止沉渣过多影响冲孔速度。
  (5)当护筒接长施打后,护筒底封闭完成不再漏浆时,可正循环进行冲孔施工,这时可常规进行冲孔作业。
  6.结语
  本项目桩基的施工能否顺利,关系到整个项目能否成功完成。通过以上方法,成功地解决了本工程裸岩面灌注桩施工的难题,加快了施工速度,并有效地节省了施工成本。
  以上施工方法只为抛砖引玉,作为以后类似地质条件下水上桩基施工的参考,不当之处敬请指正。
  参考文献:
  [1]张鹏升,水中基岩裸露地基桩基钢护筒冲孔埋置施工技术,基层建设,2015(15).
  [2]马立波,简述深水裸露硬岩钻孔桩施工要点,施工技术,2015(12).

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