◎ 劉榕彬 中交第三航務工程局有限公司廈門分公司

1.工程概述

1.1 工程概況

福州港松下港區(qū)防波堤二期工程位于福州市長樂區(qū)松下鎮(zhèn)牛頭灣作業(yè)區(qū)，建設內(nèi)容包括一條長2364.033m的拋石防波堤和一條連接通道（包含棧橋段和拋石斜坡堤段）。其中，連接通道棧橋長138.5m、寬8m，頂標高17.5m～15.5m。棧橋包含3個墩臺，每個墩臺布置4 根φ1600m m嵌巖樁。其中，1#、2#墩臺嵌巖樁要求進入中風化層不少于5m，其樁長分別為43m、30m；3#墩臺嵌巖樁要求進入中風化層不少于7m（位于西洛島礁盤處，覆蓋層較?。?，樁長為20m。棧橋兩端分別與一期防波堤、連接通道斜坡堤連接。

1.2 工程地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，連接通道棧橋嵌巖樁所在區(qū)域原地面標高為+3m～+5m左右，地質(zhì)情況由上而下大致可分為7層：①拋填石、②粉質(zhì)黏土、②-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③粉質(zhì)黏土混碎石、④中砂、⑤碎石混粘性土、⑥砂土狀強風化花崗巖、⑦中風化花崗巖。其中，拋石層厚度為9m～17m，1#墩臺嵌巖樁區(qū)域拋石層厚度最厚約17m，3#墩臺拋石層厚度約9m，為一期防波堤拋填的堤心石及護面大塊石石料，拋石層表面石料規(guī)格較小，系經(jīng)過長期海浪沖刷所堆積覆蓋的碎石層。

2.施工工藝

2.1 施工便道拋填

考慮到連接通道棧橋建設施工期較長，為了保障防波堤主體拋石施工進度，如果在棧橋建好后再進行防波堤主體堤心石拋填勢必影響工期，而且施工重載運輸車輛的通行容易對棧橋面層等造成損壞，往返施工車輛重量不同，棧橋兩側長期受偏心荷載作用，存在安全隱患。

經(jīng)過對現(xiàn)場的勘察測量，確定在棧橋北側拋填一條寬9m、標高為+11.0m的臨時施工便道連接一期防波堤和通道斜坡堤，施工便道填筑堤心石前，為了保證堤心石在填筑過程中不被涌浪沖刷損壞，減少塊石流失量，在低潮期間采用360挖掘機對施工便道兩側分段、分層碼砌大塊石護面擋墻，大塊石規(guī)格≥4t。北側由于受東北季風及臺風影響比較大，設計碼砌兩層大塊石護面擋墻，施工通道南側碼砌一層大塊石護面擋墻，保證碼砌的大塊石能夠形成一個整體。同時，該便道與搭設的3個嵌巖樁施工鋼平臺相連接，可作為棧橋樁基、墩臺材料運輸及混凝土澆筑施工機械的駐位平臺，并可抵擋防波堤外側涌浪，對施工鋼平臺及嵌巖樁施工起到很好的掩護作用，該施工便道將在防波堤施工完成后挖除。

2.2 施工鋼平臺搭設

樁基施工區(qū)域為一期防波堤拋填石，標高為+3～+5m，可在退潮時露出，地質(zhì)密實穩(wěn)定。故考慮采用挖掘機趁低潮對每個墩臺施工區(qū)域原地面進行開挖平整，在平整好的地面上澆筑3條混凝土條形基礎，并在此條形基礎中預埋鋼板，分別與每根φ630mm鋼管樁相連接，后續(xù)進行鋼管間剪刀撐和水平撐、36工字鋼橫梁及縱梁、14工字鋼分配梁、鋼面板鋪設及欄桿焊接加固，從而完成整體鋼平臺搭設施工。為了確保嵌巖樁開孔時鋼平臺穩(wěn)定，在鋼平臺搭設施工前，每根嵌巖樁位置預先埋設一節(jié)外護筒，其頂面需比原地面高1.0m，以利于后續(xù)外護筒接長施工。

2.3 鋼護筒施工

由于本工程嵌巖樁施工區(qū)域拋石層較厚（9m～17m），拋石層塊石間存在孔隙、透水性強，沖孔過程中易受漲退潮影響造成護筒滲漏現(xiàn)象，導致孔內(nèi)泥漿流失，塊石遭水流掏刷塌陷。故嵌巖樁成孔采用內(nèi)外兩層護筒施工工藝，外護筒φ1.8m、壁厚10mm，內(nèi)護筒為φ1.6m、壁厚16mm嵌巖樁鋼套管，根據(jù)設計要求，每根鋼套管均應沉樁至中風化層頂面。

搭設鋼平臺前，采用挖坑埋設法預先埋設一節(jié)外護筒，測量定位后采用挖掘機開挖，埋設一節(jié)長度為3m的外護筒，埋設時需采用全站儀測量平面位置及垂直度，每根樁施工前再接長外護筒，使護筒頂高出施工鋼平臺面0.5m。此外護筒起到引孔作用，并跟隨鉆孔施工不斷加長跟進，直至外護筒穿過拋石層后停止。

外護筒跟進時在其頂面蓋一塊厚度10cm的鋼板替打，用沖孔鉆機上卷揚機起吊沖擊錘輕輕敲打鋼板表面，起錘高度宜在30mm左右，以防護筒頂卷邊變形。待φ1.6m鋼套管沖孔至中風化層后，采用160t履帶吊配和振動錘一次施打沉放到位。

2.4 沖擊成孔

本工程采用的樁機為沖擊式鉆機，考慮以鄰近樁基的鋼護筒作為泥漿循環(huán)池，并設置漿渣分離裝置，放置于樁基施工平臺上，用泥漿泵抽取泥漿到漿渣分離裝置中過濾巖渣，過濾后的泥漿循環(huán)使用。

（1）沖孔。在開始進行拋石層沖孔時應低錘密擊，選用的沖擊錘為直徑1.75m、重量5t的十字型錘頭。沖孔時，該沖擊錘可使孔內(nèi)直徑擴大至約1.9m，更有利于外護筒跟進，至外護筒穿過拋石層后停止，更換直徑為1.55m的沖擊錘進行下一層土質(zhì)沖孔施工。當遇到?jīng)_擊表面為傾斜巖面或有大塊石時，應投入小片石或混凝土塊將表面墊平后再沖擊成孔，沖孔至中風化層頂面時沉放安裝φ1.6m鋼套管，鋼套管采用160t履帶吊配振動錘一次施打沉放到位。鋼套管安裝完成后（此時可拔除外護筒）繼續(xù)沖孔，達到設計嵌巖深度后停止。

（2）清孔。每根嵌巖樁終孔后采用掏渣筒方法清孔，第一次清孔通過不斷循環(huán)孔內(nèi)泥漿帶出石渣實現(xiàn)，由于棧橋嵌巖樁設計鋼套管已施打至中風化層頂面，清孔時主要以帶出孔里石渣為主，主要檢測孔底沉渣厚度，不存在縮孔和塌孔隱患，可適當放寬孔內(nèi)泥漿指標。鋼筋籠安放完后再次檢查孔底沉渣厚度，根據(jù)設計要求，嵌巖樁樁底沉渣厚度應≤50mm，如不滿足要求則進行二次清孔，直至滿足設計要求，泥漿相對密度應達到1.1～1.2、含砂率4%～6%、稠度20s～22s。

2.5 鋼筋籠制安

本工程的鋼筋籠均在設置于一期防波堤堤頭處的鋼筋加工棚內(nèi)下料分節(jié)加工制作，加勁圈采用10槽鋼3m布置一道，并在加勁環(huán)上焊10槽鋼三角型加強撐。主筋采用機械接頭連接，同一截面接頭不超過50%，接頭處相鄰鋼筋應上下錯開，主筋直徑40mm，經(jīng)計算接頭錯開距離至少需1.4m。主筋與箍筋點焊焊接，鋼筋骨架上應事先設置墊塊。鋼筋籠可采用起重量160t的防波堤18t扭王塊安裝履帶吊進行安裝，鋼筋籠安裝完成后用槽鋼將鋼筋籠固定在鋼套管上，避免發(fā)生傾斜和位移。

2.6 水下混凝土澆筑

本工程嵌巖樁混凝土添加適量微膨脹劑，達到無收縮混凝土程度，使混凝土與鋼套管結合緊密無縫。根據(jù)《碼頭結構施工規(guī)范》（JTS 215-2018）計算式：

式中：V為灌注首次混凝土所需體積，m3；D為樁孔直徑，m；H1為樁孔底至導管底端的距離，m，宜取0.3m～0.5m；H2為導管初次埋置深度，m；d為導管內(nèi)徑，m；h1為樁孔內(nèi)混凝土達到埋置深度H2時，導管內(nèi)混凝土柱平衡導管外泥漿壓力所需的高度，m。

可得出樁徑1.6m時首批混凝土所需數(shù)量及現(xiàn)場配備集料斗大小。當料斗內(nèi)混凝土方量達到首批方量后剪斷隔水栓，使隔水栓隨導管內(nèi)混凝土下落，并安排泵車立即往料斗中泵送混凝土，完成首批混凝土的灌注。水下混凝土澆筑過程中控制導管埋管深度為2m～6m，直至嵌巖樁澆筑完成。本工程樁基施工中樁頂混凝土采用溢漿法，保證混凝土強度不低于設計值。

3.樁身施工質(zhì)量檢測

混凝土質(zhì)量的檢查和驗收按設計和規(guī)范要求進行，本工程采用聲波透射法及低應變法檢測12根嵌巖樁，鉆芯取樣檢測數(shù)量為3根，檢測結果均滿足設計及規(guī)范要求。

4.結束語

實踐證明，應用鋼護筒跟進并穿過超厚拋石層的嵌巖樁成孔施工方法，可避免由于塊石間空隙及漲退潮水頭差造成水流掏刷泥漿護壁而帶走泥漿引起的塌孔現(xiàn)象，提高了嵌巖樁施工效率，可為其他類似工程提供借鑒。