章華哲

（寧德港務(wù)集團(tuán)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(hào)泊位西側(cè)，交通便捷，地理位置優(yōu)越。根據(jù)設(shè)計(jì)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(hù)筒直徑分別為φ1000mm（引橋）、φ1400mm（碼頭）兩種規(guī)格。

2 灌注樁施工強(qiáng)度大

本工程灌注樁施工區(qū)域巖石抗壓強(qiáng)度高，嵌巖深度為4m左右，預(yù)計(jì)成樁速度為15～25天/根，擬投入14臺(tái)樁機(jī)，5個(gè)月完成樁基施工。

應(yīng)對(duì)措施：制定灌注樁施工過程的應(yīng)急預(yù)案，摸清地質(zhì)情況，過程跟蹤緊密，采用出現(xiàn)偏孔便及時(shí)回填塊石等措施，確保施工的時(shí)效性；灌注樁鋼筋采用機(jī)械接頭，單節(jié)制作長(zhǎng)度12m，采用50t履帶吊保證其安裝進(jìn)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(jìn)度[1]。

3 整體施工方案

結(jié)合地質(zhì)情況及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，開工后半個(gè)月組織引橋岸側(cè)2個(gè)排架6根沖孔灌注樁平臺(tái)搭設(shè)，第一、二排架用鋼管樁及貝雷片搭設(shè)灌注樁平臺(tái)，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(tái)寬度為10m，鋼護(hù)筒用履帶式吊車帶90振動(dòng)錘及導(dǎo)向架進(jìn)行護(hù)筒沉放；近碼頭平臺(tái)的排架及碼頭灌注樁平臺(tái)搭設(shè)方案，采用在鋼護(hù)筒上加焊牛腿搭設(shè)簡(jiǎn)易平臺(tái)供樁架及鉆機(jī)施工；引橋岸側(cè)2個(gè)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(yàn)，無法保證采用打樁船能夠順利施打鋼護(hù)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(hù)筒跟進(jìn)，分階段有序?qū)?nèi)、外護(hù)筒埋設(shè)到位。在采取型鋼導(dǎo)向、限位措施后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備情況做詳細(xì)的檢查，確認(rèn)無誤則用起重機(jī)吊90kW震動(dòng)錘，以錘擊的方式推動(dòng)首節(jié)護(hù)筒下沉，而后再安排沖孔；孔深超出護(hù)筒長(zhǎng)度一節(jié)時(shí)，根據(jù)尺寸要求及時(shí)接長(zhǎng)并繼續(xù)錘擊，按照前述提及的方法反復(fù)施工，直至護(hù)筒跟進(jìn)到位為止[2]。

4 直樁沖擊成孔工藝

4.1 鉆機(jī)選擇及性能

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

表1 JKL-8型鉆機(jī)主要性能參數(shù)表

4.2 鉆機(jī)安放及布置

由專員操控50t吊車，將事先準(zhǔn)備好的鉆機(jī)轉(zhuǎn)至指定的孔位處，到位后檢測(cè)基座的水平度并予以有效地控制；起吊沖擊錘，對(duì)其姿態(tài)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使錘中心與樁中心共線，而后再對(duì)鉆機(jī)做固定處理。成孔過程中，鉆機(jī)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(jī)，將沖擊錘提升至指定的高度后下落，期間可提供強(qiáng)烈的沖擊力，將鉆孔中的土、石劈裂，再有效擠密至孔壁中；對(duì)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(jià)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(yàn)后再次投入使用。

4.3 工程測(cè)量

根據(jù)施工要求搭設(shè)了施工平臺(tái)，施工中，及時(shí)做好水準(zhǔn)測(cè)量工作，同時(shí)用水準(zhǔn)儀傳遞高程，且持續(xù)組織水準(zhǔn)點(diǎn)的沉降觀測(cè)。在平臺(tái)上測(cè)放護(hù)筒的設(shè)計(jì)縱、橫軸線（此環(huán)節(jié)采用坐標(biāo)法），用油漆在平臺(tái)上設(shè)置醒目的標(biāo)記，以此為參照基準(zhǔn)，完成導(dǎo)向架定位工作，理想狀態(tài)是導(dǎo)向架縱、橫軸線與護(hù)筒設(shè)計(jì)軸線重合。有序?qū)⒆o(hù)筒下沉到位，期間及時(shí)用全站儀進(jìn)行觀測(cè)，針對(duì)護(hù)筒平面位置偏差、傾斜度做靈活的調(diào)整。鋼護(hù)筒到位后，測(cè)量中心坐標(biāo)，將實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求做對(duì)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(cè)量護(hù)筒頂標(biāo)高，結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)和長(zhǎng)度計(jì)算護(hù)筒底標(biāo)高，進(jìn)而對(duì)照地勘報(bào)告，判斷鋼護(hù)筒底部所在部位的巖土層類型，為了保證護(hù)筒的穩(wěn)定性，要求其進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖面至少500mm。

4.4 沖擊成孔

根據(jù)土層特性，富有針對(duì)性地設(shè)置沖擊行程，較為合適的是0.6～0.8m/擊，具體視實(shí)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(yīng)當(dāng)超過海域水位2.0m。

為順利成孔，施工中需注重如下幾點(diǎn)：其一，嚴(yán)格控制水頭高度。水位下降時(shí)，用泥漿泵從護(hù)筒內(nèi)抽出泥漿，待其升高后，則適當(dāng)?shù)叵蜾撟o(hù)筒內(nèi)補(bǔ)充泥漿，即全程泥漿均要達(dá)到動(dòng)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(qiáng)對(duì)泥漿性能的控制。含砂率≤4%，相對(duì)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(duì)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(yàn)，常用黏性強(qiáng)的海泥及黃黏土造漿，此外還需加強(qiáng)對(duì)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(dòng)性較強(qiáng)，為避免孔徑異常（偏小或偏大），需要低錘勤擊，并及時(shí)清漿，采取此方法降低泥漿的濃度。其四，細(xì)砂層成孔。在合理的區(qū)間內(nèi)適當(dāng)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(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖層成孔。加強(qiáng)對(duì)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(qiáng)對(duì)錘體的控制。沖孔施工環(huán)節(jié)，及時(shí)檢測(cè)錘的姿態(tài)，并對(duì)其轉(zhuǎn)向裝置采取針對(duì)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，不可過大或過小；錘落底時(shí)，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(jìn)過程中及時(shí)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(shí)檢測(cè)泥漿的性能，將實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求做對(duì)比分析，此外檢測(cè)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(jī)拌制性能滿足要求的泥漿，用于護(hù)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(duì)于沉淀后的廢渣，則用鐵駁船運(yùn)輸至指定位置進(jìn)行處理。正常情況下，每日安排1次廢渣運(yùn)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(shí)采取泥駁運(yùn)輸至指定卸泥點(diǎn)。

4.6 終孔、清孔，成孔驗(yàn)收

成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)巖性、孔傾斜度、孔徑等方面做全面的檢查，將實(shí)際檢查結(jié)果與設(shè)計(jì)要求做對(duì)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(yàn)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(duì)密度等方面均要滿足要求。鋼筋籠的吊裝和導(dǎo)管混凝土安裝等環(huán)節(jié)的前期準(zhǔn)備工作時(shí)間較長(zhǎng)，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(cè)

成樁后，用超聲波檢測(cè)法和低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法做無損檢測(cè)，判斷各樁的質(zhì)量。分別為每根樁設(shè)4根聲測(cè)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(cè)管內(nèi)壁有足夠的嚴(yán)密性和平整性，加強(qiáng)防護(hù)，以免聲測(cè)管阻塞。依據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167－4－2012），合理組織高應(yīng)變和取芯等相關(guān)檢測(cè)工作，據(jù)此對(duì)樁基質(zhì)量做系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)。

5 結(jié)語

綜上所述，沿海碼頭工程施工條件特殊，在海浪、臺(tái)風(fēng)等多重自然因素的干擾下，明顯施工難度加大。對(duì)于嵌巖灌注樁的施工而言，工程技術(shù)人員需要從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文等基礎(chǔ)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(qiáng)質(zhì)量檢查與控制，保證成樁質(zhì)量。