平南港武林作业区二期码头工程水上冲孔桩施工

龙源期刊网平南港武林作业区二期码头工程水上冲孔桩施工作者：曾绍敏来源：《科学与技术》2018年第23期摘要：本文介绍了武林作业区二期码头水上冲孔桩施工中的施工工艺和冲孔施工中遇到的问题及处理方法。关键词：武林作业区；水上冲孔桩施工；筑岛平台；钢平台；溶洞及斜岩；处理方法一概述武林作业区二期码头工程由上游至下游依次布置2个2000吨级泊位，泊位长度同时满足2艘2000吨级船靠泊要求。码头由1座码头平台并通过3座引桥与后方陆域相接。码头平台长度根据设计船舶靠泊作业方式取233.1m，宽度根据工艺布置取25m。本工程共有冲孔嵌岩灌注桩111根，其中Ф1800mm冲孔嵌岩灌注桩30根、Ф1600mm冲孔嵌岩灌注桩81根，Ф1800mm冲孔嵌岩灌注桩需嵌入中（微）风化岩不少于5.4m，Ф1600mm冲孔嵌岩灌注桩需嵌入中（微）风化岩不小于4.8m。港区浅层岩溶较发育，其形态主要以溶洞（槽）、溶蚀裂隙为主，本场区勘探钻孔共292个，其中88个钻孔遇溶洞（槽），钻孔遇洞（槽）率30%。结合现场情况，本着适用节约的原则，1#泊位全部采取筑岛作为桩基施工平台，2#泊位采取筑岛平台与钢平台相结合的方式作為桩基施工平台。二施工工艺流程三钻孔桩施工方法1、钻孔平台施工筑岛平台施工：水工平台12号至30号排架区域所有桩基全部采用筑岛形式，筑岛宽度超出码头前沿线2m，考虑将在汛期进行施工，平台高程设置为+25.0m。在筑岛外沿设置围堰，围堰顶宽4m，结合近3年浔江水文资料，最高水位为+25.4m左右，因此在围堰顶修筑1m宽土墙，土墙外设膜袋混凝土护面，即洪水期间冲孔桩能正常施工。围堰上在A20与A21处加宽至6m，长度为8m（施工车辆会车道及吊车作业平台）。整个场地形成单向坡，在筑岛一侧设排水沟，预防雨季平台积水。筑岛外侧采用1：2.5的坡度放坡。筑岛完成后，岛体表面用压路机压实，以保证施工机械正常进入工作平台，筑岛用土工布护面、护脚护壁，堰顶高出施工期间出现的高水位1.2m。龙源期刊网钢平台施工：钢管桩施工从岸侧逐孔推进施工，钢管桩沉放使用吊车配合振动锤打设，同时使用两条浮船作为临时作业平台，以便于人员施工。每一排架由4根钢管桩逐排打设后随即进行横向联系，横向安装28槽钢与钢管桩（钢管桩施工成“U”）焊接固定，吊车过跨再逐跨起吊钢管并进行定位逐排打设。钢管桩每天施打完毕后，用[14a槽钢焊接钢管桩纵向、横向剪刀撑，以防管桩受水流冲击倾斜或疲劳破坏，降低管桩的承载能力。平台开始施工时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等导向标志，以保证安全。钻孔平台均采用Φ63cm桩基础。施工前根据平台设计图，利用全站仪准确定出管桩位置，利用浮吊配合振动锤将管桩打入河床中。管桩完成打设后，搭设28槽钢垫梁、25槽钢作为分配梁和桥面钢板，并完成28槽钢的固定连接。完成钻孔平台搭设后，对钻孔平台用栏杆进行围护。为方便水上钻孔桩施工，筑岛围堰与钻孔桩平台齐平，筑岛与钻孔平台连成一个整体。3、钢护筒施工钢护筒采用8mm厚的钢板制作，按规范护筒内径比桩径大20cm。钢护筒内径为2.0m和1.8m两种。护筒底角及各管节均设置加强箍，护筒入土深度根据设计要求各孔钢护筒埋设到岩石岩面，桩位无溶洞时，钢护筒设置在地面至岩面上；桩位有溶洞时，钢护筒设置在地面至溶洞底部。4、水上钻进成孔施工（1）、钻机选型结合岩溶地质情况、岩石硬度以及入岩深度，选用冲击成孔的方式成孔。（2）、泥浆制备及泥浆循环粘土中钻进时，采用原土造浆；在较厚的砂层中钻进时，采用膨润土制备泥浆或在孔中投入粘土造浆，为使泥浆有较好的技术性能，适当掺加碳酸钠等分散剂，其掺量为加水量0.5%左右。（3）、钻孔成形桩机通过吊车和滚筒横移就位，根据测量测定，桩机顶部的中心、转盘中心连线与钻盘垂直，护筒埋设好后，桩机就位，使冲击锤中心对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm。开始应龙源期刊网低锤密击，锤高0.4～0.6，直至孔深达护筒底以下3～4m后，才可加快速度，将锤提高至2～3.5m以上转入正常冲击。冲孔时应及时将孔内残渣排出，每冲击1～2m，应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。每冲击1～2m检查一次成孔的垂直度，如发生斜孔、塌孔或护筒周围冒浆时，应停机，待采取相应措施后再进行施工。冲击至岩面时，加大冲程，勤清渣。每钻进100～200mm要取一次岩样，并妥善保存，以便终孔时验证。冲击过程中，为防止跑架，应随时校核钢丝绳是否对中桩位中心，发生偏差应立即纠正。（4）、钢筋工程钢筋加工在钢筋加工区完成；模具由φ25钢筋制作成半圆形定位架，在定位架上按照主筋间距焊接φ12钢筋作为主筋限位卡，用[8与预埋在混凝土地坪的型钢相连并固定，将钢筋笼出运端定位架做成可抽取装置，以方便钢筋笼出运。钢筋笼制作先在台座的主筋限位卡上铺设通长的主筋，接头采用镦粗直螺纹工艺，半边主筋铺设完毕后，按照图纸间距在主筋上焊接加劲筋，然后在加劲筋上标出剩下半边的主筋位置，将剩余主筋焊接固定。主筋通长成形后，在接头处做上记号，分节在台座前的条形基础上进行箍筋制作。钢筋笼运输采用自制的钢筋笼小车专人负责运输。16t吊车将钢筋笼吊装到小车上后，通过施工便道和临时钢栈桥将钢筋笼运到指定的钻孔平台，再通过汽车吊或浮吊进行钢筋笼的沉放，起吊采用两点吊，钢扁担配合下沉。每节下沉完毕后均要将声测管内注满水。镦粗直螺纹接头保证上下节主筋各有3.5牙丝在套筒内。（5）、水下混凝土浇筑水上桩基混凝土采用商品混凝土，项目部试验人员到商混站控制混凝土的各项指标，以保证送入桩基的都是优质的混凝土。导管用直径为φ35cm.水密性试验合格后下放导管。导管使用前后均应涂油、编号，以保证灌注砼过程中不漏水、不破裂和有序使用。导管安装时管节必须拧紧，同时保证导管底口距孔底30～40cm。混凝土首封采用剪球法，采用12m3的储料斗和2m3的漏斗，共可以储料14m3，保证剪球的顺利。四施工中遇到的问题及处理方法1、护筒沉放没有合适起重设备的处理钻孔桩钢护筒插打垂直度的控制是桩基顺利施工的首要环节。除在制作运输工程中控制垂直度及椭圆度外，关键是护筒沉放工艺。我们最长的钢护筒单节自重为14.9t，震动锤自重为龙源期刊网，经计算分析采用50t浮吊作为施打辅助设备能满足施工要求。施工中因种种原因采用的是30t浮吊，项目部采用先点振，再施打等措施，收到了一定的效果，但进行个别钢护筒沉放时出现了较严重的溜桩现象，造成钢护筒的垂直度不能满足施工要求。后项目部引进了大吨位浮吊，用大型浮吊配合振动锤将其拔除再重新施打。2、溶洞、斜岩、孤石处理方法本项目遇到过超过护筒直径的大溶洞，也遇到过单侧挂住护筒几十公分的孤石，还遇到过护筒范围内高差达到1m的斜岩。最初采用各种方法进行尝试，包括派潜水员用膜袋水泥围堵护筒，但是效果都不理想，费时费钱，到后来用的方法简单粗暴，填一车块石再填半车黄土，一直填到距离护筒顶标高1m左右，用锤冲击挤密，一次不行再次重复直到护筒能稳住，泥浆能止住；这样的方法貌似功效低，也没有技术含量，但综合整个项目，采取这样的方式反而效率是最高的，也是最经济的。同时处理斜岩爆破法也是值得推荐的，具体方法就是在护筒范围内按照梅花布孔，根据岩石强度控制药量，根据斜岩高差控制孔深，将高出部分的岩石通过爆破破碎，从而达到护筒立得住，冲击锤不卡锤，进而让护筒立在一个相对平的岩面，最终按照常规施工。3、桩顶标高至护筒顶标高过大，灌注桩超灌长度的确定因施工平台（护筒顶高程）与设计的桩顶标高有一定的距离，导致护筒的自由长度过大，最大达到了13.5米，且受桩孔内泥皮、测球自重、测绳伸长率、混凝土自身产生的浮浆等因数影响，在混凝土的浇筑过程中，很难对混凝土的实际超灌长度进行较为准确的控制。鉴于类似工程有出现接桩和超灌量达到5，6米的先例。我部采用了待灌注桩浇筑完后3小时便开始将护筒内泥浆抽干，然后技术员下到桩顶进行实地勘测，具体方法为：1）、在桩顶选则18个均匀分布的点（根据桩的大小及准确度来确定取点的个数）；2）、用两米长的φ25螺纹钢筋插入所选的点至有大量碎石的位置（一是凭手感，二是听声音），量出插入深度并记录L1-L18；3）、量出钢筋笼顶标高H1与浮浆顶的差值H3即可以确定浮浆的顶标高H2；计算式：浮浆顶标高：H2=H1-H3实测混凝土顶标高：H=H2-L1（L18）最后用在混凝土浇筑过程中测绳测得的数据与计算的数据相比较就可以得出测绳的偏差。如11-5桩：桩顶标高为：+8.65m钢筋笼顶标高为：+10.175m浇筑时测得砼顶标高：+9.58m龙源期刊网浮浆顶标高――H2=10.175m-0.15m=+10.025m实测混凝土顶标高—H=10.025m-0.75m（1m）=9.275m（9.025m）即实际超灌长度为0.375m-0.625m与测绳测得数据偏差为0.305m-0.555m4、桩顶标高至护筒顶标高过大时，钢筋笼顶标高对中的调整方法因钢护筒沉放时不可避免的有一定的倾斜度，钢筋笼施工时工具笼长度达12米且钢筋笼本身具有柔性。如果只是将工具笼中与护筒在护筒顶口对中，那么在桩顶位置很难保证钢筋笼的对中，鉴于此做了如下的處理方法：1、通过吊锤测出钢护筒倾斜度K；2、测量钢护筒顶口偏位；3、计算桩顶处护筒偏位值A；4、最上节钢筋笼下放前，根据计算处的偏位值，焊接相应长度的调校钢筋撑；七结语本单项工程经过方案的比选，采用筑岛和搭设钢平台的方法，充分利用了我司已有的船机设备和施工经验，大大节约了成本，降低了施工风险。在施工过程中，技术人员通过亲身实践采集第一手数据，为工程质量的控制提供了宝贵的现场资料，保证了桩基的质量降低了施工成本。通过对施工进度的实时监控，不断优化方案，按时按质完成了水上桩基的施工任务，为后续工程的顺利开展打下了坚实的基础。（作者单位：中交二航局第三工程有限公司）