斜坡岩面灌注桩施工工艺及存在岩层夹层时内护筒的应用

夏成权

【摘要】水上灌注桩施工中，常发现存在斜坡岩面、岩层夹层等地质，该地质条件造成灌注桩无法按常规工艺进行施工，其施工过程主要存在以下难点：①钢护筒无法埋设稳定；②冲孔过程易出现偏孔；③泥浆浓度无法保持，漏浆严重。针对此情况，结合工程施工经验，提出以下解决方法，加快斜坡岩面、岩层夹层等情况下冲孔灌注桩的施工速度。

【关键词】斜坡岩面 岩层夹层 漏浆 灌注桩 内护筒

0 引言

斜坡岩面、岩层夹层等现象经常出现在沿海冲孔灌注桩施工中，其地质条件给灌注桩施工造成很大难度，不但影响工程整体的施工工期和进度，而且也较大程度地影响了灌注桩的成桩质量。本文针对此情况，提出了一些解决方法，并经过实践检验论证，使灌注桩施工进度和质量在一定程度上得到了提高。

1 工程概况

粤东LNG项目水工码头工程位于广东省揭阳市惠来县前詹镇沟疏村沿海，工程内容主要包括引桥工程、码头工程和火炬平台工程。引桥工程长1100m，顶面高程为+10.0m，基础采用灌注桩（直径1.2m，共366根），上部結构包括现浇横梁、安装预制T梁和现浇面层。

2 施工流程

（1）斜坡岩面施工流程

水上施工平台搭设埋设钢护筒护筒外抛填袋装土斜坡岩面钻孔爆破冲孔桩机就位冲孔造浆护壁成孔一次清孔安装钢筋笼和导管二次清孔浇注混凝土。

（2）岩层夹层施工流程

水上施工平台搭设埋设钢护筒护筒外抛填袋装土冲孔桩机就位冲孔增设内护筒冲孔造浆护壁成孔一次清孔安装钢筋笼和导管二次清孔浇注混凝土。

3 裸岩钢护筒稳定埋设

因灌注桩施工区域无覆盖泥层，钢护筒无法采用振动锤直接埋设。对此，采取钢护筒顶面架型钢进行固定，并利用施工平台钢管桩在水面处焊一道钢箍，上下同时固定钢护筒。

为了钢护筒在冲孔过程中的稳定，在灌注桩护筒四周抛填袋装土，对护筒底部进行压底，保证钢护筒稳定的同时，并能对护筒底口与岩面的接缝处可能存在的漏浆启到防护作用。

4 斜坡岩面爆破处理

当岩层出现断层、斜坡岩面等情况时，很容易造成偏孔、斜孔。为了解决斜坡岩面问题，一般采用抛填块石进行小冲程冲击，慢慢的磨平，但是工程实际情况中裸岩均为中风化岩，硬度高，依靠小冲程慢慢磨平需要时间将很长，同时在平台上抛填块石难度大。为此，决定对斜坡岩面的岩层进行爆破，使得岩层的岩石处于松散状态，然后再冲孔施工。

爆破采用微差松动控制爆破方法，能有效地控制爆破振动效应，确保周围环境的安全。在微差松动控制爆破后，岩石将开裂、凸起、松动，并使其往低面坍塌。这种爆破方法基于使用塑料导爆管非电起爆系统形成孔内外时间微差，每组炮孔或每个炮孔起爆有足够的时间间隔，爆破振动由单独药包作用。

具体施工程序如下：

（1）斜坡岩面判断：和正常冲孔施工一样，先开孔冲孔，在冲孔过程中注意检查桩孔的垂直度，发现桩孔出现偏斜孔超过0.6%桩长或大于150mm时立即停止钻进。

（2）地质勘查钻孔机就位：经判断，确认已遇到斜坡岩层后，先清孔将泥浆比重调至最小，避免在地质钻机钻孔过程中出现过多沉积物，再将地质勘查钻机就位于桩孔位置。

（3）布孔与钻孔：

A、根据孔桩直径，在桩孔内布设三个爆破炮眼。

B、地质勘查钻机就位，调整机位使得钻杆位置处于斜坡岩面的较高侧，并调整好钻杆垂直度。

C、采用地质勘查钻机钻孔，最深不超过3m（钻孔孔径D11cm）。钻孔后，及时将导管（Φ6cm）插入钻孔中，避免砂、石子等杂物在安放炸药前出现淤积，致使炸药不能下放到底。

D、按照以上步骤钻第二、第三个孔，其钻孔深度由斜坡岩层的厚度决定，如果斜坡岩层厚度未达到第一个孔的取芯厚度时只需超过斜坡岩层厚度下50cm；

（4）爆破炸药安放：用绳子将炸药和雷管绑扎成团，然后逐层绑扎上来，形成一个串状体，导爆管连接时注意导爆索的搭接长度不少于20cm，务求接触紧密，绑扎牢固。上部用塑料绳作为下放承受物，在底部采用取出岩石芯作为配重。

（5）网路连接与安全警戒：在使用导爆管非电起爆系统进行孔内外微差松动控制起爆过程中，要注意孔外串联雷管，切忌脚踩磕碰。放炮之前，人员及机械撤离到安全区，要设置安全警戒哨。

（6）爆破安全检查：爆破之后，等满规定的时间，爆破员进入爆破现场查看。由于可能存在“哑炮”等危险现象，应竖立危险标志，人员严禁入内，待确认爆破区安全后，经现场爆破负责人同意方可撤除警戒。

（7）冲孔桩机就位冲孔：地质勘查钻机移位，拆除导管，冲孔桩机就位开始继续冲孔施工，若冲孔至地质勘查钻机钻孔深度完后还是出现斜孔现象，则再次按以上步骤处理，直至孔桩达到设计标高为止。

5 存在岩层夹层时内护筒的应用

在灌注桩冲孔施工过程中，发现部分灌注桩孔位处岩土分布依次是中风化岩层、砂层、强风化岩层和中风化岩层。护筒埋设穿过覆盖层，底口在表面岩层上，因砂层埋深过浅，易出现砂层与海水相通，从而导致在冲击过程中出现漏浆，且无法将冲孔后的碎石渣清理干净。

漏浆原因分析：

（1）护筒底口埋深太浅，在底口处出现漏浆；

（2）夹砂层与海水贯通，受海水压力的影响，造成海水与护筒内泥浆进行交换，无法保持护筒内泥浆比重。

漏浆解决方法：

（1）护筒底口埋深太浅，可以采取在护筒外围抛填袋装土，以防止漏浆。

（2）夹砂层造成的护筒内泥浆与海水贯通，无法通过护筒外抛填袋装土进行压底解决。同时受表面岩层影响，采用钻孔爆破处理后，钢护筒未能跟进至夹砂层。为了彻底解决夹砂层所造成的严重漏浆问题，采用在原Φ1500mm钢护筒内增加埋设Φ1350mm内护筒（设计桩径1200mm），内护筒埋设至夹砂层以下4m或至强风化岩层。解决夹砂层漏浆后，按正常冲孔桩施工至设计标高。

6 结语

（1）采取上述施工方法，可以有效保证斜坡岩面、岩层夹层等情况下的灌注桩成桩质量。

（2）采取上述施工方法，在很大程度上减少斜坡岩面、岩层夹层等情况下灌注桩的成桩时间，保证工程工期进度。