码头砌石护坡上冲孔灌注桩成孔控制

蔡晓伟 陈远雷

摘 要：本文通过某扩建码头冲孔灌注桩实施过程中的工艺控制，介绍在老旧重力式码头端头砌石护坡上的成孔方法，给出了浆砌石坡面上冲孔质量控制措施。

关键词：浆砌石;冲孔;坡面

中图分类号：U656.1          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）07-0141-02

近年来，随着经济发展，各地码头改扩建工程越来越多，紧邻原码头采用冲孔灌注桩施工时有发生。由于紧邻原码头，冲孔施工易造成原码头结构受损，且对灌注桩的成孔控制要求较高。

原有块石或浆砌石进行灌注桩冲孔施工相关研究较少。覃远[1]对复杂地质，如溶洞、斜岩、夹层中冲孔灌注桩成孔工艺做了一些探讨，其研究内容重点局限于如何在复杂地质条件下防止泥浆泄露。韦真广[2]对抛石层上冲孔灌注桩的成桩工艺进行了研究，给出了抛石层灌注桩冲孔质量控制措施。

本文以某重力式码头旁新建高桩码头为例，介绍在码头根部护坡上冲孔灌注桩成孔施工控制的具体措施，为类似工程提供借鉴。

1工程概况

1.1 建设规模

某工程为原重力式码头改扩建工程，改扩建新码头为高桩码头。原码头竣工于1997年，共有3个500GT泊位。本次紧邻原码头新建3个1000GT客运船泊位及1个1000GT客货滚装船泊位。新建码头主要采用PHC预制管桩结构，在新旧码头连接处采用两桁桩径1.0米的灌注桩作为基础。

1.2 地质条件

施工场地地貌单元属滨海滩涂地貌。现有码头区域为填海而成，填料主要为花岗岩石块、砂土和粉质黏土。码头端部采用砌石面层。

2成孔施工

2.1 施工工序

搭设临时钢平台——放样桩位——破碎表层护坡砌石——振沉护筒——桩机就位——泥浆制备——冲石排渣——冲孔——终孔。

2.2 成孔控制

2.2.1钢平台搭设

利用旧码头平台作为一侧支撑端，另一侧以Φ630钢管桩（壁厚10mm）顶端作为着力点架设双I45b作横梁，双I45b顶设置I25b，间距码头平台400mm、停车场平台200mm，I25b顶面铺设10mm厚花纹钢板。

2.2.2桩位确定

测量员对桩位进行放样，在钢平台上标识中心及边界。后在钢平台上开桩位空，桩位孔按照1.4*1.4米切割，孔心与桩心重合。亦可以在钢平台安装时，预留桩位孔。

2.2.3护筒安放

钢护筒采用板厚10mm的钢板按单个设计长度一次在厂家加工成型，内径为120cm。钢护筒顶高出钢平台0.5m，底标高为淤泥质粘土下1m。现场根据实际下放深度，选择接长或者截短。钢护筒采用振动锤振沉，在下沉钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，牢固的焊在内钢护筒顶部，并在护筒顶面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。

2.2.4泥漿制备

选用粘土、膨润土、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：

比重：1.10～1.30;

黏度：一般地层为16s～22s;松散易坍地层为19s～28s。

含砂率：新制泥浆不大于4% 。

胶体率：不小于95%。

pH值：8～10。

2.2.5冲击成孔

冲击表层护坡及抛石层：由于表面为砌石坡面，定位后，先用0.5米的冲程锤击表面致破坏状态，同时保证锤不侧滑，直至在锤击面不倾斜，停锤并安放短节钢护筒，然后向桩孔内添加一定数量的黏土，起到润滑和保护锤头的作用。

抛石层成孔时，冲程不宜大于1.0米，一边成孔一边跟进振沉护筒，护筒单次振沉量，在不导致护筒卷边的情况下，尽可能多下沉。

冲进过程中，泥浆比重在1.2～1.3之间，若泥浆有流失，可添加适量水泥，在孔壁形成保护层，阻止泥浆流失。

每冲进5米提升桩锤验孔一次。

冲击淤泥层：冲程选择1.5米。由于淤泥层软弱，容易塌孔，需根据现场情况，一是及时振沉护筒至不透水的黏土层，二是在泥浆中加入适量水泥、水玻璃等，形成护壁作用，防止漏浆并增加孔壁的安全性，每冲进4米左右提升验孔一次。

冲击砂石层：冲程选择1.0米左右，泥浆比重选择在1.2左右， 能较好带出沉渣为宜。每冲进4米需提升验孔一次。

冲击黏土层：冲程选择在1.0米左右，流入泥浆比重不宜高于1.2，利用孔内黏土造浆，携带沉渣。

冲击岩石层：进入岩石层厚后，冲程选择在0.7米左右，泥浆比重选在1.2以上，利于排渣。

清孔：达到设计标高后，采用泥浆泵和捞渣筒结合清孔。

3常见问题及解决措施

3.1护筒倾斜

在抛石层，或者有倾斜的软、硬地层钻进时，护筒振沉易发生倾斜。在淤泥层由于周边泥质已流动，容易偏斜。振沉护筒时，要在交角为60-120°的两个方向做垂直测量。在有倾斜的软、硬地层钻进时，低冲程或回填片、卵石，严重时灌注混凝土，冲平后再钻进。

3.2漏浆

在透水性强的抛石层和易塌孔的淤泥层中易漏浆。在开钻时，多向孔内投入片石、黄土，使护筒底部周围的松软土体被挤密，可降低发生漏浆的几率。施工抛石、淤泥层时宜加入稠泥浆或回填黏土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。

3.3塌孔

施工时严格控制冲程高度;松散粉砂土或流砂中钻进时，选用相对密度、黏度、胶体率较大的泥浆;可投入粘土掺片石、卵石，挤入孔壁起护壁作用;护筒底口坍塌时，可上拔护筒并重新下放护筒，填入片石、黄土后再钻;孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1～2m，待回填物沉积密实后再行钻进。

3.4卡锤、埋锤

在黏土层中，易发生卡锤、埋锤。施工黏土层，要降低泥浆的相对密度和黏度，适当增大泵量，或向孔内投入适量砂石，减小冲程，控制进尺。

4结论

（1）冲孔灌注桩在浆砌石斜坡面冲孔需要先期采用较小冲程冲破砌石坡面。

（2）钢护筒与泥浆两个因素对成孔质量控制较为重要，护筒振沉深度需随冲进深度增加，要及时调整;不同土质下，及时调整泥浆的浓度。

（3）在易塌孔土层，采用在泥浆中添加水泥、水玻璃等材料，可有效减缓塌孔风险。

参考文献：

[1]覃远.复杂地质（溶洞、斜岩、夹层）中冲孔灌注桩的施工措施[J].建筑工程技术与设计，2018，000（001）：1616.

[2]韦真广.水上大直径冲孔灌注桩在抛石回填区的施工成孔技术[J].中国水运（下半月），2013，000（011）：338-339.