复杂海岛环境灌注桩施工难点及解决办法

顾桃源 麦惠杰 中交四航局第二工程有限公司

1.工程简介

本文将珠海市三角岛码头施工项目作为研究对象进行分析，该项目地处广东省珠海市内，其南北两面靠近青州与大头州，东西两面在分别靠近桂山岛与大陡（澳门),项目占地面积约为0.9km2。

2.地质条件及特点

施工人员钻探后得出，该场所地质上覆地质为第四系海陆交互相沉积层与残积层，下覆的主要成分是花岗岩。上部岩性以黏土、碎石等为主，底部分布较大范围的燕山期花岗岩风化带，受自然条件影响，存在较明显的风化现象。本项目桩基类型多，PHC桩、钢管桩和灌注桩施工是本工程进度控制的重点之一。对于该项目来说，桩基础是最核心的基础结构，其中包含灌注桩、PHC管桩以及钢管桩等，部分钢管桩和PHC桩须植入嵌岩，灌注桩桩直径为φ1300mm和φ800mm，共182根；其他两类共计需要102根，且有一般需要置于嵌岩中。保证桩基按照进度完成是本工程的重点之一。

3.冲孔灌注桩施工技术

悬吊冲锤，使该装置与平台面保持约1m的间距，必须经检查后方可确定锤体的偏心程度，不满足要求则不可冲锤施工。开孔初期以低锤密击的方法为宜，施工过程中可掺入适量小片石粘土块，并通过给予多次的冲击处理以达到凿壁护壁的效果。

遇岩层表面平整度不足的情况时，采取抛填块石（20cm～30cm厚）的方法，并以提高孔底表面的平整性，再按照低锤快击的方式加强处理，待其达到紧密状态后，按正常的速度有序冲击施工。泥浆比重可适度降低，以1.2为宜，此条件下有助于减小粘锤阻力，但不可过度降低泥浆比重，否则岩渣难以顺利上浮，导致孔内沉积量增加。

在冲孔过程中会伴随着石渣出现，易混入泥浆中，且少量残留在孔壁内。所以，当进行施工的时候，应该提前进行标记，精准把握每次高度，防止因落锤高度超标引发锻锤，也不可因为提锤过低而减小单次进尺（此时易延误工期）。同时，松绳量适中，过少则容易打空锤，过多则容易偏孔。不仅如此，施工过程中还要考虑到不同地层特征合理把握冲程，对抛填块部分应维持在1.5至2m之间；遇淤泥层时适当减小，即1.0m～1.2m；而对亚粘土层则应确保小于2m。

不仅如此，施工时还要严格控制泥浆比重，若是选用的泥浆比重小于1.2或大于1.3，则也会影响最终施工质量。若泥浆偏稀，将加大塌孔的发生概率，进尺也较慢；若泥浆偏浓，则容易出现斜孔、吸锤等质量问题，此时也会影响正常进尺。

4.冲孔施工期间可能存在的问题及预防措施

4.1 卡锤处理

冲孔过程中，若形成梅花形孔或是锤偏心较大，均容易卡锤，出现此类情况后，需及时处理，具体工作要点有：

（1）通过桩基钢丝绳将打捞钩固定住，随后将其塞入孔中，与锤体连接紧密，起到保护钢箍的效果，控制钢丝绳之间的松紧，缓慢将锤体取出来。

（2）若是第一种方法不能成功取出锤体，则需要做出适当调整，即将滑轮固定在桩基底盘前侧，通过调整滑轮的方式达到调节1#绳受力方向的效果，此过程中2#绳同步紧拉拔锤，为确保拔锤的安全性和有效性，可在底盘正前方、左右侧配套定滑轮。

（3）在起重机和桩机的共同作用下拔锤，为确保施工安全，起重机应配备保护绳。

（4）对于前述所提方法均无法顺利拔锤的情况，可引入爆破法。以空压机为主要设备，清理孔内的沉渣，用测量绳检测，确定卡锤的具体发生位置，向其中置入适量炸药，同步拉筋1#、2#钢丝绳，在此条件下引爆炸药，以便使桩锤处于松动的状态，随即上拉冲锤。当取出卡锤后，需要进行更换，才能继续冲孔。

（5）卡锤的预防措施。加强对锤齿的检查，明确其磨损情况，必要时及时更换，以免因锤齿缺陷而形成梅花形孔；对于偏心较大的锤，不可投入使用，需及时更换；锤顶弹簧应具有可靠性和灵活性，定期维护或更换；按要求测量新锤尺寸，确保尺寸在设计范围内。

4.2 漏浆的处理

受现场地质条件等方面的影响，施工期间易漏浆，此时需在冲孔时及时投入粘土块，经过外力挤压作用后堵塞漏洞，再择机及时跟进钢护筒。随着冲孔量的增加，若在5m～6m时发生漏浆现象，应及时放置钢护筒，冲孔过程中迅速跟进。

4.3 终孔、清孔及验收

冲孔施工中，视实际情况及时补充泥浆，并加强对泥浆比重和稠度的检查，采取动态化调整措施。直接在施工场所建造泥浆池，便于供给施工所用的饿泥浆。待冲孔完毕后，需对其高度、孔径大小再次检测，一旦发现不符合设计标准，需进行修改，直到达标才算完毕。

5.海上船舶施工平台钢管桩难点及措施

5.1 气象、水文条件复杂

5.1.1 难点

该类型施工处于孤岛环境，海浪恶劣，因此海上船舶施工平台钢管桩较为困难，且有效作业时间短。此外，由于施工易受到外界环境的影响，时常需暂停施工，因此导致施工周期较长，进度难以推进。例如：

首先，在进行钢管桩施工的时候，由于海底地势复杂多样，经常遇到岩面倾斜等问题，在下放的时候往往会出现卷边等问题。

其次，难以把控位置。在下放过程中，钢管桩会受到水平推力的影响，自身同样会出现倾斜，加大施工难度。

5.1.2主要措施

为了优化平台搭设方案，由水上施打平台桩改为“钓鱼法”陆上推进施打平台钢管桩。依照钓鱼法施工时，可以选用履带式起重机、振动锤等设备进行配合：钓鱼法施工设备选型釆用钓鱼法施工，钢管桩施工设备采用履带式起重机配振动锤钓鱼法施工履带式起重机的选型：

（1）吊幅。栈桥标准跨为5.8m。

（2）吊重。本工程交通船泊位趸船平台由于岩面较浅，浮式客船泊位靠船桩簇采用植入嵌岩桩，即分别选用了φ800mm×16mm规格的钢管桩6个、φ600mm×16mm规格的钢管桩12个，嵌入深度必须超过三倍桩径长度；从端口部位注入C30型号混凝土，同时用混凝土对桩体和钢护筒进行加固，待整个施工结束后才可割除钢护筒。此外，施工过程中还要注意，所有靠船桩都应配备加强钢管，其重量在7吨左右，且顶端封钢板厚度应达到1.6cm；C30混凝土工程量为167.8m³。

（3）施工人员可以借助90K W振动锤、1000吨方驳及履吊带等进行钢护筒的固定，然后采用冲孔桩机冲出大于桩径300mm以上的孔至设计岩面深度，清孔后，灌注水下混凝土，在混凝土初凝前用方驳+80吨履带吊将钢管桩吊入岩孔就位，同时借助振动锤使之沉入规定位置。

5.2 滑锤偏移问题

（1）灌注桩基础遇陡坡式基岩，桩锤冲孔过程中出现滑锤偏移问题；当钻孔过程中，如果滑锤受到推力产生偏移，则极有可能引起偏孔的问题。例如：①地势出现斜坡岩面，起伏明显；②在倾斜的软硬地层交界处冲进；③岩面倾斜冲进；④岩层属于砂卵层，多为大颗粒成分；⑤扩孔较大的锤头难以把控操作精度，从而出现位置的偏移；⑥冲孔桩底座所处位置起伏较大，易发生沉陷或出现位置偏移。

（2）解决办法：①安置机器的时候首先应确保底座处于平稳的地势环境下，严格检测滑轮边、钢丝绳卡孔、护筒中轴是否位于垂直线中；②若是出现锤头摇摆需暂停施工，判断孔位是否出现偏移，若是出现偏移要先进行调整；③当出现偏孔，首先要找出产生问题的根本原因，若是发现偏孔原因来自地势存在斜坡，此时应先将偏孔填实，在重新进行冲孔。

6.结语

由此可见，冲击成孔灌注桩的施工往往处于较为恶劣的坏境下，操作难度高。对于施工中所存在的种种难点，技术人员需迎难而上，分析具体问题，采取行之有效的解决办法，保证灌注桩的施工质量。