深厚淤泥地质咬合灌注桩护岸施工技术总结

◎雷攀 中交一航局第五工程有限公司

1.工程概况

横琴新区天沐河防洪及景观工程位于珠海市横琴岛天沐河两岸，直立岸壁工程为本工程一个单位工程，位于天沐河北岸，直立岸壁迎水面常水位（+1.5m）以下部采用咬合灌注桩，常水位（+1.5m）以上部分为钢筋混凝土冠梁，冠梁高度为1.5m。

（1）地质情况。根据地质勘查揭示工程所在区域从上向下地质情况为：地面标高为+1.5m，表层为厚度3.0m左右的吹填砂层，下层为厚度约36m的淤泥质层。

（2）咬合桩设计情况。本工程直立岸壁长1.0km，相邻灌注桩咬合厚度为30cm，灌注桩桩型为摩擦桩，桩径1.5m，设计桩顶标高为+1.5m，设计桩底标高为-30m，护岸前沿泥面顶标高为-2.0m。

本工程咬合灌注桩布置形式为：素混凝土灌注桩与钢筋混凝土灌注桩间隔布置，施工时先施工相邻的两根素混凝土桩，钢筋混凝土桩成孔时切除两侧相邻与素混凝土桩的重叠部分，实现咬合。

2.施工准备

（1）地质改良处理。为改善工程地质情况、提高桩基承载力，设计要求先在灌注桩区域周边施工格构式水泥搅拌桩，水泥搅拌桩长度为21m。

（2）工艺选择。由于本工程灌注桩为摩擦桩，桩身所处地质均为淤泥层，因此灌注桩施工采用旋挖钻机成孔，钢筋混凝土桩采用泥浆护壁工艺，素混凝土桩采用全护筒护壁工艺，在完成桩身混凝土浇筑后立即拔出护筒。

3.施工方法

3.1 导向架制作与安装

（1）导向架设计与制作。采用定位导向架措施保证灌注桩的垂直度和桩位准确。定位导向架采用井字形结构，由上下两层I20工字钢组成。导向架基础采用C25混凝土，宽50cm、高20cm，沿灌注桩纵向两侧布置，两基础间间距为196cm。在导向架基础顶面间隔1.0m布置外露长度为30cm的钢筋，用于固定导向架。

(2)导向架安装固定.导向架采用起重机吊装移动，人工配合对导向架进行精准定位，最后用木楔子等固定调整后的导向架。

3.2 成孔

3.2.1 钢护筒制作与打设

①钢护筒制作.用14mm厚的钢板卷制加工成钢护筒，单根长度为16m，在端口设置承插口，同时外部设置机械连接装置，便于在施工过程中通过机械连接接长至32m，钢护筒内径1.5m。同时在护筒端口处焊接加强钢带，以避免钢护筒在施工时发生卷边、变形等。

②打设施工。采用履带式起重机吊起振动锤，振动锤夹钳钢护筒将其吊起，缓慢移动使钢护筒下端对准己固定好导向架孔口，水平调整振动锤，在相互垂直的两个方向设监测点，并分别设置2台经纬仪连续观测钢护筒下沉过程的垂直度，发现有倾斜立即纠正。

施工过程中，必须确保振动锤、夹桩器等连接可靠，其中心与护筒中心、桩基中心应保持同心，以保证钢护筒垂直度偏差控制在0.5%以内。

3.2.2 成孔

①素混凝土灌注桩成孔：在钢护筒标高满足设计要求时旋挖机开始钻进成孔，旋挖钻机采用双底板捞砂钻斗，通过钻斗旋转钻进将原状土装入钻斗内，然后通过钻机卷扬设备和伸缩钻杆将钻斗提出孔外弃土，循环该机械动作直至钻至设计深度，验收合格后方可浇筑混凝土。

②钢筋混凝土灌注桩成孔：在素混凝土灌注桩浇筑完成3～4d后，开始施工咬合钢筋灌注桩，首先采用旋挖钻头在两素桩间边打磨切削与钢筋桩咬合部位的素桩边取土，成孔过程中观察素桩表观状态，若强度等级还不满足切削要求即停止作业，待强度提高后再进行钻进。

3.2.3 安装钢筋笼

采用利用汽车吊吊装钢筋笼，钢筋笼安装前需要对吊点、吊具、起重设备等进行起重验算，确保施工安全。施工时首先用起重机主吊钩将钢筋笼水平吊起，平移至桩孔处，然后通过副吊钩和主吊钩配合将钢筋笼缓慢竖起，直至将钢筋笼处于垂直状态。钢筋笼下放至设计标高后，利用钢筋笼自身钢筋定位环使钢筋笼竖向中心线与桩孔中心线重叠，同时主钢筋的保护层厚度满足设计及规范要求。

钢筋笼安装时应对准桩孔、保持垂直，缓慢入孔，不得旋转、摆动。如遇阻碍应立即停止下放，查明原因并立即处理，严禁抬高钢筋笼猛落，通过惯性下放。

钢筋笼采取分节加工，分节吊装，在孔口焊接接长钢筋笼。钢筋笼吊装完毕后，钢筋笼顶要固定牢靠以免掉笼或浮笼。钢筋笼吊装验收合格后必须尽快进行桩身混凝土浇筑施工。

3.2.4 浇筑混凝土

①混凝土采用导管灌注法浇筑工艺，混凝土塌落度要求为180～220mm，导管采用直径300mm无缝钢导管，节段间采用法兰连接，确保连接密封，不得漏水。

②在浇筑首批混凝土前先配制0.1～0.3m3水泥砂浆倒入隔水塞以上的导管和漏斗中，再将混凝土倒入灰罐中，确认初灌量备足后即可将隔水塞拉出，借助混凝土自重将导管内的泥浆挤出，确保桩孔内混凝土面在导管底口以上。

③连续灌注混凝土。首批混凝土浇筑完成后，应连续不断灌注施工，严禁途中停工。在浇筑混凝土过程中，应经频繁使用测深锤测量混凝土面的高度，并适时提升、逐节拆除导管，保持导管的合理埋深。探测次数一般不宜少于所使用的导管节数，并应在每次起升导管前探测一次导管内外砼面高度。

④拔出钢护筒。素混凝土桩混凝土浇筑至护筒顶面后人工用铁锹将表面浮浆及废渣清理干净，然后提升护筒，因提升护筒过程中会产生震动使混凝土进一步密实，并且提升护筒会使混凝土外扩造成混凝土面下降，因此在提升护筒6m左右后按照试桩确定充盈系数补灌混凝土，补灌完成后继续提拔钢护筒，此过程需安排人员检查混凝土液面高度，保证混凝土液面高于桩顶标高，若发现低于桩顶标高仍需进行补灌。

⑤桩顶处理。待桩身混凝土强度达到设计强度的100%以后再进行截桩处理。截桩前先用切割机在桩身表面设计桩顶标高位置切割两条间距为3～5cm的缝，切缝深度不得伤到钢筋笼，再在切缝以上凿除表层混凝土，确保截桩面边缘整齐。

3.3 桩基检测

本工程素混凝土桩采用低应变进行桩身完整性检测，钢筋混凝土桩采用超声波检测桩身完整性，通过实际检测结果显示，本工程素混凝土桩全部合格，其中一类桩比例达到89%；钢筋混凝土桩全部合格，一类桩比例达到93%。

4.质量控制要点

4.1 关键质量隐患

本工程咬合灌注桩的施工难点在于控制素混凝土桩的成桩质量。而素混凝土桩质量控制重点在于钢护筒拔出时机和相邻钢筋混凝土桩成孔时间。钢护筒拔出时间晚，会因混凝土凝固导致拔出困难，同时会因为振动锤震动力大而造成凝固后的混凝土产生病害；钢筋混凝土桩成孔太早，会因为素混凝土桩桩身强度不足，导致成孔过程中旋挖钻机破坏桩身完整性；如钢筋混凝土桩成孔太晚，素混凝土桩因桩身强度高，而降低钢筋混凝土桩成孔效率。

4.2 控制措施

根据质量隐患情况，施工时要求素混凝土桩钢护筒拔出时间必须在混凝土初凝前全部拔出；钢筋混凝土桩成孔时间为相邻两侧素混凝土桩浇筑完成5d后进行；如相邻个两根素混凝土桩混凝土浇筑时间相隔较长，则应在两根素混凝土桩桩身混凝土强度接近后再进行钢筋混凝土桩成孔施工，避免偏孔。

5.结语

在横琴新区天沐河防洪及景观工程直立岸壁灌注桩施工过程中，通过严格落实以上质量控制措施，桩身质量全部满足设计及规范要求，整体成桩质量良好，可以为后续类似工程提供借鉴。