冲孔嵌岩灌注桩施工工艺浅谈
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一、施工方案的选择
根据青岛瑞元地质勘察测绘院的地质勘察报告，结合本工程现场实际特点，考虑后序工序施工要求，灌注桩基础施工必须做到以下几点：①全部灌注桩，必须保证桩身的完整性及极限承载力设计值要求，不能出现断桩及夹渣现象。②穿过卸荷板的3棵灌注桩施工过程中，不能对码头结构造成影响。③因桩距较近为6米，灌注桩施工过程中，尽可能保持桩四周抛石棱体的稳定性，以确保灌注桩施工质量及已成桩不被破坏。鉴于以上3点要求，结合本工程的开山石回填层较厚的特点，不适宜用其它成孔方式成孔，适合冲击成孔，在冲击成孔过程中采取间隔跳打的方式，减少对周围开山石回填层及临桩的影响。在灌注桩施工前期，考虑到施工工期要求及施工成本，决定本工程采用调配泥浆比重和控制锤击冲程的施工工艺而省去设计中加设的钢护筒。
二、施工方法
1冲击成孔
在完成场地整平、桩位放线、开挖浆池、浆沟、护筒埋设、钻机就位、孔位校正工作后即可开始冲击造孔施工。在冲击造孔开始时，采用低锤即小冲程密击，锤起高0.4-0.6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实。随着不断的冲击，孔深逐渐增加，当孔深达到2米时，可适当增大锤头的落距，但不能超过1.5米，当孔深达到5米时再次增加落距，但不能超过2.5米，以减小冲击能引起的震动对孔壁松散块石的影响，同时孔内泥浆比重保持在1.8以上，以稠浆填充块石缝隙，达到防止漏浆或塌孔的目的。同时应尽量减少冲孔的次数，这样锤头把回填层的块石冲击成石渣，悬浮于泥浆中，可使石渣与泥浆一起被挤压到孔壁松散块石的空隙中，达到更好的护壁效果。本工程中孔深在10米前，我们采用向孔内填粘土及清水调配泥浆比重在1.8以上的方法施工，并没有冲孔捞渣，孔深在10米以上时，孔深每增加2米冲孔捞渣1次，在向孔内回填粘土后继续冲击成孔，直到达到设计入岩深度不小于2米及标高要求后，再冲孔调浆准备灌桩。穿过卸荷板的三根桩，桩外侧距沉箱仅为40cm，且卸荷板底部为南北向贯通空隙直接与大海相通，施工难度加大。在保证成桩的同时必须保证在穿过卸荷板过程中，不能造成码头沉箱及胸墙的位移或破坏。针对这一难题，我们请设计单位核算了在施工中的冲击能是否会发生以上问题，设计单位明确答复，严格控制锤头落距及桩位偏差，并不会对码头结果造成影响。而在不加设钢护筒的情况下，能否通过调配泥浆比重及控制冲击冲程达到成桩的目的又引起了我们的思考，为此我们制定了两套方案：一是当穿透卸荷板后，卸荷板底部的空隙能够被泥浆及混凝土渣填充，不出现漏浆我们即可继续冲击成孔。二是穿过卸荷板后，在卸荷板底部的空隙处，出现漏浆现象，就是用碎石和粘土填充于孔内低锤密夯后，再使用粘土将孔填满，放置1棵桩的施工时间，使卸荷板底部空隙自然密实。将桩机移位到下一棵桩位继续施工，然后再返回被填充的桩位继续冲击。在实际施工过程中，三棵桩中只有一棵采用了第二套施工方案。在施工中，为减小冲击能对码头结构的影响，锤头的落距严格控制在1米以内。穿过卸荷板以后，趁潮位在卸荷板底部抛石棱体顶面以下，且为落潮时，使用块石及粘土将孔内回填到卸荷板厚度的一半处，不再向孔内加水或泥浆，采用干夯的方法将卸荷板底部空洞填充密实再继续施工，此后的施工工艺与不穿卸荷板的其他5棵桩相同。
2钢筋笼吊装、灌注桩混凝土浇筑
本工程中钢筋笼吊装及灌注桩混凝土浇筑与传统工艺相同，在此不再赘述。
三、冲孔过程中漏浆、塌孔问题的解决
本工程由于灌注桩位于未经夯实的抛石棱体区，造成8棵灌注桩累计漏浆30余次，塌孔2次。
1漏浆、塌孔的预防
1.1合理调配泥浆比重和粘度
由于抛石棱体区未经夯实的特殊地质条件，冲孔过程容易漏浆及塌孔。为了减少漏浆次数，泥浆比重和粘度的控制就非常重要。借鉴以往类似工程的成功经验，抛石棱体区的护壁泥浆在成孔过程中，比重应控制在1.8-1.9左右，粘度达到38S，此时，孔内泥浆能形成泥皮，有效的将石块间的缝隙填充，防止漏浆。
1.2严格控制锤头冲程
由于地质因素，在冲击成孔过程中，应该使用低锤密击的冲进方式施工。如果冲程过大，孔壁可能随着锤头的冲击而震动，孔壁上的石块会掉进孔内，严重时会造成塌孔。为了避免出现塌孔，必须严格控制锤头的冲程，最大不超过2.5m。
1.3严格控制混凝土浇筑时间
冲击成孔完成后，立即组织验收，当各项指标都达到达到规范要求后，立即组织钢筋笼吊装、下导管、浇筑混凝土，防止因施工间歇造成漏浆或塌孔。在浇灌混凝土时，应考虑海水的潮汐。因为本工程东侧7米，南侧20米即为大海，受海水潮汐的影响较大，充分考虑潮汐因素能更好的保证灌注过程的顺利以及成桩的质量。避免退潮时灌注混凝土，那样很容易造成混凝土中的砂浆的流失，另外由于水位高差的原因，退潮会引发漏浆，从而影响混凝土的质量。
2漏浆、塌孔后的处理
2.1漏浆后的处理方法
造成漏浆的原因是在冲击成孔过程中泥浆护壁局部被破坏，孔内的泥浆从破坏部位向外流淌，且漏浆多发生在退潮时，因退潮时孔内外存在压力差。出现漏浆后，可采用孔内回填粘土，上、下反复升降锤头，以便于重新恢复泥浆护壁。
2.2塌孔后的处理方法
塌孔一般是因漏浆引起，所以在施工过程中一旦出现漏浆现象，应立即处理，以免造成更严重的后果。且塌孔部位多为孔口护筒底与抛石相结合处，因这一部位是泥浆护壁的薄弱环节，护壁很容易被破坏，漏浆后，受涨潮影响就会发生塌孔。塌孔后可使用粘土将孔内全部填满挤密，放置24小时后，再继续施工，一般就会得到有效的解决。若塌孔严重就要使用块石将孔填满，再重新冲击成孔。
四、结束语
本文通过青岛现代造船有限公司350吨固定式起重机基础工程冲孔嵌岩灌注桩的成功实施，简要介绍了未经夯实的抛石棱体区冲孔嵌岩灌注桩的施工工艺，并结合3根穿过卸荷板的灌注桩施工，进一步说明了采用了调配泥浆比重和控制锤击冲程的施工工艺，在不加设钢护筒的情况下，冲孔嵌岩灌注桩在未经夯实的抛石棱体区也能成功实施。
作者：王富源 单位：中交一航局第四工程有限公司
