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一、施工方案的選擇
根據青島瑞元地質勘察測繪院的地質勘察報告,結合本工程現場實際特點,考慮后序工序施工要求,灌注樁基礎施工必須做到以下幾點:①全部灌注樁,必須保證樁身的完整性及極限承載力設計值要求,不能出現斷樁及夾渣現象。②穿過卸荷板的3棵灌注樁施工過程中,不能對碼頭結構造成影響。③因樁距較近為6米,灌注樁施工過程中,盡可能保持樁四周拋石棱體的穩定性,以確保灌注樁施工質量及已成樁不被破壞。鑒于以上3點要求,結合本工程的開山石回填層較厚的特點,不適宜用其它成孔方式成孔,適合沖擊成孔,在沖擊成孔過程中采取間隔跳打的方式,減少對周圍開山石回填層及臨樁的影響。在灌注樁施工前期,考慮到施工工期要求及施工成本,決定本工程采用調配泥漿比重和控制錘擊沖程的施工工藝而省去設計中加設的鋼護筒。
二、施工方法
1沖擊成孔
在完成場地整平、樁位放線、開挖漿池、漿溝、護筒埋設、鉆機就位、孔位校正工作后即可開始沖擊造孔施工。在沖擊造孔開始時,采用低錘即小沖程密擊,錘起高0.4-0.6m,并及時加塊石與粘土泥漿護壁,使孔壁擠壓密實。隨著不斷的沖擊,孔深逐漸增加,當孔深達到2米時,可適當增大錘頭的落距,但不能超過1.5米,當孔深達到5米時再次增加落距,但不能超過2.5米,以減小沖擊能引起的震動對孔壁松散塊石的影響,同時孔內泥漿比重保持在1.8以上,以稠漿填充塊石縫隙,達到防止漏漿或塌孔的目的。同時應盡量減少沖孔的次數,這樣錘頭把回填層的塊石沖擊成石渣,懸浮于泥漿中,可使石渣與泥漿一起被擠壓到孔壁松散塊石的空隙中,達到更好的護壁效果。本工程中孔深在10米前,我們采用向孔內填粘土及清水調配泥漿比重在1.8以上的方法施工,并沒有沖孔撈渣,孔深在10米以上時,孔深每增加2米沖孔撈渣1次,在向孔內回填粘土后繼續沖擊成孔,直到達到設計入巖深度不小于2米及標高要求后,再沖孔調漿準備灌樁。穿過卸荷板的三根樁,樁外側距沉箱僅為40cm,且卸荷板底部為南北向貫通空隙直接與大海相通,施工難度加大。在保證成樁的同時必須保證在穿過卸荷板過程中,不能造成碼頭沉箱及胸墻的位移或破壞。針對這一難題,我們請設計單位核算了在施工中的沖擊能是否會發生以上問題,設計單位明確答復,嚴格控制錘頭落距及樁位偏差,并不會對碼頭結果造成影響。而在不加設鋼護筒的情況下,能否通過調配泥漿比重及控制沖擊沖程達到成樁的目的又引起了我們的思考,為此我們制定了兩套方案:一是當穿透卸荷板后,卸荷板底部的空隙能夠被泥漿及混凝土渣填充,不出現漏漿我們即可繼續沖擊成孔。二是穿過卸荷板后,在卸荷板底部的空隙處,出現漏漿現象,就是用碎石和粘土填充于孔內低錘密夯后,再使用粘土將孔填滿,放置1棵樁的施工時間,使卸荷板底部空隙自然密實。將樁機移位到下一棵樁位繼續施工,然后再返回被填充的樁位繼續沖擊。在實際施工過程中,三棵樁中只有一棵采用了第二套施工方案。在施工中,為減小沖擊能對碼頭結構的影響,錘頭的落距嚴格控制在1米以內。穿過卸荷板以后,趁潮位在卸荷板底部拋石棱體頂面以下,且為落潮時,使用塊石及粘土將孔內回填到卸荷板厚度的一半處,不再向孔內加水或泥漿,采用干夯的方法將卸荷板底部空洞填充密實再繼續施工,此后的施工工藝與不穿卸荷板的其他5棵樁相同。
2鋼筋籠吊裝、灌注樁混凝土澆筑
本工程中鋼筋籠吊裝及灌注樁混凝土澆筑與傳統工藝相同,在此不再贅述。
三、沖孔過程中漏漿、塌孔問題的解決
本工程由于灌注樁位于未經夯實的拋石棱體區,造成8棵灌注樁累計漏漿30余次,塌孔2次。
1漏漿、塌孔的預防
1.1合理調配泥漿比重和粘度
由于拋石棱體區未經夯實的特殊地質條件,沖孔過程容易漏漿及塌孔。為了減少漏漿次數,泥漿比重和粘度的控制就非常重要。借鑒以往類似工程的成功經驗,拋石棱體區的護壁泥漿在成孔過程中,比重應控制在1.8-1.9左右,粘度達到38S,此時,孔內泥漿能形成泥皮,有效的將石塊間的縫隙填充,防止漏漿。
1.2嚴格控制錘頭沖程
由于地質因素,在沖擊成孔過程中,應該使用低錘密擊的沖進方式施工。如果沖程過大,孔壁可能隨著錘頭的沖擊而震動,孔壁上的石塊會掉進孔內,嚴重時會造成塌孔。為了避免出現塌孔,必須嚴格控制錘頭的沖程,最大不超過2.5m。
1.3嚴格控制混凝土澆筑時間
沖擊成孔完成后,立即組織驗收,當各項指標都達到達到規范要求后,立即組織鋼筋籠吊裝、下導管、澆筑混凝土,防止因施工間歇造成漏漿或塌孔。在澆灌混凝土時,應考慮海水的潮汐。因為本工程東側7米,南側20米即為大海,受海水潮汐的影響較大,充分考慮潮汐因素能更好的保證灌注過程的順利以及成樁的質量。避免退潮時灌注混凝土,那樣很容易造成混凝土中的砂漿的流失,另外由于水位高差的原因,退潮會引發漏漿,從而影響混凝土的質量。
2漏漿、塌孔后的處理
2.1漏漿后的處理方法
造成漏漿的原因是在沖擊成孔過程中泥漿護壁局部被破壞,孔內的泥漿從破壞部位向外流淌,且漏漿多發生在退潮時,因退潮時孔內外存在壓力差。出現漏漿后,可采用孔內回填粘土,上、下反復升降錘頭,以便于重新恢復泥漿護壁。
2.2塌孔后的處理方法
塌孔一般是因漏漿引起,所以在施工過程中一旦出現漏漿現象,應立即處理,以免造成更嚴重的后果。且塌孔部位多為孔口護筒底與拋石相結合處,因這一部位是泥漿護壁的薄弱環節,護壁很容易被破壞,漏漿后,受漲潮影響就會發生塌孔。塌孔后可使用粘土將孔內全部填滿擠密,放置24小時后,再繼續施工,一般就會得到有效的解決。若塌孔嚴重就要使用塊石將孔填滿,再重新沖擊成孔。
四、結束語
本文通過青島現代造船有限公司350噸固定式起重機基礎工程沖孔嵌巖灌注樁的成功實施,簡要介紹了未經夯實的拋石棱體區沖孔嵌巖灌注樁的施工工藝,并結合3根穿過卸荷板的灌注樁施工,進一步說明了采用了調配泥漿比重和控制錘擊沖程的施工工藝,在不加設鋼護筒的情況下,沖孔嵌巖灌注樁在未經夯實的拋石棱體區也能成功實施。
作者:王富源 單位:中交一航局第四工程有限公司