1引言
    近年來隨著港口經濟建設的高速發展，鉆孔灌注樁施工技術已廣泛應用于港口建設中。但在防波堤拋石層這種特殊地質上大規模采用沖擊鉆成孔灌注樁施工比較罕見，施工難度非常大，施工質量和施工安全也難以控制。根據我們在某港口碼頭改造工程一期綜合管廊基礎工程施工中的一些經驗和體會，現就防波堤拋石層地質鉆孔灌注樁施工技術進行一下探討。
2工程概況及工程地質條件
2.1工程概況
某碼頭改造工程一期綜合管廊基礎工程，管線全長約1108m，主要內容包括鉆孔鋼筋混凝土灌注樁、承臺、連梁及預埋件的安裝。其中鋼筋混凝土鉆孔灌注樁共419根，樁徑為800 mm,樁長L=30 m，超灌850 mm,混凝土強度等級為C30。
2 .2地質情況
    本工程勘察最大揭露深度40.20m范圍內地層主要為:素填土、沖填土(Q42 ml )、第四紀全新世海相沉積(Q4m)形成的淤泥質粘土、粘土、粉土，第四紀上更新世海陸交互相沉積(Q3mc),陸相沖積(Q3al)形成的粉砂、粉土、粉質粘土及粘土層;本工程管廊基礎施工的樁位大多座落于原南防波堤的壓腳棱體石上，地面下約2m深處有2~5m厚的塊石，塊石規格為150~200kg，少部分樁位座落于防波堤堤身上，石層厚約8 m。
3工程特點及主要施工方法
本工程不僅樁位座落在原防波堤拋石層上，而且施工區域陸域部分原屬海洋水下灘坡，后經航道疏浚土吹填造陸及回填整平至現有高程，地基較軟。同時樁位離海邊較近，海水的漲潮落潮對施工也帶來一定的影響。因此樁基施工受影響因素眾多，施工難度非常大，國內尚無可供借鑒的同條件施工經驗。通過認真研究和實踐，成功摸索出了一套切實可行的施工方法，現著重從以下幾個方面進行介紹。
3.1樁機選擇
    由于本工程樁基施工要穿過防波堤拋石層，結合以往類似工程的施工經驗，本工程采用沖擊鉆機沖擊成孔，該鉆機適用于卵石、積巖石、塊石層、風化巖石等復雜地層的施工，但在沖孔過程中，容易塌孔和漏漿，成孔時間較長，混凝土超灌量較大，施工時要加強控制。經從質量、進度及經濟方面對多種機型的方案比較，本工程采用了CZ-8型沖擊鉆機成孔，錘重3~4 t，動力75kw。
3.2沖擊鉆成孔施工工藝
     (1)防波堤護底拋石層中鉆孔
    根據地質資料及試樁鉆孔的情況顯示，防波堤一側為5~6 m的吹填土層，在此土層鉆進成孔速度較快，在進入2~5m拋石層時，沖擊鉆降低沖程，放慢進尺速度，同時向孔內填入粘土，提高泥漿比重，確保拋石層的穩定，以防坍塌和造成石層串孔漏漿。在穿透拋石層進入放泥質土層后2~3 m，鉆機適當加快進尺的速度。粉砂土層在地面下18~20 m，層厚在9~10 m，當鉆機進入粉砂土層后要適當的向孔內加入粘土，確保泥漿護壁的完整性，并再次調整沖程，放慢速度，此時要嚴格監控泥漿指標，以防粉砂層坍塌，在此層施工中沖擊錐要不間斷的在孔內上下提拉，保證泥漿均勻及孔壁的完整性，同時防止在此處由于震動，使上部拋石層的活石松動下落發生卡鉆的現象。
      (2)防波堤堤身拋石層中鉆孔
    本工程有22根樁落在堤身上，其中有8根為密集的群樁，且此段堤壩又被當作主要的交通道路，上部為30 cm水穩層，1.5m灰土層，9~10 m的堤心拋石層，8~10 m淤泥質土層，10~ 15 m的粉砂土層，堤心拋石塊體規格不一，鉆孔施工難度較大，施工時將上部的水穩層及灰土層用挖掘機清除，埋設1.5~2 m的護筒，開始鉆孔時向孔內填入粘土開孔，在拋石層中要加強泥漿比重控制，在鉆孔過程中控制好進尺的速度和鋼絲繩的垂直度，以防拋石卡鉆及孔傾斜，發現倒錐時要及時向孔內拋入片石和粘土，并采用低錘密擊的小沖程沖進方式修正。在穿透拋石層后1~2 m，提鉆，將孔內浮渣清理后，向孔內投入水泥，在孔內造漿，在拋石層處形成水泥漿護壁，待24 h后重新鉆孔，保證了堤身上樁基成孔的質量。
      (3)未真空預壓沖填區鉆孔
    本工程防波堤一側有420 m未做真空預壓的沖填區，有166根樁，沖填泥沙土層距防波堤拋石層面厚約6 m，且此深度內的建筑垃圾、樁頭、硅塊等較多，地質情況較復雜，給鉆孔施工帶來了極大的難度。首先對施工區域進行了硬化處理，采用回填60 cm素土擠放，面層再回填80 cm灰土。同時采用鋼板鋪設在鉆機的下面來保證鉆機在施工過程中的穩定性，并采用了6~9 m的加長鋼護筒輔助成孔。此段施工中要對沖程、進尺速度、泥漿比重嚴格控制，以防串孔漏漿。
3.3沖擊鉆孔泥漿配制
鉆孔泥漿一般由水、優質粘土或膨潤土按適當配合比配制而成，其性能指標:泥漿比重1.25~1.5;粘度18~24 S;含砂率不大于4%;膠體率不低于95%;PH值7.5~9。
在鉆進到拋石層時，適當提高泥漿的比重達1.5和粘度達24 S，以保證鉆進成孔時孔壁的穩定。待穿過拋石層后泥漿比重控制在1.25~1.4，粘度為18~22S。在進入粉砂層時，泥漿比重控制在1.30。
3.4鉆進成孔過程中的問題探討。
(1)串孔、漏漿
    由于樁位離海比較近，且樁位處有2~8 m厚的石層，不均勻，多為活石，很容易產生串孔漏漿  (泥漿順著石層縫跑漿)現象，漏漿后孔內泥漿面與海平面基本相平，二次清孔難度比較大。
    采取措施:針對出現的問題，采取隔孔施工，孔的最小間距>6m，要控制清渣頻率，根據地層特點合理調配泥漿比重和粘度。在整個沖擊成孔過程中密切關注水頭和控制好泥漿的比重非常重要。
在鉆孔過程中泥漿比重控制在1.3~1.5之間，泥漿粘度達到22~24 S。每進5~6 m檢查鉆孔直徑和垂直度，在地層變化處撈取渣樣，判明后記入記錄表中并與地質剖面圖核對，注意地層變化，根據實際地層變化采用相應的鉆進方式。
      (2)塌孔
    在進入拋石層和粉沙層時，由于進尺慢且震動大，易導致塌孔。
    采取措施:鉆進過程中，升降錐頭時要平穩，不得碰撞護壁和孔壁。鉆孔作業必須連續，詳細作好鉆孔施工記錄，鉆孔泥漿要隨時調整，現場隨時回填粘土加大泥漿比重，并間隔30 min測一次泥漿比重，且經常上下提鉆保證上下泥漿比重一致。鉆進時起落鉆頭速度要均勻，不得過猛或驟然變速，以免碰撞孔壁或護筒，或因提速過快而造成負壓引起塌孔。
    在未真空預壓沖填區域鉆孔過程中，我們在原粘土泥漿中加入5%的膨潤土，同時嚴格控制泥漿比重在1.25~1.4之間，并不斷調整粘土及膨潤土的摻量，保持泥漿比重穩定在1.3左右。
      (3)卡鉆
    在防波堤堤心拋石層上鉆孔，由于石層較厚，且在地面下20 m后進入粉沙層，沖擊振動力大，很容易造成上部護壁松動，有拋石掉落卡鉆。
    采取措施:在此處鉆進時首先要密切注意孔內泥漿液面的變化，保持孔內泥漿壓力，每層地質均要測定泥漿的各項指標(包括泥漿比重、粘度和含砂率)。在拋石層中鉆進時除要及時向孔內加填片石外，還要及時向孔內加入粘土，使片石和粘土被逐漸擠入拋石層的間隙，以加固孔壁。穿透石層后，將約2t水泥倒入孔內用鉆頭在孔內造漿護壁，均勻后放置24 h后繼續開鉆，可起到很好的護壁效果。
    卡鉆處理:本工程部分樁a13、a69施工時也發生了掉石卡鉆現象，卡鉆基本是在進入粉沙層后，地面下25~28 m的位置，發生卡鉆后，要控制好孔內泥漿的循環和泥漿的比重，防止沉渣過厚，泥漿比重要適當的加大到1.4~1.5，然后鉆機松繩，使沖錐自然下落，同時用陶渣筒裝滿石塊輕輕沖擊錐頂，使沖錐下落一段距離后，再用鉆機反沖卡鉆部位。要點是不能急，要有耐心，一般是輕觸卡鉆部位后，鋼絲繩不能硬拉，反沖錐法在本工程中成功的處理了卡鉆事故。
    在上述方法還未能解決卡鉆，或錐被孔內活石埋入過深，可用套錐法進行處理。套錐是利用鋼板卷成比孔徑小2 cm的空心圓筒，在筒下口內鍘焊加強鋼板和錐齒，重約2.5 t。在用套錐進行沖孔時，要設置大泵和排漿管，保證孔內泥漿能循環，在接近卡錐部位時要用小沖程施打，在打到被卡錐底時，沖擊錐起動，要是仍不能提鉆，利用鉆機頂部加滑輪施加外力提升沖擊錐。
 (4)清孔
    鉆孔樁的泥漿指標與孔底沉渣厚度是直接影響澆注質量與單樁承載力的關鍵因素。本工程采用二次清孔，第一次為終孔時清孔，第二次為灌注混凝土前清孔。清孔采用掏渣、換漿正循環方法進行。
4結束語
（1）鉆孔時泥漿要隨時調整，泥漿指標控制是關鍵。采用加粘土和膨潤土造漿護壁，能有效地防止孔壁坍塌及孔底沉渣過大等問題，確保成孔質量和速度;
    （2）沖擊鉆在穿過拋石層施工時，通過加強對清渣頻率、進尺速度及沖程控制，保證了孔徑、孔壁的完整性和垂直度;
（3）在防波堤堤心拋石層采用水泥漿護壁成孔，改變了以往跟鋼護筒的施工工藝，保證了工期，節約了材料，降低了施工成本，取得了良好的效益;
（4）未真空預壓沖填區施工采用了簡單的場地硬化及加長鋼護筒，縮短了地基處理的時間及費用，保證了施工工期及灌注樁的施工質量;
參考文獻:
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