浅谈冲孔灌注桩的质量控制在内河高桩码头中的应用

来源:用户上传      作者:蒋丹 尹昆昆

　　摘要：随着社会和经济的快速发展，近几年来，我国的港口建设步伐不断加快。高桩码头适用于各种软土地基，在岩基上主要采用嵌岩灌注桩，一般常采用冲击钻进行嵌岩灌注桩施工。本文简要阐述冲孔灌注桩在内河高桩码头中的应用。关键词：高桩码头;冲孔灌注桩;施工工艺;清孔;质量控制
　　中图分类号：U655 文献标识码：A 文章编号：1006―7973（2022）03-0087-04
　　1概述
　　1.1工程概况
　　岳阳国际集装箱码头二期工程位于岳阳港城陵矶港区，建设为4个3000吨级（兼顾5000吨级）以集装箱为主的多用途泊位。码头平台长500m，宽30m，共13个排架。码头结构形式为高桩码头结构，码头平台桩基为钢筋混凝土嵌岩灌注桩，嵌岩灌注桩桩身直径1.6m，桩长20～29m，共317根，混凝土浇筑总工程量约15000m?。
　　1.2桩基施工地质条件
　　码头施工作业平台地处长江防洪大堤江侧边滩，覆盖层由上至下主要为淤泥质粉质黏土、淤泥质粉质黏土夹粉细砂和圆砾等组成，总厚7.9～21.4m，岩面标高3.17～10.65m。桩基持力层为中风化板岩，嵌岩深度4.5m ～5.5m。嵌岩灌注桩施工现场图如下：
　　2施工工艺流程及清孔
　　2.1灌注桩施工工艺流程
　　本工程嵌岩灌注桩采用 CZ-50型冲击钻进行冲孔施工，能满足施工需要。嵌岩灌注桩施工工艺流程：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装机器设备并定位→冲孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→安装灌注导管→第二次清孔→浇筑水下砼。
　　2.2清孔
　　清孔方式采用换浆法正循环清孔。清孔原理：由泥浆泵将已配置好的泥浆经过输送管线将泥浆送至孔底，送至孔底的泥浆悬浮并携带孔内钻渣，再经过钢护筒溢浆口、沟槽流入循环沟、沉淀池，然后进入泥浆池循环使用。
　　冲击钻冲孔达到设计土层底标高后，进行第一次清孔，主要对孔底以及悬浮在孔内泥浆中的大量钻渣进行清除。经第一次清孔完成，沉渣厚度符合要求后，及时下放钢筋笼及灌注导管，下放完毕之后，再利用灌注导管进行第二次清孔。第二次清孔完成，沉渣厚度及泥浆性能指标符合要求后，再及时浇灌混凝土。
　　3施工场地布置、钢筋笼制作下放
　　码头平台灌注桩桩基中心横向间距8.25m，纵向间距分别为3.22m、7.56m、8m。施工投入15台冲击钻同时进行施工，桩基采用由一侧向另一侧间隔跳打的施工顺序，尽量减少对附近的桩基成孔质量的影响。因桩基密集，施工场地空间狭窄，并且要留出施工便道，附近难以开挖较大的泥浆池，甚至部分桩基泥浆池需要共用，泥浆沉淀池沉渣采用1.5m?挖掘机进行随时清理并外运。单排架桩基平面布置图如下：
　　本项目钢筋笼数量多，受长江水位影响可施工时间少，工期紧。根据现场施工安排，钢筋笼不采用分节制作、下放，就近整体制作，直接一次成型，节省下放钢筋笼时在孔口进行焊接或机械连接所消耗的时间，并减少施工便道被吊机占用较多时间。
　　钢筋笼下放前，由专业测量人员在钢护筒口放出桩中心，便于钢筋笼顺利下放。钢筋笼下放由30吨履带吊协助完成，钢筋笼下放至顶面接近钢护筒口时，在钢筋笼的加劲箍下横穿两根3m 的2[10槽钢使钢筋笼固定。然后起吊2根φ16（圆钢）吊筋与整节钢筋笼进行连接，吊筋长度要经过精确计算，以保证钢筋笼顶能够刚好下放至设计标高，吊筋焊接完毕后，及时接长声测管。声测管连接好以后抽出槽钢，下放钢筋笼到设计标高。冲击钻施工及钢筋笼下放图如下：
　　4混凝土浇筑工艺
　　4.1施工工艺
　　混凝土由罐车运至施工现场采用泵送进行浇筑。当进行首灌混凝土浇筑时，浇筑时采用储料斗进行施工，储料斗与导管直接连接。储料斗方量必须大于首灌方量。浇筑过程中，混凝土由储料斗经导管下料，导管采用φ300mm（染叮×δ8mm 的无缝钢管制作、快速接头连接，加工长度取1～5m 不等。
　　导管使用前在陆地上预拼，分节之间安装O型密封圈法兰连接，导管在使用前进行水密承压和接头抗拉试验。水密成压试验方法主要为：①通过已完成拼装的导管注入70%的自来水;②将两端进行封闭，其中一端接入输风管接头;③输入不低于2300kp 的风压力，导管不停滚动多次;④经过15分钟后检测不漏水即为合格。导管内过球应畅通。符合要求后，在导管外壁用明显标记逐节标明尺寸，导管应配备总数20%～30%的备用导管。
　　4.2混凝土浇筑
　　首批混凝土浇筑采用“拔塞法”，确保一次成功。储料斗中的混凝土方量稍大于首灌方量，当储料斗装满混凝土量时，开始拔掉储料斗底口的塞子，首灌混凝土浇注成功后，混凝土经泵送直接向储料斗提供混凝土，并不断检测浇注的混凝土面高度，防止导管埋深超过6m，当接近6m 时，用吊车将储料斗提升，从导管顶面拆除一节导管，使储料斗高度适合浇注，但在提升时一定要保证导管埋深至少2m。如此循环直至浇注完毕。
　　首批混凝土灌注前进行孔内沉渣厚度的测定，沉渣厚度满足要求后方可进行首灌混凝土的浇筑，其数量应能满足导管首次在灌注桩中的埋置深度（≥1.0m）要求及填充导管底部的需要。并根据下列公式计算确定：
　　式中：V―灌注首批混凝土所需数量（m?）; D―桩孔直径（m）;
　　H1―桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m; H2―导管初次埋置深度（m），按1m 考虑; d―导管内径（m）;
　　h1―桩孔内混凝土达到埋置深度 H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即 h1= HwΥw/Υc;
　　桩基桩径为1.6m，Hw=30m（码头平台桩长为20～29米不等，取30米计算），
　　经计算，首灌混凝土方量≥3.7m?，储料斗里的混凝土方量要达到3.7m?以上。

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