摘要：当前在陆域地基处理工程中，常见的地基处理方法有高压旋喷桩、深层搅拌桩以及钻孔灌注桩，但以钻孔灌注桩最为适用，且应用最广泛，其对地层适应力比较强，能够提高地基承载力。
关键词：码头；软基处理；钻孔灌注桩；稳定；
软基是一种非常常见的地质状态，通常由于设计及施工不重视会引起质量问题。根据工程施工时间紧、场地狭窄、不能影响已建成码头的的桩基、地质指标不适合大型机械等特点，对软基处理的方式（钻孔灌注桩）、施工中的质量控制及所采用的整体稳定性计算方法（强度折减法）进行了探讨。
一、原码头陆域软基处理方案
由于工程范围内淤泥层厚度大，具有含水率高、压缩性高、强度低等特征；同时采用钻孔灌注桩基础的码头已施工完成，后方陆域软基处理与房建工程将陆续开工。原设计采用水泥搅拌桩的地基处理方式，但由于场地地基土体物理力学指标差、强度低等特点，大吨位的静压设备无法正常使用，施工时可能会出现码头局部稳定遭到破坏。若按原软基础处理方案继续实施，后续施工存在以下风险：（1）大吨位的静压设备进场困难，进场后设备无落脚点；（2）如采用浅基础换土，解决设备支撑点，存在施工工艺复杂性，施工过程中存在码头基础钻孔桩被剪力破坏的可能性，可能出现码头失稳情况。可见，原软基处理方案已不能满足技术、工期的要求。
二、优化后的钻孔灌注桩处理方案
考虑到该工程施工特点和难点，经多方比选，对原软基处理方案进行优化，决定采用直径为800 mm，桩间距为1.25 m的钻孔灌注桩，通过灌注桩及其顶部承台与码头结构形成整体抗滑、抗倾覆结构以满足码头结构稳定性要求。该方案一方面可以达到软基处理的目的，避免陆域施工对码头结构安全的影响；另一方面可以有效缩短工期，具有良好的实施效果。
1.码头稳定计算。（1）强度折减法计算。强度折减法是通过将数值模型中岩体或土体强度参数逐渐降低，直到其达到破坏状态为止，来分析岩土工程的整体稳定性。其安全系数定义为：使边坡刚好达到临界破坏状态时，对岩体、土体的抗剪强度进行折减的程度，即定义安全系数为岩土体的实际抗剪强度与临界破坏时的折减后剪切强度的比值。强度折减法的要点是利用下列公式来调整岩土体强度指标C和准。
（1）
（2）
式中：CF为折减后的粘聚力；准F为折减后的内摩擦角；Ftrial为折减系数。然后对边坡稳定性进行数值分析，不断地增加折减系数，反复计算，直至其达到临界破坏，此时得到的折减系数即为安全系数Fs。（2）计算参数的确定。根据工程地质勘查资料，确定地基土的物理力学参数见表1。对原软基处理方案进行优化，决定采用直径为800 mm，桩间距为1.25 m的钻孔灌注桩，通过灌注桩及其顶部承台与码头结构形成整体抗滑、抗倾覆结构以满足码头结构稳定性要求。该方案一方面可以达到软基处理的目的，避免陆域施工对码头结构安全的影响；另一方面可以有效缩短工期，具有良好的实施效果。
表1强度折减计算参数
（3）强度折减法计算结果。经过多次调整折减系数，计算得出抗滑整体稳定安全系数为1.262 5。（4）条分法边坡稳定计算校核。条分法基本思路是：假定最危险圆弧面，将圆弧滑动体分成若干条，计算各土条上的力系对弧心的滑动力矩和抗滑稳定力矩，抗滑力矩和滑动力矩之比为土坡的稳定安全系数。计算公式如下：
计算土条分为10条，经过计算后得到边坡安全系数为1.24。可见，码头结构的稳定性是能够保证的。
2.施工工序。（1）施工准备：包括选择钻机、钻具、考虑场地布置等。（2）开挖作业平台：从码头边缘范围开始以10 m为一个作业单元，先开挖软基处理灌注桩作业平台。（3）进行软基处理灌注桩的施工，浇筑桩顶承台。施工中很重要的是定好钻孔机位置和正确安装钻孔机，钻孔时防止孔壁坍塌。钻孔首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。（4）进行下一组10 m范围的作业平台开挖及灌注桩施工直至本流程结束。（5）码头结构施工、分层填筑码头结构后方及铺设塑土工格网。（6）以10m为一个作业组码头，前方围堰同时进行注水直至本流程结束。
3.施工质量控制。钻孔灌注桩加固地基施工时，虽然不能直接观察它的质量，但可以通过控制施工过程中的工序操作、工艺参数和外部控制条件等因素，达到提高其施工质量的目的。本工程施工时的控制因素如下：（1）整个施工过程中必须加强对码头结构、桩体变形和位移的观测，做好观测日记，若结构发生位移立即停止施工并及时与设计单位进行沟通。（2）安装钻孔机位置要精确，误差在允许范围内，保证钻孔不倾斜，钻孔随时观察，及时采取措施，防止孔壁坍塌；应对成孔的孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查，保证成孔质量。（3）在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。（4）灌注混凝土时不要中断，防止出现断桩现象。（5）宕渣填筑过程中必须严格控制施工速度，要求在填筑过程中地面沉降速率＜1.0cm/d。
4.实施效果。工程按优化方案和要求进行实施，历时4个月完成软基处理，施工过程没有发生质量、安全问题，而本优化方案投资与原方案相差不多，同时解决了原方案施工的不安全因素，大大提高了施工速度，总体上达到预期要求。
三、施工技术措施
1.成孔施工技术措施。为了有效确保本灌注桩工程成孔质量，工程采取了以下成孔施工质量控制措施。（1）桩位误差保证措施。钻机就位时，使用悬锤校准钻机的钻头与孔位中心相吻合，为确保定位准确，选派放样经验丰富的测量工程师现场配合施工。（2）钻孔垂直度保证措施。为了有效地保证钻孔垂直度偏差小于1%，除了钻机就位必须在同一铅垂线上，取土器结构还必须根据地层情况合理设计，精心加工，使切削面受力均衡，保证桩的垂直度在设计要求之内。（3）桩径和桩形保证措施。在钻孔操作过程中，根据不同地层的钻进特点，采用相应的操作技术参数。
2.成桩技术措施。（1）严格对混凝土的原材料进行管理，现场设材料质检员，建立原材料合格证制度，对原材料进行复验，不合格材料不进场，坚持由试验室设计混凝土配比，现场砂石、水泥过磅，保证桩身混凝土强度等级。（2）灌注前严格检查拌和系统和起吊机械设备工作状况，保证混凝土灌注过程中设备运转可靠。（3）对每根桩混凝土灌注速度确保在2h以内浇筑完成，浇筑过程中正确指挥提拆导管，保证拆管后的埋管深度在2m以上。（4）检查成孔质量合格后尽快浇注混凝土，桩身混凝土必须留有试件。（5）在冬季灌注混凝土时，应采取保温措施，使灌注时的温度不低于3℃；桩顶混凝土在达到设计强度50%之前，不得受冻。
总之，钻孔灌注桩在软基处理中具有施工方便、工艺简单、工期短等优点，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]张刚.浅谈码头陆域软基处理中钻孔灌注桩的应用.2017.
[3]叶利东.钻孔灌注桩施工工艺与质量控制措施.2017.
作者姓名：王秀民
作者身份证号码：43040219690911XXXX
论文作者:王秀民
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
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