中交第二航务工程局有限公司第六分公司 湖北武汉 430014
摘要：本文结合漳江湾特大桥地质情况复杂、淤泥层厚及含砂量高、岩层裂隙发育、钢护筒长等特点，对钻孔过程中漏浆处理进行研究，为以后海上类似工程提供借鉴。
关键词：海上桩基 地质复杂 钢护筒漏浆 涨落潮
1 工程概况
1.1 工程概述
漳江湾特大桥南引桥桩基共计228根，每个墩位4根桩，左右幅各2根，其中27-59#墩桩径为2.2m共132根，60-83#墩桩径为2.0m共96根，均为嵌岩桩，最大桩长为61m。钢护筒比设计桩径大30cm,护筒长度取深入淤泥层以下约3m且不小于10m，为永久钢护筒。护筒长度按计算长度加工运送至现场,为防止大直径钢护筒在制作、运输及安装过程中出现较大变形，在底节钢护筒底口3cm以上设置壁厚10mm、高30cm抱箍，顶节钢护筒顶口设置壁厚10mm、高30cm抱箍。每节钢护筒用∠75*5角钢设置3道米字撑。钢护筒采用4m高双层导向架下放，导向装置内设置供钢护筒定位、施沉过程中纠偏、调整的液压千斤顶和锁定装置8套,75t履带吊配合DZJ200振动锤下放，下放过程中测量人员全程采用全站仪观测垂直度。
根据对本合同段内地质资料的综合分析，本项目地质情况有如下特点：第一，第四系覆盖层由冲海积成因淤泥、粗砂等组成，淤泥层厚，对孔壁稳定要求较高；第二，岩层硬度大，下伏基岩为全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩。中风化花岗岩为较硬岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅳ级，最大极限抗压强度66.2MPa，根据对本合同段内地质资料的综合分析，结合福建地区桩基施工经验，决定采用冲击正循环钻进工艺。采用相邻孔位作为泥浆池，在钻孔桩孔口及泥浆箱出浆口各设置一个泥浆泵作为泥浆循环的动力。在进浆口设置泥渣分离筛网，用于泥浆、泥渣的分离护筒间采用平联管连通（标高+4.5m）。在钻孔施工过程中，存在部分护筒底口漏浆，严重影响桩基成孔进度。
1.2 地质条件
地形、地质条件复杂：拟建桥范围内各段场址处地质情况为典型冲海积地貌，地质从上之下分布为淤泥、细砂、粗砂、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩，27-80#墩为典型冲海积地貌，淤泥埋深0-5米，厚度达3-20米，81#墩-84#台处于山海交界处，几乎没有覆盖层，为破碎状强、中风化花岗岩，地质柱状图如下：
1.3 水文条件
本项目河道内基本为顺河道方向的往复流，河段潮流流速较大。桥区附近最大涨潮垂线平均流速0.62m/s，最大落潮垂线平均流速为0.56m/s；项目所在海域潮型判别数值为0.557,属于不正规半日潮, 平均涨潮历时长于平均落潮历时。平均涨潮历时为6时25分，平均落潮历时为6时。一天中白天水位在0.6米以下(即海滩裸露,无海水浸泡)的时长约为4-5小时，潮汐变化情况如下表：
2 钢护筒漏浆常规处理方法
①、钢护筒埋置深度不够，钢护筒接长，继续施沉至设计标高；
②、加稠泥浆或倒入黏土慢慢转动，或回填土掺卵、片石反复冲击护筒壁，形成厚泥皮护壁；
③、护筒外，采用砂浆或混凝土进行外堵；
④、钢护筒内下放内护筒。
3、钢护筒原因分析及处理方法
3.1钢护筒埋置深度分析
文献[2]（上册）P515对护筒的埋置深度进行了分析和计算。现按照其思路对钢护筒的埋置深度进行计算，埋置深度可按下述公式确定：
注：80#墩位为山海交界处，为斜岩，80#-4桩位覆盖层浅，由于地质情况特殊，钢护筒下放长度与计算存在出入，其余桩位钢护筒下放长度与计算相符，钢护筒深度满足要求。
3.2施工方法
由于前期对海上桩基施工经验不足，漳江湾海域地质情况复杂，岩层由火山喷发形成，每个墩台4个孔位地质情况变化较大，岩样及入岩标高与设计图纸提供地质钻探报告出入较大，针对出现部分桩基漏浆情况，解决的方法主要如下：
（1）80#-4桩位位于分水石附近，基本无覆盖层浅，穿过淤泥层后直接进入块碎式强风化花岗岩，钢护筒无法继续施沉，先期试用护筒内填黄土、块石，加大泥浆比重，仍在低潮位时发现从护筒周边漏浆。通过对相邻孔位的岩样发现，块碎式强风化花岗岩裂隙发育，孔隙较大，钻进过程当中，岩面在冲击力的作用下，裂隙更加扩大。泥浆在岩层缝隙中流失，造成钻进无法继续钻进，同时污染海域严重，后采取在护筒外浇筑混凝土，堵塞其裂隙通道，后续钻进中，无漏浆情况发生。
（2）在后续79#-1、79#-3、77#-1、76#-1、3桩基施工中，又出现漏浆情况，通过常规的护筒内填粘土及块石、护筒内灌砂浆及稻草等方法，漏浆问题仍然无法解决，后对渣箱内钻渣进行分析研究，发现粗砂层中夹杂贝壳，深度3-10m不等，贝壳数量多，造成粗砂层间缝隙较大，在低潮位时形成了渗漏通道，护筒内泥浆与海面形成压力反差，形成漏浆。在钻机穿过粗砂层，接长钢护筒3-4m，采用75t履带吊配合DZJ200振动锤施打下沉，钢护筒不再下沉为宜。后续钻进中，添加优质黄土，进入岩层后再无漏浆情况发生，成功解决了漏浆问题。
4 总结
通过前期各个方法探索和总结，对漏浆原因的深刻剖析，成功解决了涨落潮海域钢护筒漏浆问题。为后续漳江湾特大桥南引桥桩基施工解决了很大困扰，既加快了桩基施工功效，加快了桩基施工进度，缩短了施工工期，节约了施工成本，同时也很好的控制了海域环境污染，为后续海上桩基施工提供了宝贵的经验。
钢护筒漏浆问题主要可以分事前和事中两个方面进行控制。
（1）事前处理（钻进过程）
①选取正循环冲击钻，钻进过程中泥浆比重较大，起到很好的护壁效果，有效阻止砂层中贝壳缝隙，可减少钻进过程中漏浆几率；
②桩基开孔造浆采用膨润土造浆，泥浆膨润土具有良好的悬浮性、触变性，滤失量小、造浆性能好；
③泥浆比重稍大点，选择在1.3-1.4之间，提高泥浆循环除砂的工效，循环过程中在压差作用下形成泥皮而加固孔壁，在钢筋笼下放前，对钻孔壁进行泥皮刮除；
④钻至护筒底口时，抛投膨润土，采用小冲程钻进，减小其振动力，在穿过砂层后，再正常钻进。
（2）事后处理（漏浆后）
①漏浆后，对钢护筒进行接长，控制好其垂直度和平面位置，振捣锤继续施沉，在后续钻进过程中，在跟进护筒底口采用小冲程继续钻进。
参考文献：
[1] 中交第二公路勘察设计研究院有限公司.漳州沿海大道（纵一线）漳江湾特大桥及连接线工程两阶段施工图设计
[2] 周水兴，何兆益，邹毅松.北京：人民交通出版社，《路桥施工计算手册》，2001年10月
[3] 杨文渊，徐犇.北京：人民交通出版社，桥梁施工工程师手册（第二版），2007年6月
论文作者:游艳文,刘剑锋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/24
标签：桩基论文; 泥浆论文; 花岗岩论文; 地质论文; 淤泥论文; 情况论文; 过程中论文; 《防护工程》2017年第17期论文;