摘要：本文主要介绍在海域近岸抛石层上采用单护筒跟进工艺进行嵌岩灌注桩施工的技术，并对施工中出现的问题进行分析，提出预防措施和解决方法。
关键词：抛石层；嵌岩灌注桩；单护筒
Rock socketed pile construction technology in riprap layer
Zhang Qi
（No.3 Eng.Co.，Ltd.of CCCC First Harbour Eng.Co.，Ltd.，Dalian，116001）
Abstract：This paper mainly introduces the sea shore in riprap layer using single steel casings follow up technology of rock socketed pile construction technology，construction and the problems in the analysis，put forward preventive measures and solving methods.
Key words：in riprap layer；rock socketed pile；single steel casings
1 概述
1.1 工程概况
广东珠海LNG项目一期工程码头工程共有18根桩径φ1200mm的嵌岩灌注桩，平均桩长54.4m。设计桩尖嵌中风化岩深度不少于1倍桩径（1.2m）或嵌强风化岩深度不少于6m。
桩位区位于护岸西侧，表层为10t扭王字块护面，护面下为1.4m厚800～1000kg 垫层块石及8m～20m厚1～1000kg爆填堤心石（花岗岩块石层）。
1.2 工程地质
根据地质钻探记录显示，场区覆盖层自上向下为抛石层（以中风化花岗岩块石为主，交错布置，充填物为粉细砂及淤泥）、淤泥层、细砂层、淤泥质土混砂层、粉质粘土层、淤泥质土混砂层、粉细砂层、砂混粘性土层、粉质粘土层、粘土层、混合岩层。
2 主要施工技术
采用冲击钻机钻孔、单护筒跟进成孔的工艺。
2.1 施工准备
现场“三通一平”工作就绪；桩位精确测量放样，埋设辅助施工的Φ1600mm外护筒，长度2m，自桩位中心点引出4个控制性边桩；钻机就位。
2.2 钢护筒的设计与制作
选用Q345级、壁厚δ12mm钢板卷制成外径为Φ1400mm、Φ1600mm的钢护筒，钢护筒分节制作，节长分为9m、3m、1m三种，搭配使用。
2.3 泥浆配置
通过对周边环境调查，选用挖泥施工产生的海泥作为泥浆制备原料。用海泥制备的泥浆含沙率小、粘度大、易排钻渣、护壁效果良好，显著提高了钻机钻孔效率，减少了钻机锤头磨损修补时间；同时海泥费用较低，造浆耗时极短。
在抛石层中钻进时，泥浆比重宜控制在1.35～1.38，粘度22s～28s；在淤泥质土、粉质粘土、细砂层等地层钻进时，泥浆比重宜控制在1.32～1.35，粘度19s～22s；在入强风化岩后钻进时，泥浆比重宜控制在1.3～1.35，粘度19s～22s。
2.4 钻孔
钻孔使用大小两种锤头，大锤头为直径Φ1500mm的梅花形锤头，锤重5t；小锤头为直径Φ1200mm的十字形锤头，锤重4.2t。
开钻后，先用小冲程密击冲进，并及时填入海泥造浆护壁。孔深达到3m以上，逐渐加大锤头冲程至1.5m～2m，转入正常连续钻进施工。钻孔过程中及时将孔内鉆渣排出孔外。
2.5 护筒跟进
设计要求钻孔采用全护筒跟进的方法，即钢护筒需跟进至强风化岩顶面，平均单桩护筒长度47.4m。
在钻孔施工中反复试验发现，使用与护筒相同直径或比护筒稍大直径的锤头钻孔，由于扩孔系数很小，抛石层与钢护筒间的作用力过大，护筒跟进最长不能超过5m。
经多次专题讨论会，决定使用Φ1400mm壁厚12mm钢护筒、单护筒跟进工艺成孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开孔后，先使用Φ1500mm锤头冲击穿透抛石层，而后跟进下沉第一节钢护筒（护筒底口应超出抛石层1.5m以上）；穿过抛石层后换用Φ1200mm锤头钻进至终孔，期间随孔深增加逐节跟进下沉钢护筒至设计标高。
2.6 清孔
清孔施工与钻孔施工交替进行。采用正循环方法清孔。清孔过程中应保持孔内水头高出潮位1.0～1.5m，以防止护筒下土石层塌孔。嵌岩桩灌注水下砼前，有四次重要的清孔过程。
第一次为：钻孔深度超过抛石层且完成钢护筒跟进后，应进行一次较彻底的清孔。因抛石层中的钻渣多为中风化岩石颗粒，悬浮在泥浆中或被锤头冲击进入淤泥层的中风化颗粒较多时，随钻孔进尺增加，与下方岩层的鉆渣混合，对下一步嵌岩桩岩性判定有很大困扰；同时孔内钻渣厚将影响钻孔效率。
第二次为：钻孔深度达到强风化岩层或中风化岩层顶部，应进行一次彻底的清孔，排净孔内鉆渣后，继续钻孔以进行嵌岩判定。因海底的地质形态千变万化，一般做不到逐桩钻孔勘探，确定某根桩当前孔深的岩层性质尤为重要。
第三次为：终孔后的首次清孔。需把孔内泥浆逐步调匀，通过泥浆循环排出孔内鉆渣，达到下放安装钢筋笼条件。
第四次为：下笼后的二次清孔。泥浆指标必须达到设计要求（泥浆比重在1.05～1.2，粘度16～22s，含砂率4%～8%，胶体率＞96%，），返出泥浆无泥块，沉渣不大于5cm。同时应立即检查验收，验收合格后立即灌注水下砼，以免孔内重新沉淀或塌孔。
2.7 判岩
判岩即嵌岩灌注桩嵌岩部分地层的岩性判定。
遵循上述钻孔和清孔方法，当一次性自孔内取出的强风化岩或中风化岩样占岩样较大比例（80%以上）时，即可判定已进入设计嵌岩岩面。入岩后，每进尺50cm取样一次，渣样按孔深分别装袋保存并贴好标签。如遇到进尺速率突然发生变化，应立即进行取样以判断是否出现夹层或孤石，确定后需按上述程序重新判岩。终孔判岩程序同上。
2.8 钢筋笼制作与安装
钢筋笼分节制作，主筋为32根Φ28mm螺纹钢。使用直螺纹钢套筒机械连接的方法将主筋制成长度24m，然后滚制成笼，顶节钢筋笼根据实际桩长进行调整。
钢筋笼绑扎完成后，在钢筋笼内侧呈等边三角形布置3根Φ60mm声测管，每根声测管轴线在一条直线上，声测管间采用焊接方式连接。声测管下端伸至桩底，上端高出桩顶20cm以上，上下两端使用钢板封口焊接牢固，浇筑砼前管内灌满清水。
根据设计要求的混凝土保护层厚度，在钢筋笼上每隔2m沿笼筒设置突出定位C35圆形砼垫块，横向圆周为4处。
使用50t汽车吊吊装安放钢筋笼，此时钢筋接头采用单面搭接焊，同一截面的接头不得大于50%，搭接长度不小于28cm。
2.9 水下砼灌注
采用导管法灌注水下砼，导管采用常规的无缝钢管、快速螺纹接头结构，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性能。导管使用前须经水密性试验检测合格。混凝土采用罐车运输、直接放砼入料斗浇筑。
首批砼数量应满足导管底口埋深1m以上，在灌注过程中，导管埋深应控制在2m～6m；灌注完成时的砼标高需高出设计1m以上，保证桩顶砼质量。
3 桩基检测结果
根据设计要求，对全部14根桩基进行了超声波检测，并对其中5根桩进行了钻孔抽芯检测，检测结果均为Ⅰ类桩。
4 结束语
本工程抛石层底部下卧淤泥层和细砂层等软弱土层，含抛石层的地基复杂多变。钻进将要穿透抛石层或刚刚穿透抛石层时，淤泥和细砂受到锤头冲击扰动或产生流失，对抛石层和上部荷载的承载力减弱，极易造成抛石层塌方；同时因受外部潮汐影响，易发生突然漏浆导致塌孔。本次施工摸索出了一套较适合的方法，总结了一些出现的问题及解决办法，对类似工程施工有一定的参考价值，总结如下：
⑴ 引桥A10桩孔深8m时遇到一大块孤石，导致卡锤、偏孔。现场采取孔内反复回填二片石重新钻进的方法，避免了塌方埋锤，顺利完成了该孔施工。
⑵ 引桥A10桩孔深22m时（此时已振沉钢护筒20m），发生了漏浆情况。现场迅速组织往孔内回填二片石、海泥和补给泥浆，并在孔内投入适量袋装水泥，用低冲程反复冲击捣实，成功封堵漏浆。
⑶ C10桩孔深23m时（此时已振沉钢护筒20m），发生了严重漏浆、护筒不能继续跟进的事故。现场采用导管法灌注水下C30砼封堵，砼顶面进入钢护筒1m，静置48h后重新钻进，顺利成孔。
参考文献：
[1] 中华人民共和国交通部，港口工程桩基规范（JTS167-4-2012），北京：人民交通出版社，2012.
[2]《桩基施工手册》 作者：徐维钧.北京：人民交通出版社，2007.
作者简历：
张琪（1983），男，辽宁鞍山，大学本科，工程师，水利水电与港航工程。
论文作者:张琪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：钻孔论文; 锤头论文; 泥浆论文; 淤泥论文; 细砂论文; 钢筋论文; 导管论文; 《基层建设》2018年第9期论文;