□孔德謙 □靳永濤（河南科源水利建設(shè)工程檢測(cè)有限公司）

1 工程概況及水文地質(zhì)條件

瑞安市城市防洪三期工程位于浙江東南沿海飛云江北岸入海口，該工程采用高樁平臺(tái)式全直樁基礎(chǔ)，堤岸采用鋼筋混凝土空箱式/重力式擋墻與拋石斜坡堤，如圖1所示。工程項(xiàng)目等級(jí)為Ⅲ等，工程全長(zhǎng)1945m，共分3個(gè)施工標(biāo)段。根據(jù)各段地質(zhì)條件不同擋土墻基礎(chǔ)采用φ800、φ1000的鉆孔灌注樁；外側(cè)排架基礎(chǔ)分別采用PHC管樁和φ800鉆孔灌注樁。

圖1 瑞安城市防洪堤結(jié)構(gòu)斷面示意圖

本工程場(chǎng)地屬濱?！涌诩吧角暗孛差?lèi)型，場(chǎng)地內(nèi)地基除局部基巖出露較淺外，大部分區(qū)域海拔為-20.35～-32.45m，以淺分布軟弱淤泥、軟黏土為主，具有高含水量（含水率可達(dá)60%）、高壓縮性、高孔隙比、高靈敏度、低抗剪強(qiáng)度及固結(jié)排水性能極差等特性，在波浪沖刷等作用下，易發(fā)生塌岸和基礎(chǔ)失穩(wěn)。

2 水下鉆孔灌注樁施工控制重點(diǎn)環(huán)節(jié)

水下鉆孔灌注樁施工工藝流程，如圖2所示。其中有6個(gè)環(huán)節(jié)，尤為重要，施工時(shí)務(wù)必要注意。

2.1 水上鋼平臺(tái)搭設(shè)

圖2 水下鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

水下鉆孔灌注樁施工絕大部分是水上作業(yè)，要求施工平臺(tái)具有非常高的承載力及穩(wěn)定性，因此水上搭設(shè)施工平臺(tái)是灌注樁施工非常關(guān)鍵的一步。鋼平臺(tái)搭設(shè)材料為鋼管、型鋼、工字鋼、槽鋼等鋼材，施工區(qū)域地質(zhì)條件較為復(fù)雜，故要求鋼平臺(tái)工程具有專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)方案，并經(jīng)安全審核后才可投入使用。另外，搭設(shè)完畢鉆機(jī)就位后，鉆孔初期應(yīng)加強(qiáng)施工平臺(tái)穩(wěn)定性及沉降觀測(cè)，若有異常應(yīng)及時(shí)暫停施工，找出問(wèn)題并排除。

2.2 樁身垂直度控制

為控制樁身垂直度，樁位中心與鉆孔中心用垂線進(jìn)行校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)盤(pán)水平度用水平尺校正，鉆機(jī)就位必須位置正確，平整穩(wěn)固；鉆機(jī)的下部要鋪設(shè)枕木和滾筒，使其受力均勻且便于移動(dòng)。此外，根據(jù)地質(zhì)情況，所用沖擊鉆的鉆頭結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)并精心加工，以使其切削面均衡受力；必要時(shí)，在鉆頭上部可加接導(dǎo)正器和加重器以保證鉆頭工作平穩(wěn)，避免鉆孔時(shí)在土層軟硬換層處產(chǎn)生橫向力而造成錯(cuò)位。鉆孔過(guò)程中還須經(jīng)常檢查鉆機(jī)平整度，將孔斜率控制在0.50%范圍內(nèi)。

2.3 鋼護(hù)筒埋設(shè)控制

水下鉆孔灌注樁施工不同于在陸地施工，護(hù)筒埋設(shè)是否穩(wěn)妥直接影響鉆進(jìn)和成孔質(zhì)量，護(hù)筒埋設(shè)若留有隱患，就可能會(huì)在施工進(jìn)程中護(hù)筒底部產(chǎn)生穿孔、塌孔等問(wèn)題而影響施工質(zhì)量及進(jìn)度。本工程地質(zhì)條件十分復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中由于護(hù)筒埋設(shè)過(guò)淺而頻頻出現(xiàn)漏漿、穿孔現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。后經(jīng)補(bǔ)勘查明在高程-8～-12.50m處出現(xiàn)了大面積夾砂層，最大厚度達(dá)2～3m，而在原來(lái)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告上并未說(shuō)明。之后施工單位增加了護(hù)筒埋設(shè)深度，尤其對(duì)于沖擊鉆鉆孔，護(hù)筒埋設(shè)要穿透砂層以下2m，甚至最終坐落于巖層上。實(shí)踐證明，護(hù)筒埋設(shè)深度增加后提高了成樁的質(zhì)量，收到了較好的效果。

2.4 泥漿使用控制

本工程鉆孔灌注樁要穿越較深的淤泥層，為了防止孔壁坍塌或縮頸，采用粘土或膨潤(rùn)土進(jìn)行造漿。飛云江段的潮汐1天兩漲兩落，為典型的不正規(guī)半日潮，平均潮高4.50m，最大潮差達(dá)6.20m，水位變化頻繁且潮差較大，鉆孔內(nèi)外的水頭直接受其影響，隨之變化。因此，施工時(shí)派專(zhuān)人測(cè)量水位，以便根據(jù)孔外水位變化，及時(shí)調(diào)整孔內(nèi)泥漿液面高度，防止孔內(nèi)外水頭差過(guò)大。另外，鉆機(jī)成孔過(guò)程中，回漿和出漿速度應(yīng)盡量保持平衡，隨時(shí)測(cè)量泥漿含砂率、比重及粘度。若泥漿性能不滿足使用要求，須及時(shí)摻加外加劑，如優(yōu)質(zhì)泥漿、炭纖維素或純堿等；泥漿如有漏出、損耗，要及時(shí)補(bǔ)充。按時(shí)測(cè)定泥漿性能，遇到地質(zhì)發(fā)生變化還應(yīng)增加測(cè)定次數(shù)，并及時(shí)調(diào)整泥漿指標(biāo)和鉆進(jìn)參數(shù)。

2.5 成孔后清孔質(zhì)量預(yù)控

鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，成孔后的清孔工作是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，清孔的質(zhì)量好壞會(huì)直接影響上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。本工程鉆孔灌注樁的清孔工作分兩次完成，第一次是進(jìn)行正循環(huán)清渣，待孔深進(jìn)入基礎(chǔ)持力層并達(dá)到設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行；第二次是在導(dǎo)管下放后，先進(jìn)行正循環(huán)清底，因本工程中嵌巖樁的有效長(zhǎng)度（10～40m）懸殊較大，如仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求則采用外加空氣負(fù)壓清除孔底沉渣。清孔后用測(cè)繩檢測(cè)孔底沉渣厚度，待滿足要求后開(kāi)始準(zhǔn)備混凝土的澆灌。清孔完成至混凝土開(kāi)始澆筑間的時(shí)間應(yīng)盡量縮短以減少孔內(nèi)沉渣的回淤。

2.6 水下混凝土澆灌控制

混凝土開(kāi)始灌注前，必須用實(shí)際工程中采用的水泥和砂石骨料在試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，確保施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土合格率為100%?；炷林苽鋾r(shí)，可適量摻加外加劑，以提高混凝土的和易性?；炷恋某豕嗔繎?yīng)儲(chǔ)備充足，以便開(kāi)始澆筑時(shí)混凝土能夠強(qiáng)有力地沖擊至孔底，并將孔底淤積的少量沉渣排向孔側(cè)。混凝土灌注時(shí)，須保持混凝土導(dǎo)管埋入混凝土2～4m，并隨混凝土面的上升適時(shí)提升和拆除，避免導(dǎo)管脫離混凝土面導(dǎo)致樁體不連續(xù)?；炷了率┕r(shí)必須連續(xù)進(jìn)行，否則先澆混凝土一旦發(fā)生初凝，將會(huì)阻塞導(dǎo)管而導(dǎo)致堵管事故，影響灌注樁的質(zhì)量。此外，混凝土澆筑應(yīng)盡量避開(kāi)漲潮時(shí)段。

3 鉆孔灌注樁施工過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題及其原因和防治措施

3.1 灌注樁成孔不規(guī)則，掏渣筒下放困難

3.1.1 產(chǎn)生的主要原因

泥漿粘度太大導(dǎo)致沖擊鉆鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增加，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難；沖擊鉆的鉆頭轉(zhuǎn)向裝置故障，鉆頭無(wú)法轉(zhuǎn)向；沖擊鉆鉆頭沖程過(guò)小，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間不足。

3.1.2 防治措施

經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置的靈活性；及時(shí)檢測(cè)和調(diào)整泥漿的比重及粘度；低沖程與高沖程交替沖擊，以修整孔形。

3.2 鉆孔偏斜

3.2.1 產(chǎn)生的主要原因

沖擊中遇大小不均的漂石、探頭石，導(dǎo)致鉆頭受力不均；基巖面的產(chǎn)狀太陡；鉆機(jī)底座安置不水平或發(fā)生不均勻沉降；沖擊孔不規(guī)則而導(dǎo)致鉆頭被卡住。

3.2.2 防治措施

發(fā)現(xiàn)探頭石后，應(yīng)回填碎石，先用低沖程沖實(shí)碎石，然后用高沖程猛擊探頭石，將其破碎后再繼續(xù)鉆進(jìn)；遇到基巖時(shí)，先利用低沖程和高沖擊頻率，并充分轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭進(jìn)行施工，待鉆頭進(jìn)入基巖后再采用高沖程繼續(xù)鉆進(jìn)；經(jīng)常監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整；若孔不圓，而鉆頭向下有活動(dòng)空間，可使鉆頭先向下活動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)至孔徑較大方向再提起鉆頭。

3.3 沖擊鉆鉆頭被卡，無(wú)法提起

3.3.1 產(chǎn)生的主要原因

沖擊鉆鉆進(jìn)過(guò)程中遇到大塊探頭石；較大碎石塊散落在孔壁與鉆頭間；因孔外壓力作用，孔徑逐漸縮小；粘土鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿的粘度太大且鉆頭沖程過(guò)高造成鉆頭被吸?。环爬K過(guò)多，導(dǎo)致沖擊鉆鉆頭側(cè)傾頂向孔壁。

3.3.2 防治措施

爆破拉鉆：在爆破的瞬間會(huì)產(chǎn)生具有較大能量的沖擊波，對(duì)鉆頭進(jìn)行沖擊使其產(chǎn)生震動(dòng)以便使鉆頭松動(dòng)，該方法的關(guān)鍵是明確鉆頭被卡位置和控制好炸藥的藥量；及時(shí)檢修和焊補(bǔ)沖擊鉆的鉆頭；若鉆孔的孔徑已經(jīng)變小，鉆頭的直徑應(yīng)控制得當(dāng)，并反復(fù)沖刮孔徑縮小處的孔壁使孔徑擴(kuò)大；使用打撈活套或打撈鉤助提；向孔內(nèi)泵送優(yōu)質(zhì)泥漿，將塌落物清除并置換孔內(nèi)粘度過(guò)大的泥漿；用專(zhuān)門(mén)工具拔正側(cè)傾鉆頭。

3.4 孔壁坍塌

3.4.1 產(chǎn)生的主要原因

掏渣筒或鉆頭傾倒碰撞孔壁；泥漿的比重過(guò)低，達(dá)不到護(hù)壁的效果；鉆孔外部水位高于孔內(nèi)的泥漿面；遇到松軟砂層、軟弱淤泥、流沙或破碎的底層，且鉆進(jìn)速度過(guò)快；因鋼平臺(tái)的強(qiáng)度和剛度不足，施工過(guò)程中沖擊設(shè)備會(huì)發(fā)生震動(dòng)，若震動(dòng)過(guò)于強(qiáng)烈會(huì)導(dǎo)致孔位的偏移而造成塌孔。

3.4.2 防治措施

確定塌孔位置，回填粘土和砂的混合物至塌孔位置以上1～2m處，待回填土沉積密實(shí)，再重新鉆孔；隨時(shí)控制泥漿的比重，隨土層地質(zhì)的變化而變化；提高鉆孔內(nèi)的泥漿面，使其高于孔外地下水位；若塌孔嚴(yán)重，則須用泥膏或粘土固壁，待孔壁穩(wěn)固后再重新低速鉆進(jìn)；加固鋼平臺(tái)。

3.5 鋼筋籠上浮

3.5.1 產(chǎn)生的主要原因

經(jīng)裝料漏斗和導(dǎo)管送至孔底的混凝土?xí)?duì)鋼筋籠產(chǎn)生浮托力而造成鋼筋籠的上浮。

3.5.2 防治措施

第一，在鉆孔上端孔口處，將鋼筋籠骨架與四周的鋼護(hù)筒焊接牢固；第二，混凝土澆筑過(guò)程中，當(dāng)鉆孔內(nèi)的混凝土面升至將與鋼筋籠接觸時(shí)，要調(diào)整和控制導(dǎo)管的埋深及混凝土的澆筑速度，當(dāng)鋼筋骨架埋入混凝土1～2m時(shí)，要及時(shí)把導(dǎo)管提升到鋼筋籠骨架的底端上方位置；第三，混凝土總的澆筑時(shí)間應(yīng)盡量短，以防止后澆混凝土的流動(dòng)性過(guò)小，從而減小混凝土對(duì)鋼筋籠的浮托力。

4 結(jié)語(yǔ)

“九層之臺(tái)，起于累土”，基礎(chǔ)的重要性不言而喻，尤其是像本工程位于沿海地區(qū)不良地質(zhì)的惡劣情況下，更要把好質(zhì)量關(guān)。灌注樁的整個(gè)過(guò)程屬于隱蔽工程，屬于特殊施工過(guò)程，如果發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)造成返工等多方面相當(dāng)大的損失；施工時(shí)應(yīng)該通過(guò)“防治結(jié)合”的方法來(lái)最大限度保證灌注樁的整體質(zhì)量。以防為主，說(shuō)到底關(guān)鍵的因素還是人，在灌注樁施工過(guò)程中每位參與人員，尤其是現(xiàn)場(chǎng)管理人員要充分重視每個(gè)施工環(huán)節(jié)并具有高度的質(zhì)量意識(shí)，如此以來(lái)鉆孔灌注樁的質(zhì)量才可得到有力的保證。

[1]羅梅芳,寧忠東.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].中國(guó)西部科技,2009,6,08（17）.

[2]尹春燕.水下鉆孔灌注樁施工工藝與質(zhì)量控制的研究[D].2006.