劉漢磊，羅 慧，田朝陽

(1.中國人民解放軍92403部隊，福州，350007；2.中鐵建工集團有限公司，北京，100070；3.中國人民解放軍91843部隊，福建 廈門，361000)

1 工程基本情況

1.1 工程概況

某新建浮碼頭岸線總長度336m，設(shè)置墩臺12個。工程樁基設(shè)計共63根(其中，端承樁47根)，樁基直徑均為1100mm，樁尖進入中風(fēng)化花崗巖層3倍樁徑，約3.3m左右，樁長12.2m～34m，采用C35水下混凝土澆筑，結(jié)構(gòu)安全等級為二級。

1.2 地質(zhì)條件

浮碼頭新建工程位于廈門島，該海岸主要由基巖岬角海岸組成，附近海域?qū)儆诘湫偷陌肴粘眳^(qū)域，樁基施工期間最大潮差可達6.42m。地質(zhì)勘察施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況按巖土性質(zhì)自上而下分為：拋石、淤泥、砂礫、殘積砂礫黏性土、全風(fēng)化花崗巖、砂礫狀強風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖，以上土層呈不均勻分布。

2 總體施工流程及質(zhì)量控制過程

2.1 施工工藝流程

因樁基施工位置面向旅游航道，背靠原有陸域平臺，故選擇搭設(shè)海上施工作業(yè)平臺進行樁基施工。沖孔灌注樁總體施工流程為：海上平臺搭設(shè)→樁位放線、埋設(shè)護筒→樁機定位→沖擊成孔→測量孔深、清孔→下放鋼筋籠及導(dǎo)管→二次清孔、沉渣測定→澆筑成樁[1]。

2.2 施工質(zhì)量控制

2.2.1 前期準備

施工前，根據(jù)施工現(xiàn)場實際施工條件，選用CK1800型號沖孔樁機，配合汽車吊進行樁基施工?，F(xiàn)場制作鋼制護筒及泥漿池，其中，護筒采用10mm鋼板焊接完成，按照3m為一節(jié)，下沉護筒期間于現(xiàn)場分段焊接。

2.2.2 施工過程控制

(1)樁位放線、埋設(shè)護筒。海上鋼作業(yè)平臺搭設(shè)、驗收合格后，采用全站儀等測量儀器，依據(jù)設(shè)計圖紙，確定樁位。樁機就位后，采用汽車吊(或起吊船)將鋼護筒吊放到位，隨后采用吊錘錘擊樁帽使鋼護筒逐步下沉。護筒下沉過程中，應(yīng)及時糾偏，確保斜率不大于1%，同時根據(jù)地勘資料及現(xiàn)場實際情況，計算護筒下沉深度(護筒頂部應(yīng)高出施工期間高潮位1.5m～2m)，確保護筒底部下沉至黏土層中。

(2)沖擊成孔。鉆機就位后，應(yīng)由監(jiān)理單位復(fù)查平直度，合格后方進行錘擊施工。鉆頭選用十字型，開鉆時，應(yīng)低錘密擊，正常鉆進后，可根據(jù)土層性質(zhì)選擇沖程，鉆進過程中，應(yīng)根據(jù)鉆進實際情況，實時校對地勘數(shù)據(jù)，并收集各層巖樣。泥漿應(yīng)由水(淡水)、黏土(或膨潤土)及一定比例的外加劑，經(jīng)試驗調(diào)制而成，不得將黏土(膨潤土拌制泥漿時應(yīng)提前24h水解)直接傾倒孔內(nèi)錘擊成漿，確?？變?nèi)泥漿面應(yīng)不低于孔外水位1.5m～2m，同時應(yīng)及時觀察水面上有無泥漿外漏。

(3)下放鋼筋籠及導(dǎo)管。鋼筋籠加工完畢，經(jīng)驗收主筋平直、保護層墊塊放置位置及數(shù)量合格后，采用兩點起吊方式，吊放至樁機附近待用。鋼筋籠下放過程注意保護層墊塊有無脫離或破損情況，避免其與孔壁發(fā)生碰撞，以確保鋼筋籠下放后，不會出現(xiàn)較大位置偏差。澆筑導(dǎo)管應(yīng)選取雙螺紋快速接頭的鋼制導(dǎo)管，下放后應(yīng)進行壓水試驗，壓力應(yīng)大于孔內(nèi)水壓力的1.3倍。

(4)二次清孔及沉渣測定。清孔工作是樁基成樁的重要工作。鋼筋籠及導(dǎo)管下放到位后，應(yīng)及時進行二次清孔工作。清孔過程中，可用測深錘進行測量，待清孔完畢后，打撈孔內(nèi)泥漿，用手觸摸無明顯砂礫感后，用取樣盒法測定孔內(nèi)沉渣厚度。其中，端承樁沉渣厚度測定值不得大于50mm，摩擦樁沉渣厚度測定值不得大于100mm。

(5)混凝土澆筑。澆筑前，制定混凝土供應(yīng)及澆筑計劃，確保混凝土充足供應(yīng)，于混凝土初凝前完成澆筑。同時，檢查導(dǎo)管下設(shè)深度，確保導(dǎo)管底部至孔底深度為0.3m～0.5m。混凝土開始澆筑時，第一次澆筑混凝土量應(yīng)使導(dǎo)管埋入1m以上；澆筑過程中，控制導(dǎo)管埋入深度為2.0m～6.0m，提升導(dǎo)管的速度應(yīng)緩慢，避免提升速度過快，而導(dǎo)致混凝土夾層。澆筑完畢后，應(yīng)及時計算此次混凝土澆筑實際方量，與設(shè)計值進行對比，同時，澆筑應(yīng)高出設(shè)計標高至少0.5m[2]。

3 質(zhì)量問題及對應(yīng)措施

3.1 質(zhì)量問題及原因分析

樁基澆筑完成7d后，采用人工將泥面以上鋼護筒切除，發(fā)現(xiàn)部分樁基觀感質(zhì)量較差，具體為：3號樁基樁身部分夾渣，14號樁基保護層殘缺。經(jīng)超聲波檢測判定14號樁基為Ⅱ類樁，3號樁基為Ⅲ類樁(詳見圖1)。

圖1 成樁圖片及對應(yīng)地質(zhì)情況

3.1.1 樁身部分夾渣

3號樁基(樁長12.2m)質(zhì)量問題表現(xiàn)為：超聲波檢測波形1-2剖面距離樁底9.5m～9.8m處及1-3剖面距離樁底11.5m處波幅，波速明顯畸形，樁身多處局部夾渣，呈松散狀，鋼筋外漏。

形成原因分析：鋼護筒穿越拋石層時，護筒底部出現(xiàn)卷邊，形成與海底拋石層局部連通現(xiàn)象，在澆筑混凝土?xí)r，海水壓力在海潮漲跌時，海水流動將樁身混凝土膠凝材料帶出，將外部的海砂帶入，形成樁身局部范圍夾海砂現(xiàn)象。

3.1.2 樁基保護層殘缺

14號樁基質(zhì)量問題表現(xiàn)為：超聲波檢測波形正常，樁身內(nèi)部完整性較好，樁身外表面粗骨料肉眼可見，樁身一周沿縱筋方向凹陷，部分夾砂，深度約10mm～20mm。

形成原因分析：①主筋并列處，易形成澆筑“盲區(qū)”，致使粗細骨料局部分布不均(詳見圖2)；②混凝土初凝前，受潮汐影響，海水沿鋼護筒間隙進入，致使膠凝材料流失(經(jīng)查閱資料，14號樁基混凝土開始澆筑時間為00∶50，海水高度6.18m，澆筑完成時間為02∶00，海水高度6.59m，澆筑期間潮差為0.41m)。

圖2 樁筋分布

3.2 質(zhì)量問題處理措施

3.2.1 樁身完整性處理

(1)在保護主筋的前提下，采用人工挖孔方式于原位破除混凝土至局部夾渣面以下，提高一個混凝土強度等級(提升C35為C40)后重新澆筑；

(2)新舊混凝土交接處按照施工縫處理，即先清除縫表面的水泥浮漿、松散砂石、軟弱混凝土層等，再將鋼筋上的銹斑及浮漿刷凈，將舊混凝土鑿毛，用清水沖洗舊混凝土表面，使舊混凝土在澆筑新混凝土前保持濕潤，最后，澆筑新混凝土提前30min，涂刷一層厚度1.5mm～3mm水泥基粘連材料；

(3)根據(jù)潮汐變化，選擇低潮位時，及時澆筑混凝土。澆筑完成后初凝前，必要時可對樁頂箍筋加密區(qū)范圍的混凝土采用人工振搗(干作業(yè)施工時)，以提高其密實度。

3.2.2 保護層質(zhì)量處理

(1)采用高壓水槍進行樁身清洗，并用電鎬鑿除凹陷處松散骨料；

(2)沿樁身涂刷一層環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，并根據(jù)凹陷深度大小采用比原混凝土強度高一級的無收縮水泥砂漿或細石混凝土填塞修補；

(3)在樁身浪濺區(qū)范圍內(nèi)，滿鋪碳纖維布并涂抹保護砂漿。

3.3 預(yù)防措施

為提高沖孔灌注樁成樁質(zhì)量，減少后期不必要的返工，切實發(fā)揮經(jīng)濟效益，建議相似地質(zhì)情況的灌注樁施工可從以下方面進行預(yù)防：

(1)強化質(zhì)量管理。質(zhì)量管理是工程管理第一生命線，應(yīng)建立冗長質(zhì)量管理制度，制定參建各方獎罰措施，嚴格按照規(guī)范要求開展施工，充分調(diào)動各方積極性，發(fā)揮各方職能，劃分各方責(zé)任，層層傳導(dǎo)壓力，壓緊壓實責(zé)任，形成質(zhì)量管理的良性循環(huán)。

(2)嚴控成孔質(zhì)量。當成孔位置有較厚拋石層時，可采用超前鉆探確定拋石層厚度，并選用雙護筒(護筒壁厚建議不宜小于樁徑的1/100)，外護筒應(yīng)下穿拋石層，內(nèi)護筒下穿至黏土層(或強風(fēng)化層)，可于內(nèi)外護筒夾層內(nèi)回填黏土。待成孔后，觀察一個潮差時間內(nèi)護筒內(nèi)泥漿面變化，若泥漿面變化過大，應(yīng)該及時調(diào)整護筒下穿深度或采取黏土、水泥等進行封堵(封底)處理。

(3)優(yōu)選混凝土配合比。鑒于海洋環(huán)境下近岸區(qū)域內(nèi)，一天內(nèi)水位變化較大，易對尚處于初凝狀態(tài)的混凝土產(chǎn)生影響。應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化混凝土設(shè)計配合比，改善混凝土和易性，在滿足澆筑時間的前提下，通過添加早強劑等措施，促使混凝土在澆筑完成后，盡早形成一定強度，確保膠凝材料不會因潮差水位的變化而大量流失，同時也使粗細骨料較為均勻分布。

(4)合理選擇澆筑時間。根據(jù)潮汐變化情況，合理制定混凝土供應(yīng)計劃，選擇低潮位時澆筑混凝土。一般選擇降潮時，開始進行澆筑，于第二次高潮位前澆筑完成，以確保在第二次高潮位來臨前，混凝土已初凝并形成一定強度。

4 結(jié)語

在海洋環(huán)境下，在近岸開展灌注樁施工時，要重點關(guān)注潮汐變化對樁基質(zhì)量的影響，并從強化質(zhì)量管理、嚴控成孔質(zhì)量、優(yōu)選混凝土配合比、合理選擇澆筑時間等方面加強管理，確保灌注樁施工質(zhì)量。