论深水嵌岩钻孔灌注桩施工技术

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【摘 要】随着工业化进程的迅速加快，深水嵌岩钻孔灌注桩在较为复杂的水上地基的施工工艺中有了巨大的技术突破，纵观当今深水软地基建筑中使用钻孔灌注桩工艺的使用效果，不难发现，使用深水嵌岩高钻孔灌注桩技术可以有效处理施工过程中产生的泥层淤泥、粘性尘土、沙尘等，同时，也对水上地基构造时的人工填土方面有着巨大的帮助。因此，分析并改进深水嵌岩钻孔灌注桩工艺对于相关的工程人员具有重要价值，值得相关工程人员进一步深究与思考，本文基于此就三门口跨海大桥展开相关施工工艺技术的探究，希望能对工程人员提供一定的参考价值。

【关键词】高压旋喷桩；施工工艺；改进与思考；地基加固

前言

在很多水上施工的工程中，由于水上地基复杂多变、基岩结构不如陆地地基稳固等多方面原因，相关的工程师往往需要对水上地基进行进一步的处理，防止工程竣工后由于水上软地基下沉或是收到巨大拉力造成建筑物地表损伤，甚至是安全事故的产生。因此，深水嵌岩钻孔灌注桩的合理应用将会是每个工程师必须掌握的基本技术。中国当今的建筑行业目前对于水上工程的软地基的处理方法包括下列几种主要方式：砂垫软层、加固路堤、竖向压护道、浅层处置、强夯等等。深水嵌岩钻孔灌注桩技术相较于其它地基加工技术，具有见效迅速，地基加固稳定的显著优点，因此在建筑行业的水下软地基加工上具有广泛的应用。下面对此展开简要探究。

一、工程概况

三门口跨海大桥工程位于浙江省象山县石浦镇西南约15公里处的三门口地区，连接象山县石浦镇和高塘岛，是石浦港的西门口。其南门桥桥位区水深最大达42 m，河床高程-1.5m～-42 m，潮差最大6.63 m，为北边相对较陡，南边较缓的不对称“V”型谷。主桥为60+2×110+60m预应力混凝土连续刚构，引桥采用5孔30 m简支T梁，桥面连续，桥面宽度12.5 m。三个主墩共计16根桩（19#、20#、21#），其中19#墩4根桩，采用1.8m桩径；20#、21#墩各6根桩，桩径2.5 m， 21号墩覆盖层厚度38m，进入岩层32m，最长桩长为102.5m，是国内少有的大直径、深水嵌岩钻孔灌注桩基础。

二、工程难点

（一）施工条件恶劣

由于本工程施工在海中，施工条件相当恶劣。不利气象因素主要有大风（每年的8～10月份都是台风季节，最大风力可达17级）、雾、雨、及高温（2005、2006年最高气温达41度）、寒流等气象条件。不利的水文条件主要为浪和潮汐，影响到钻孔桩施工作业的天数为168天，相应作业天数为197天。对工程的施工和管理带来了较大的难度。 施工场地狭小，海边只够做钢筋加工场地，混凝土拌合站距海边400m，混凝土泵送距离过长，加大了施工难度和风险。

（二）施工技术难点

1钻孔

（1）21号墩水深38m，覆盖层厚度达38m，要钻入岩石32m；在风、浪、流的作用下护筒底脚产生扰动，造成塌孔，成孔极其困难。

（2）实际钻孔过程中，发现地质中有沉船和漂石，导致个别钢护筒底口变形，变形处理难度极大，大大增加了基桩成孔的风险。桥墩处潮差高达6.63m，受此影响容易造成塌孔，潮汐变化要密切关注。

（3）在海上进行桩基础施工，如果泥浆是采用常规的淡水膨胀土造浆方法制造，当泥浆循环到钻孔内与海水及海底淤泥混合后，泥浆发生化学变化，出现泥浆离析现象。当泥浆的相对密度和粘度达不到要求时，很容易造成桩基塌孔事故。因此，钻孔过程中的泥浆造浆技术尤为重要。

2钢筋笼

（1）单桩钢筋笼质量大、长度长，最重达90t，总长95m，分3层、4节，线型和整体刚度都不容易控制，制作难度大。

（2）每节都要求20m以上，吊装困难，吊点强度要求高，吊装工艺要求十分严格，否则会造成钢筋笼变形、开焊、散架。

（3）单节接头168根，对接时间长，焊接或者螺纹套筒连接要求高，施工风险加大，钢筋笼临时固定难度大。

这种超长大质量的钢筋笼吊装和连接极为困难，目前国内尚未查到有如此大质量的钢筋笼.

3水下混凝土灌注

（1）水下混凝土是一种自密实混凝土，要求具有好的和易性和大流动度。

（2）长距离泵送混凝土对其自身的性能和搅拌输送工艺要求很高，否则容易出现堵管现象。

（3）当地温度高，最高可达42度，这就要求采取必要的降温措施，还要增加混凝土的缓凝时间 。

（4）单桩混凝土方量大，需灌注时间长，增加了施工风险。单桩混凝土数量最大达550m3，灌注时间超过24h。

（三）施工工艺流程

工艺流程图如图1。

（四）施工体会

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求施工队伍在技术措施上要严格落实，并加强施工质量管理，密切注意、抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。

因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制，强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。

三、灌桩注意事项

（1）灌注前检查泵管及导管内有无陈旧混凝土及其它杂物，如有加以清除。

（2）导管预先做水密试验，如导管使用过久，经多次周转磨损要调换新导管。

（3）施工中减少导管震动，碰撞，以免造成丝扣松弛而进水，或密封网进水。

（4）首灌封底混凝土应计算好，混凝土过少没有将导管底埋入混凝土内，使导管底高出混凝土面而进水，造成混凝土离析。

（5）第一盘混凝土必须在和易性，坍落度等方面满足设计要求，可适当多加水泥砂浆，之后混凝土正常。实践表明，首灌封底混凝土中加入适量砂浆，混凝土上返的速度很快，值得推行使用。

（6）注意不要在施工过程中使导管拔离混凝土面，既保持导管埋深（一般为2-6m）。

（7）灌注过程中应观察孔内浆（水面）标高，防止堵管和塌孔。浆面不动，浆不往外流动，说明已堵导管；浆面下降说明塌孔。

（8）施工前各原材料蓄存量，混凝土配合比，人员机械配备，各种紧急情况的防止及补救措施应有预案。

（9）导管下放完毕，计算导管总长及导管底部位置，并作好记录重新测量孔深及孔底沉渣厚度。

四、结语

从国内多家落实深水嵌岩钻孔灌注桩施工技术的建筑施工企业来看，深水嵌岩钻孔灌注桩施工技术在建筑工程项目中的具体实践效果非常显著，因此，相关企业必须通过规范化并且高效性的施工工艺，确保建筑质量能够有效落实，稳定提高。相关的建筑工程单位也应当早日进一步推行深水嵌岩钻孔灌注桩施工技术的改进和应用，使得建筑行业的深水作业的工程水平能够得到有效的提高。

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