单桩基础在靠船墩扩建工程中的施工实践

单桩基础在靠船墩扩建工程中的施工实践

卢一忠

卢一忠（江苏省邵伯船闸管理所，江都225261）

摘要：本文通过对邵伯一号船闸上游靠船墩扩建过程的介绍，着重阐述了单根灌注桩作为靠船墩基础在工程中的具体应用，讲述了大直径灌注桩的施工工艺过程等，对今后同类工程的施工实践具有一定的参考和借鉴作用。

关键词：单桩；靠船墩；扩建；实践

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）11-0111-02

0引言

邵伯一号船闸上游引航道靠船墩建于上世纪六十年代初，引航桥全长仅230米，随着船舶标准化、大型化的发展趋势，原有的引航道长度已远远不能满足船舶的正常停靠需求，给船舶的运行安全带来了隐患。经上级机关批准，该闸于2006年6月7日至当年年底对该处引航桥进行了改造和扩建。工程扩建部分共需扩建6跨，共90米长，采用一根直径2米的钻孔灌注桩作为基础。工程至今，经多次组织观测，墩体未见明显沉降、偏移现象，使用情况良好。下面结合工程实例综述桩基施工实践。

1施工前准备工作

1.1认真读图，熟悉施工技术规范。

1.2了解工程地质和水文地质情况，查明并清理水下障碍物，以确定钻孔顺序、施工方法和选择机具设备。

1.3编制施工技术方案，报监理审批认可。

1.4因岸线较长又在水中，构筑钻机平台。

1.5埋设护筒。为了保护孔口，形成孔内水头和定位导向，孔口必须埋设护筒。

1.6桩位放样。对测量使用的经纬仪、水准仪在使用前要送检。对业主提供的导线、水准点要进行复测。

1.7钻孔选择200型工程钻机钻孔。配备120kw发电机组作为电源。钻孔桩施工时配备足够的照明，保证连续施工。

2桩基施工

2.1桩基施工工艺流程

2.2施工工艺过程见图1。

2.2.1钻孔平台搭设钻孔平台采用木桩搭设，木桩梢径为≥Ф250mm的圆木，打桩锤打入土中，打入深度为2~3m，平台前后左右均设置斜桩，与岸坡连接的引桥部分设置剪力支撑，以增强整个平台的水平抗撞击力，上部纵横梁采用200mm×200mm的枋木搭设。平台搭设应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作、钢筋笼吊装以及灌注水下混凝土时可能发生的全部重力，要有足够的刚度，保持稳定。

2.2.2埋设护筒本工程钻孔桩采用一次性单护筒，由圆型护筒及方型护筒焊接成整体。其中圆型护筒直径为2200mm，壁厚δ=3~4mm，护筒入土深度约2~3m，护筒顶高程5.5m，长度视具体土质确定；方型护筒为2400×2400mm，壁厚δ=3~4mm，长约L=2m，护筒底高程5.5m，底面用钢板与圆型护筒焊接成整体，顶高程高出水面约0.8m，且高出船行波波高0.5m。为保证其刚度，防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。方型护筒根据灌注桩墩体结构图详细尺寸制作，并预埋好钢护木等结构构件。

钻孔前应在测定的桩位，准确埋设护筒。振动法下沉护筒。护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩位为中心定出相互垂直的十字控制桩，使十字中心与桩位中心一致，用以固定钻孔位置。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。护筒埋设后，在其四个角处设拉环，用活动螺栓对角拉住平台。

2.2.3钻孔护筒埋好经检验位置无误后，将钻机就位，钻机就位要保证平正稳固，确保施工不发生倾斜、移动。为准确控制成孔深度，在桩架上应设置控制深度的标尺，以便在施工中进行观测记录。钻标卡孔与护筒中心必须在一根竖直线上，以保证钻孔的竖直方向。①初钻。钻机就位后检查试车，开始下钻时要特别注意，确保钻尖对准桩尖。正式开钻前先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进一定数量符合要求后，再开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取在尽快时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。②钻进成孔。开钻时应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进，并根据地层和钻进情况调整钻进参数。钻进过程中认真观察进尺和排渣情况，当泥浆中含渣量转多或排量较少时，应控制钻进速度。排渣清理后继续钻进。在砂层及圆砾层中，轻压、慢钻、大泵量、中低速钻进，控制进尺，防止坍孔。在粘土或亚粘土中，大泵量、中高速钻进。钻锥上下反复扫孔，以扩大孔径，防止缩孔。加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔度8~10cm，维持泥浆循环10min以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排浆，然后停泵加接钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使气举反循环无法正常工作。钻孔过程应连续操作，不得中途长时间停止。钻孔作业应分班连续进行，详细、真实、准确地填写钻孔原始记录。交接班时应交代钻进情况及下一班应注意事项。钻进时定时对泥浆进行检测和试验，不合格时随时调整。经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。钻进中发现异党情况应及时上报以便及时处理。③钻孔泥浆。制浆前，先把粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用回旋钻机旋转制浆，待粘土已搅成泥浆时，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。在砂性土层中钻孔，必须用泥浆护壁。泥浆护壁使用的黏土，泥浆性能指标应符合下列技术要求：泥浆相对密度1.25；漏斗黏度28s；含砂率＜4%；胶体率＞95%，失水量＜30Ml/30min。泥浆排放：对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，引入到泥浆循环池进行处理。泥浆循环池构筑在与灌注桩相对应的分水岛二线船闸东侧的滩地上，长宽约90*10m，预计堆高约60cm，外围构筑土围堰，以防止对河流及周围环境的污染。桩孔钻至设计标高后，对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检查，满足设计要求后约请监理工程师进行终孔检验，并填写终孔检验记录。

2.2.4清孔清孔是灌注桩施工中关键的一项工序，钻孔达到设计深度后采用换浆清孔法把孔底沉渣清除，以免影响桩端承载能力，应认真做好此项工作。清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度，以防塌孔。清孔泥浆比重维持在1.25左右，粘度28s，含砂率小4%，沉渣厚度小于20cm。

2.2.5钢筋笼制作与吊装①制作钢筋笼时，对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。②钢筋骨架每隔2m增设加劲箍筋一道，以增强吊装时的刚度。在场内移动钢筋骨架时，应保证不弯曲、变形。③骨架吊装前应先丈量孔深，检查沉积厚度和有无坍孔现象，经检查符合要求后，方可使钢筋骨架就位。④为保证钢筋骨架在起吊过程中不弯曲、变形，宜用两点吊。⑤为保证钢筋骨架的保护层满足设计要求，骨架吊装下孔前，沿钻孔竖向每隔2m左右设一道混凝土垫块，每道沿圆周对称设置4块。⑥骨架下落过程中要始终保持骨架居中，不得碰撞井壁，下落速度要均匀，不宜猛落，就位后使骨架轴线与桩同线吻合，钢筋骨架标高达到设计标高后，用钢轨或井字形方木在孔口固定，防止混凝上灌注过程中骨架浮起或位移。⑦吊装过程中，要保持孔内水位不落，还要注意安全。

2.2.6水下混凝土灌注原材料要求和导管、漏斗、储料斗的制备

①组成砼的碎石、砂的级配良好，集料中的杂物含量，符合规范要求，必要时清洗和过筛，以除去有害杂质。②拌制砼用水在使用前做水质化学分析，试验按JTJ056-84规定进行。③砼所用水泥采用普硅32.5级，各项指标须符合国家规范的规定。水泥进场时，必须附有水泥出厂合格证，并且经检验合格后才能使用。④导管、漏斗和储料斗的制备导管接头为卡口式，直径250cm，壁厚6mm，导管分节长度应便于拆装和搬运、并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2.5m左右，下端节可加长至4~6m，漏斗下可配长约1m的上端节导管，以便调节漏斗的高度，导管在使用前必须做水密、抗拉工验，合格后方可使用。漏斗、储料斗采用3-5mm厚钢板加劲肋制做。储料斗底部做成斜坡，出口设闸站。本工程钻孔桩使用的漏斗按0.5m3混凝土容量，储料斗按5.0m3混凝土容量考虑。导管在吊入孔内时，其位置应居中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。灌注混凝土前要对孔内进行二次清孔，使孔底沉淀层厚度符合规定，认真做好灌前的各项检查记录并经监理工程师确认后方可进行灌注。

2.2.7水下混凝土浇筑①混凝土的拌合。本工程混凝土现场搅拌，标号为C25，配合比设计坍落度在18-22cm之间，骨料采用机制碎石，粒径5-31.5mm连续级配。每立方米砼水泥用量符合试验要求，实配配合比比设计标号高10-15%。通过试验确定掺入适量缓凝剂，初凝时间不小于6h。。②混凝土运输。采用3辆1t机动翻斗车运输混凝土至现场，倒入混凝土输送栈桥上的料斗，卷扬机移动至漏斗顶部，倒入漏斗内。③混凝土灌注。混凝土灌注必须连续不断地进行，并且每斗混凝上灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间需严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注混凝土过程中，随时探测混凝土高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2-4m，最大埋深不大于6m。灌注混凝土时应注意的几个问题：1）导管下端距桩底控制为0.3-0.4m，首封混凝土使导管埋深大于1.0m。2）导管埋入混凝土的深度在任何时候不小于1.0m。3）水下灌注混凝土的实际桩顶高应高出桩顶设计标高0.5m左右。4）严禁导管漏水或导管底口进水（即封不住底）而造成断桩事故，保证施工质量。5）当混凝土灌注完毕后，待桩上部砼开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩，避免粘结力的损失。④质量标准检测。灌注桩混凝土的质量由浇筑时现场取样的试块进行。一般每根桩制作不少于3组试块，混凝土配合比改变时应相应留取试块。并且质量记录要填写齐全，保存完整。桩身质量用超声波检测。

3结论

该种结构型式在内河系统系首次采用，多年运用后的结果表明，完全能满足内河各类船舶的停靠需求，在同类船闸的靠船墩接长设计中，采用单桩作为结构基础是一种安全适用的成功实践。