论码头嵌岩桩施工技术要点与难点

城市建筑┃施工技术┃U RBANISM A ND A RCHITECTURE ┃C ONSTRUCTION T ECHNOLOGY

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论码头嵌岩桩施工技术要点与难点分析

Discuss the Construction Techniques and Difficulties of Dock Rock-socketed Pile

■ 苑丽娜1

魏 鑫2

■ Yuan Lina 1

Wei Xin 2

[摘 要] 笔者以某沿海港区码头工程中的工作为依据，从分析研究、工程设计、施工工艺、施工难点及解决方法等几个方面，对钢管嵌岩桩在该工程中的施工工艺与出现的难点进行了系统的分析和总结，以供同行参考。

[关键词] 钢管嵌岩桩 港区码头 工程设计施工

[Abstract] In this article, the author as the basis of coastal do- ck engineering, start from several aspects of research, enginee- ring design, construction technology, construction difficulties and solve method, and analysis and summaries the steel pipe socketed piles in the project construction process and the emer- gence of the difficulties for peer reference.

[Keywords] steel pipe embedded in rock piles, quay in the po- rt area, engineering design and construction

某港区码头工程为一座100 000 t 级油轮码头，全长400 m。由一个工作平台、一个辅助平台、2个靠船墩、4个系缆墩和一个40 m 长的辅助船舶泊位组成。由于离岸较远，设计为岛式码头。因为地质条件的限制，大部份桩基础必须进行嵌岩处理。本文结合近年来我国港口工程方面使用嵌岩桩的成功例子，分析说明该工程采用嵌岩桩的技术可行性。通过码头结构、桩基础、嵌岩处理桩基础的详细计算和分析，明确了桩的嵌岩方式及嵌岩长度，并据此提出了相应的施工技术要求及解决对策。 一、 主要施工程序

1. 钢管桩按斜率要求施打到岩面。

2. 搭设嵌岩钢平台，钻机就位。

3. 钻孔钻机就位后，应测量其转盘中心是否与管桩中心重迭。如有偏差，须重新进行调整。嵌岩桩钻孔采用泵吸反循环施工工艺，钻进、取岩渣。

4. 当入岩深度达到设计要求，立即下导管清孔，清孔采用气举反循环进行。当孔底沉渣小于5 c m，须验收合格后提钻准备下钢筋笼。

5. 钢筋笼安放由钻机直接放入，安放过程中，在钢筋笼系上测绳或细铁丝，用以检测钢筋笼是否安放到设计标高。如不符合要求，需重新安装。

6. 钢筋笼安放就位后，立即安装漏斗，进行水

下混凝土的浇注。

图1 嵌岩桩施工准备—— 钻机钻孔施工—— 钻机清淤施工

二、 施工技术要求

1. 沉桩终锤标准 沉桩选用D—— 100锤的4档高能量档位施打。 （1）桩尖标高超过设计值，且桩长的富裕量已打入土中(桩顶己打至设计标高)。但贯入度未达到设计要求时，应停止沉桩，并与设计联系。

（2）贯入度已经达到设计贯入度要求，但桩尖

标高尚未达到设计标高时，分2种情况处理。

对于嵌岩钢管桩来说，当贯入度达到设计要求的50 mm/10击后，检查桩锤能量。如桩锤达到4档额定能量，则可以终锤。否则调整桩锤能量，继续沉桩，达到设计要求的贯入度。

对于非嵌岩钢管桩，当贯入度达到设计(不大于30 m m/10击)，应检查桩锤能量，并且终锤贯入度取不大于20 mm/10击控制。按此标准施打，如钢管桩仍未达到设计标高时，应继续打100锤方可终锤。

（3）贯入度达到设计贯入度要求，且桩尖标高达到或超过期作废设计标高时，即可终锤。

（4）沉桩贯入度、桩尖标高均满足设计要求。 施工时参考情况(c)的取样结果及试验桩的钻孔成桩记录为依据进行分析鉴别。

以上4种情况，采用嵌岩钻机成孔(嵌岩桩施工)时，要求对钻孔情况进行详细记录。包括钻速、扭矩、钻压、进尺等内容，以此作为其化类似桩施工的判别依据。

2. 嵌岩桩嵌岩钻孔终孔原则

（1）根据对中风化岩面进行确认。

（2）依据原有地质资料结合钻进深度进行判断。

（3）以往同类设备在相似地质条件下，以相同的施工工艺进行施工时的设备跳动情况及时效进尺进行综合判断。

（4）结合地质资料及现场捞渣取样对比鉴别判断。

（5）确保嵌岩长度满足设计要求，终孔前须得到设计代表和监理的同意。

3. 成孔检验方法

根据经验选择钻头直径，成孔过程中可以不对孔径进行检查，但成孔需保证钢筋笼顺利下放到底。在整个钻孔过程中，要求定期检查钻头是否磨损导致直径减小，以提高施工效率，加快施工进度。嵌岩钻孔清孔后，孔底允许的沉渣厚度不大于50 mm。 三、 施工过程中碰到的难点及解决方法

1. 打桩偏位情况严重

在沉桩过程因施工工况恶劣，极其容易造成靠船墩偏移。根据施工单位反映的实际偏位情况，设计组对结构进行了复核验算。计算结果表明，桩KA13、KA7的拔桩力比原设计值大。为满足设计要求并考虑足够安全度，桩KA13及KA7两根桩嵌岩加长1 m，桩内混凝土长度加长1.5 m。对靠船墩A 其它桩，嵌岩处理方法要求不变；而靠船墩B 的桩基受力能满足设计要求，但墩台后排桩偏位过大，致使后排桩处边缘与墩台边缘不足10 c m。按照总图布置要求。墩台需向后方加宽50 c m，保证靠船墩B 各桩外边缘与墩台边缘净距不小于50 cm。

此外，在工作平台和辅助平台的施工中，均有桩位偏位超过规范允许的范围。出现这类情况的桩基础，设计都要经过严密核算，以确保工程顺利施工并安全使用。

2. 终锤条件调整 原设计初定的终锤条件在施工过程中，由于地质变化及桩的变形等原因，必须根据实际情况进行终锤条件的调整。

本项目原设计针对打入式桩，如贯入度已达设计的30 mm/10击后，桩尖未达到设计标高时，终锤贯入度不大于20 mm/10击控制。按此标准仍未达到设计标高时，应继续打100锤方可停锤。而在沉桩过程发现施工区域内，中风化层上并无强风化层，甚至部分桩开锤后平均贯入度就仅有10 mm/10击左右，如贯入度到达20 mm/10击，再击20锤左右，贯入度应迅速达到了10 mm/10击。根据目前施工区域实际地质情况分析，则该要求过于严格，如贯入度己小于20 mm/10击，再打100锤左右，将对柴油锤造成很大损害，而且极易造成钢桩桩尖位置的卷边变形，对承载力产生不利影响。如该情况一经计算仍需进行嵌岩施工，则可能因钢桩已变形，无法下钻，给施工带来不便。所以，在该施工区域地质条件下变更了终锤条件，对于非嵌岩桩，应有适当的锤击数以保证钢管桩进入风化岩的长度。对于嵌岩桩，按终锤贯入度加20 mm/10击仍未达到设计标高的，应继续锤击不少于30锤后终锤，以便于后续的各种施工措施开展。

3. 钢管桩锚入墩台底以上过长

根据规范要求，钢管桩锚入墩台底面以上长度不少于1倍直径，所以均设计为1.0 m 和1.2 m。但是在施工过程中，却出现了导致影响钻孔时钻机就位的问题。因此，设计将造成影响的桩的锚入长度由1.2 m 改为1 m。待浇筑桩顶前，再按照嵌岩桩桩顶处理方法加焊锚固钢筋，锚筋焊接数量、长度等与嵌岩桩相同。

4. 土层难以鉴别

钢管桩是否达到设计岩面，如何确定中风化岩层，是确保嵌岩桩嵌岩深度的关键。在本工程中，针对沉桩过程出现的几种特殊情况，嵌岩桩桩尖以下地质土层的鉴别分别采用不同的方法解决。

（1）桩尖标高己超过设计值，但贯入度未达到设计要求的5 0mm/10击。针对这种情况，选择贯入度与设计要求相差最大的桩(最不利因素桩)，用嵌岩钻机进行试钻。钻到桩尖以下后，再用地质勘察钻机进行取样钻孔，现场判别是否已至中风化层。取样钻孔要求钻至中风化岩面以下1.0 m。

（2）沉桩贯入度已经达到设计要求，但桩尖标高未达到设计标高，且中风化层上覆盖较厚强风化层。在施工过程中，桩打入中风化岩层的深度很有限，而且局部区域如强风化、中风化岩夹层交替出现。为确定合适的嵌岩深度，选择典型位置进行现场地质勘察取样鉴别，取样钻孔要求钻至中风化岩岩面以下3倍桩径。

（3）沉桩贯入度己经达到设计要求，但桩尖标高未达到设计标高，且中风化层上无强风化层或无较厚风化层覆盖。在最典型位置选择1根桩，进行桩内地质钻孔取样鉴别。其余桩均参照该孔结果确定岩性，进行设计、施工，取样钻孔要求至中风化