水上芯柱钢管桩在中密卵石层中施工的重难点分析

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1、水上芯柱钢管桩在中密卵石层中施工的重难点分析摘要：码头建设中复合型桩基较为多见，但多为钢管桩沉入基岩面，再由桩内从基岩面向下进行芯柱钻孔桩，取得良好的桩基承载力和水平抗力，但在中密卵石层中芯柱钻孔桩并不多见，而且在技术和工艺上存在几个重难点，因此需要对此进行探讨。文章以宜昌港枝江港区姚家港综合码头工程为例，首先分析了卵石层芯柱钢管桩施工技术重难点，然后针对卷边变形、漏浆和塌孔等问题采取相对应的方案和措施，从而确保了工程施工的安全性和质量。中国2/vie　　关键词：卵石层芯柱钢管桩钻孔桩　　1.工程概况　　宜昌港枝江港区姚家港综合码头

2、工程位于湖北省宜昌市枝江姚家港镇，建设3000吨级泊位4个，码头结构为高桩梁板式。码头平台长410m，宽25m，共31榀排架，排架间距7m，共分3段，变形缝为20mm，边横梁悬臂1.5m，排架基础采用芯柱钢管桩复合桩型，每榀排架6根芯柱钢管桩，全部为直桩，钢管桩为Φ1000mm，钻孔桩芯柱为Φ800mm。上部结构采用现浇横梁节点浇筑预制纵梁系，面层采用预制叠合板，板厚250mm，现浇面层250～300mm。排架前沿设Φ800钢靠船构件兼作下层系缆平台的基础，根据水位差的要求，设三层系缆平台。工程设五座固定引桥，采用Φ1000mm钻孔

3、灌注桩，桩基上现浇地梁，其上现浇立柱、联系梁，预制安装空心板，现浇面层。水工建筑物安全等级为Ⅱ级。工程地质情况及主要力学参数见表1所示。　　其中，设计选取⑦砂卵石（中密-密实）为本工程持力层，该层以砂和卵石为主，中密-密实状态，卵石含量45～70%，直径一般5～10cm，卵石成分主要为白云岩、大者大于17cm，成分由变质岩、花岗岩、白云岩等组成，且分选性和磨圆度较好，该层未穿透至基岩。　　2.桩芯钢管桩施工重难点　　根据设计以及试桩资料，本工程未穿透至基岩的砂卵石层⑦为工程桩基础持力层，因工程为水上施工工程，钢管桩沉桩完毕后还要作为

4、后续芯柱钻孔桩施工平台的桩基基础，这就需要钢管桩在砂卵石层中要沉入4.5m以上，从而保证桩身有足够的侧阻力（根据试桩资料，其余地层桩身侧阻力非常低，只有砂卵石层可以提供足够的侧阻力，桩基端承力较小，同时考虑芯柱钻孔桩施工过程中可能的扩孔，端承力不计入桩基承载力）来支撑钻孔平台的使用和施工荷载，但一般在卵石层中，钢管桩沉桩通常还未沉入本工程设计所要求的卵石层4.5m，钢管桩的桩尖就会因反复的大能量锤击在卵石层中发生卷边和变形，导致无法顺利沉桩至设计标高，对芯柱钻孔桩的施工也会造成很大麻烦，这就是本工程的重难点之一：如何使钢管桩顺利沉入

5、所需的设计标高，又确保钢管桩桩尖不至卷边变形。另外，在芯柱钻孔桩钻进至钢管桩桩尖标高以下后，又可能面临着密实度不理想的中密卵石层，透水性好，并有着一定的松散度，卵石和卵石之间的砂缝隙较大，在钻头的作用下易产生一定的液化和移动，很可能产生漏浆和扩孔甚至塌孔的问题，这是本工程�痘�施工的另外两个重难点。　　3.施工方案和解决措施　　3.1钢管桩桩尖发生的卷边变形问题　　因本工程钢管桩须沉入卵石层至少6m，但钢管桩具有一定的柔性，在沉桩过程中反复的大能量锤击，钢管桩尖和卵石层中的卵石不停的冲击、挤压和摩擦，易使得钢管桩桩尖产生卷边变形，甚

6、至可能撕裂，这对后续桩芯钻孔桩的施工将带来极不利的影响。　　对于钢管桩在卵石层中的沉桩，项目借鉴了公司在附近区域已完工工程施工总结中的成功经验，采取钢管桩桩端外加强的方式，钢管桩的壁厚由18mm在桩端3m处改变为外加强壁厚25mm，结合试桩过程中的具体数据及周边类似地质工程的沉桩经验所确定的合理贯入度5mm/击，根据地勘图纸对地层标高的准确把握，采用打桩船重锤轻打的方式进行钢管桩沉桩施工的控制。经后期芯柱钻孔桩工序施工的论证，以上几个措施相结合，既达到合理的桩尖标高，同时又避免了桩尖卷边变形的问题，为码头由桩基施工转上部结构施工奠定

7、了良好的基础。　　3.2芯柱施工过程中漏浆问题　　因本工程卵石层卵石含量下限仅为45%，其余空间均为泥沙所填满，整体性相较其他码头桩基工程的岩基类嵌岩桩地质就钻孔桩的护壁提出了更高的要求。在施工过程中，钻孔桩孔内泥浆很可能沿稳定性较差的卵石之间的缝隙流失，形成漏浆的现象，这一点在初期芯柱钻孔桩钻进过程中确实时有发生。经讨论和总结后采取如下解决方法使该问题得到较好的改善和解决：施工过程中发现，在芯柱施工至刚出钢管桩桩尖时，发生漏浆的现象最为严重，经过经验总结发现，若卵石之间的缝隙被泥浆等粘性填充物填满，漏浆的情况就会改善很多，所以在施

8、工过程中，项目部针对芯柱施工，准备了比普通钻孔桩泥浆需求量多出3倍的优质泥浆。而在芯柱施工至快出钢管桩桩尖时，先暂时提高泥浆浓度，保证孔内有高浓度的泥浆填充卵石缝隙，同时降低钻进进尺效率，提高孔内护壁形成的效能，待孔内泥浆浓度稳定后，