黄骅港三期工程筒仓桩基础施工技术总结

摘要：神华黄骅港三期工程是神华集团十大工程之一,是黄骅港建设“国内第一，世界领先”综合大港的重大举措。文章对黄骅港三期工程筒仓桩基础施工技术进行了总结。

关键词：黄骅港三期工程；筒仓桩基础施工技术；钻孔灌注桩；后压浆施工

中图分类号：U415文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）04-0082-03

神华黄骅港三期工程是神华集团十大工程之一,是黄骅港建设“国内第一，世界领先”综合大港的重大举措。三期工程中最吸引人眼球的，是24座设计直径40米、高43米的大型储煤仓，这是国内首次在煤炭输出港建设的巨大储煤筒仓群，在环保节能方面具有突出优势，实施意义重大。

通过精心组织、科学管理，于10月2日圆满完成了2860根筒仓桩基础的施工工作，经静载检测、超声波检测以及大应变的检测结果全部合格。

一、工程概况

黄骅港三期工程筒仓采用圆形的现浇钢筋混凝土结构，共计24座筒仓，筒仓内直径40m，高度41.95m，基础采用后压浆钻孔灌注桩基础。每座筒仓基础桩基119根, 总桩数为2860根（含4根电梯基础灌注桩）。

灌注桩直径为1.0m，桩长为50m，桩顶标高为+3.90m，桩底标高为-46.10m。单根桩设计混凝土方量：39.25m3/根（不含超灌量）。设计采用后压浆形式提高桩基承载力，采用桩端、桩侧复式压浆方式，每座筒仓119根桩基础中，桩侧一道压浆环的有12根，桩侧两道压浆环的有107根。

后压浆总体施工顺序与桩基施工顺序相同，单个筒仓先进行外圈桩基注浆，即仓壁下部桩基，再进行内部桩基注浆。FY2型灌注桩单桩压浆顺序为先对桩侧第二道环（-20m）压浆，然后进行第一道环（-33m）压浆，最后进行桩端压浆；FY1型灌注桩单桩先进行桩侧（-20m）压浆，再进行桩端压浆。各道压浆工序间隔时间均不小于24小时。

二、重点、难点分析

（一）桩基数量多、布置复杂，施工难度大

每个筒仓119根桩基础，布置在直径40m的圆形范围内，桩基布置有周圈圆形布置形式和圈内成排布置形式两种，紧密程度不一，间距大小不一，增加了施工顺序安排的难度，对相邻较近桩施工质量的控制提出了非常高的要求。

（二）后压浆灌注桩工序繁多，各项检测穿插其中，相互制约，加大了施工进度控制的难度

后压浆灌注桩工序多达30多道，每道工序必须检验合格才能进入下道工序施工。较以往普通灌注桩增加了后压浆的多道环节，桩身砼达到设计强度70%后进行超声波检测，后压浆必须在声测检验合格后进行，且承台相邻部分桩基的后压浆受临近承台桩基施工顺序和快慢的制约，必须统筹考虑，协调施工。后压浆工艺本身要求各道环之间压浆尚需停顿一定的时间间隔。后压浆完成后需要20天才能进行静载试验。每个筒仓均需要进行静载试验，试验合格才能进行承台开挖。由此可见桩基施工各环节制约因素非常多，进度控制难度空前。

三、施工工艺总结

（一）钻孔灌注桩施工工艺

灌注桩施工工艺主要抓住以下施工控制点：

1．在成孔施工中根据不同的地层适时调整钻具类型、进尺速度、回转速度、提放速度、泥浆配比等参数。在砂层分布广、厚度大的区域选择回旋钻机进行施工，加快施工进度的同时降低了塌孔和扩径的质量风险。在砂层相对薄的区域选择潜水钻或磨盘钻，在施工至沙层时放慢进尺速度、回转速度、提放速度（控制在正常速度的一半左右）；增加泥浆密度等，避免塌孔。

2．钻机施工前根据地质资料及以往在此地区施工经验配置泥浆，泥浆比重控制在1.15～1.25，粘度控制在18～25S，循环过程严格控制泥浆中的含砂率不得大于6%。并对钻进过程的泥浆指标及时检测，对照地质资料分析及时进行调整粘土掺入量，确保泥浆稳定。

3．钢筋笼在钢筋加工区分段成批进行加工，每根桩钢筋笼分三段进行加工，检验合格后在现场搭接焊连接。注浆管、声测管按设计要求固定在钢筋笼上，注浆管采用丝扣连接，声测采用套管焊接连接，外包防水胶带，连接质量可靠满足施工要求。

4．每次浇筑混凝土前，由施工班组、现场施工员、质量员、监理层层把关，对灌注桩的孔径、孔深、孔斜及沉渣厚度进行检查，保证成孔质量符合设计及施工规范要求，当沉渣厚度大于100mm时，进行二次清孔。

5．混凝土采用罐车直接运输到现场浇注，配备足够罐车并铺垫钢板保持道路畅通，确保连续浇筑。灌注采用导管水下浇筑工艺，过程中导管埋深严格控制在2～6m范围内，施工人员在上拔导管前，认真测量混凝土顶面上升高度，待计算埋管深度后，决定导管拆除节数。

（二）后压浆施工工艺

1．注浆管、声测管制作及安装。压浆管采用直径为DN25的钢管，超声波检测管采用DN50无缝钢管，长度较钢筋笼长200～300mm，钢管的连接采用外套粗钢管焊接连接。注浆钢管顶端套丝，并用管堵封口。注浆钢管与钢筋笼加劲箍用14号铁丝绑扎固定。注浆管固定于钢筋笼并对称安装。声测管与钢筋笼加劲箍点焊固定。

注浆钢管和声测管上端高出桩基施工地面20～30cm。桩底注浆管下端安裝压浆管阀，压浆管阀底端深入桩底20～25cm，管阀用胶皮密封，以防止桩身混凝土水泥浆液堵塞注浆管。桩侧注浆钢管下端采用套丝安装三通与桩侧压浆管相连。

在吊放钢筋笼过程中，严禁撞笼、扭笼、墩笼，钢筋笼应竖直缓慢下放，快到桩底时，钢筋笼不得扭动，以免管阀在进入土层时受到损坏。

2．水泥浆配制。后压浆水泥选用32.5矿渣水泥。进场水泥按检验批进行试验检测，现场水泥堆放均做到下垫上盖防潮措施。

配制水泥浆液时先在搅拌机内加足水量（350～400kg），然后边搅拌边加入水泥，共加入水泥500kg（10袋），搅拌时间不少于3min，搅拌罐上放置格栅，避免水泥结石、水泥袋等杂物混入。水泥浆搅拌完成后，将压浆管件与桩基压浆管连接，开始对桩基压浆施工。

3．注浆设备及注浆管的选择。（1）高压注浆系统由浆液搅拌器、带滤网的贮浆池、高压注浆泵、压力表、高压胶管、预埋在桩中的注浆管和单向阀等组成。（2）高压注浆泵系统的选型：高压注浆泵是实施后压浆的主要设备，高压注浆泵采用额定压力16MPa，额定流量75L/min的注浆泵。焊制铁质储浆池，浆液出口设置水泥浆滤网，避免水泥团进入贮浆筒后吸入注浆导管内而造成堵管或爆管事件。（3）高压注浆泵与注浆管之间采用能承受2倍以上最大注浆压力的加筋软管连接，其长度不超过50m，输浆软管与注浆管之间设置卸压阀。

4．开塞。成桩2天后实施压力注浆（时间为预估值，以桩身混凝土强度达到设计70%为准），但不宜迟于成桩30d后。被压浆桩离正在成孔桩作业点的距离不小于15m，并宜间隔进行。注浆前，为使整个注浆线路畅通，先用压力清水开塞，用高压水冲开出浆口的管阀密封装置和桩侧混凝土（桩侧压浆时）。开塞采用逐步升压法，当压力骤降、流量突增时，表明通道已经开通，立即停机，防止大量水涌入地下。

5．注浆。开塞后立即进行注浆，开一管注一管，不允许全部开塞。注浆连续进行，压力由小到大逐级增加。注浆水灰比为0.7～0.8，注浆正常压力桩端为2.0～3.5MPa，桩侧为1.5～3.5MPa。注浆流量为75L/min。FY1型灌注桩单桩总注浆量为4.0t，桩侧（-20m）注浆量为1.5t，桩端注浆量为2.5t。FY2型灌注桩单桩总注浆量为5.0t，桩侧第一道环（标高为-33m）注浆量为1.0t，桩侧第二道环（标高为-20m）注浆量为1.5t，桩端注浆量为2.5t。

6．终止注浆。（1）压浆总量和注浆压力均达到设计要求；（2）压浆总量已经达到设计值的75%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%并维持2min以上。

本工程需后压浆灌注桩2856根（4根电梯桩基不需后压浆），设计压浆总量为13992t，实际压浆量为14088t，超压系数为0.7%。

四、施工技术管理总结

（一）组建测量联队，加强联测，确保测量定位精度

由于本工程桩基础数量大，间距小，对桩基定位要求很高，为避免各个分部间的测量存在误差，由测量主管人员成立联合测量小组，定期组织复核各个控制网点，对由高级点引测的加密控制点进行测量验收。通过联测有效避免了系统误差的产生，确保了筒仓工程整体测量定位的精度满足规范要求。

（二）抓典型施工，促工艺优化

为了做好后压浆灌注桩技术管理，总结优化工艺，项目部先后组织了灌注桩典型施工与总结和后压浆典型施工与总结。各分部根据自身施工机械特点及地质情况，通过典型施工优化工艺流程，调整完善工艺参数，对典型施工中发现的问题进行了深入的分析，找出了切实可行的解决方案。通过典型施工总结会进行了推广，为后续大面积施工提供了扎实的技术基础，从根本上保证了施工质量受控。

1．水泥浆水灰比参数优化。后压浆典型施工过程中，初定水灰比为0.6～0.7，按此拌制发现水泥浆比重偏大，达到1.7，注浆困难。随后通过加大水灰比进行试拌，当水泥浆水灰比达到0.8时，水泥浆注浆顺畅。经与现场监理及设计的同意后，在压浆水泥总量不变的前提下，将水灰比调整为0.8。

2．桩側压浆环尺寸调整优化。在典型施工过程中，发现有2根桩的桩侧压浆环没有打开，分析其原因为：侧环位置处于砂层范围，灌注桩成孔过程此位置形成局部轻微扩孔，混凝土超出桩身直径将桩侧环包裹而无法打开。

对此，经过工艺研讨，决定将桩侧压浆环直径由原来的100cm，优化为105cm，并增加注浆环开孔数量至6个。同时根据地质资料在砂层分布较厚，易发生扩孔现象区域，在成桩2～3d内，用清水开塞，打通桩侧注浆环。

3．侧环打不开的补注措施。针对典型施工中2根侧环无法打开的桩，采取了补注措施，第一道环（-33m）压浆阀打不开的，由桩端补注压浆1.0～1.5t；第二道环（-20m）压浆阀打不开的，由桩侧第一道环补注压浆1.5～2.0t。确保单桩压浆

总量。

（三）强化技术交底，促工艺落实

鉴于施工人员众多，素质参差不齐，为严格贯彻施工工艺纪律和标准要求，通过强化工程技术交底，对施工管理人员及作业人员进行进场技术培训和教育，使施工人员明确质量控制和操作的重点，切实将工艺要求落实到操作层，交底覆盖到操作的每个人员，不留死角。

五、意义

三期筒仓桩基础共计2860根，在港口建设中首例大面积应用后压浆工艺提高桩基承载力。根据检测结果来看，所有试桩的静载检测、超声波检测以及高应变检测均达到合格要求。超声波检测仅有5根桩为二类桩，其余全部为一类桩。静载试验均达到并超过设计承载力，1400荷载情况下，沉降在8～13mm之间（设计允许值40mm），离散系数较小，施工质量稳定可靠。施工过程中未出现任何安全、质量事故，施工进度满足预定的节点施工安排。为下步承台施工打下了坚实的基础，赢得了宝贵的时间。

黄骅港三期工程后压浆灌注桩基础施工圆满完成具有十分重要的意义，验证了黄骅港地区大直径超深灌注桩的成功应用，为同类工程积累丰富的施工经验，提供了很好的借鉴实例。

作者简介：陈亮（1978-），男，河北海兴人，中交一航局第一工程有限公司工程师，项目副总工程师。

（责任编辑：赵秀娟）