钻孔灌注桩在泥质滩涂地质条件下的施工方法

□张勇顺

从上世纪60年代开始，人为活动的增加使环渤海入海河流水量急剧减少，导致所携泥砂淤积在河口附近的潮间带，80年代以后，沿海地区大面积兴办水产养殖，使一些岸段的海岸线逐步向海里推进，极易被风暴潮冲毁，致使大量泥沙被沿岸流搬运。目前，环渤海地区许多河流下游和入海河口处均被严重淤积，使环渤海入海河口地区形成大面积泥质滩涂。

近年，环渤海经济区发展迅速，经济发展离不开“水”，所以相应的水利工程也逐年增加。水利工程中使用的桩基型式很多，但钻孔灌注桩技术有着适应性强、成本适中、施工简便的特点，因此是现在水利工程中应用广泛的一种桩基形式。在环渤海地区泥质滩涂地质条件下，钻孔灌注施工受很多因素影响，质量较难控制，而桩基工程施工的成败往往决定着整个工程的成败，所以如何保证钻孔灌注桩施工质量成为关注的重点。

1.施工难点

1.1 施工场地基础条件差

桩机无法在地面固定，须搭建钢平台固定桩机。由于钢平台距离地面较高且设计桩顶位于淤泥层下，在完成钻孔后，吊装钢筋笼时只采取常规吊筋进行固定和定位，极易发生钢筋笼偏位。

1.2 易发生缩径

由于地表层覆盖层较厚的淤泥，流动性强，当泥浆性能差时，不足以平衡钻孔壁地层侧压力，致使孔壁向钻孔突出而发生缩径。

1.3 桩顶质量控制难度大

表层覆盖层较厚的淤泥层，特别是潮汐落潮时，由于孔内压力大于孔外压力，极易造成钻头钻进过程中孔内泥浆因穿孔流失，同时也易造成钻孔桩在混凝土灌注至护筒内时混凝土下料困难，对桩顶质量控制带来较大隐患。

1.4 护筒不易埋设

在泥质滩涂上进行钻孔时，由于地表层覆盖淤泥，护筒不易埋设牢固，进行钻孔施工时，容易容易发生倾斜，造成塌孔。

2.施工措施

2.1 引笼定位

在钢平台上施工时，对钢筋笼可采取制作可周转使用的引笼进行定位，即在原钢筋笼顶设置4～6根与钢筋笼主筋同直径的钢筋与钢筋笼进行机械连接，将钢筋笼延长至护筒顶采取定位筋进行定位。

2.2 控制泥浆性能

泥浆液面须高于地下水位0.5m以上。开孔时钻机轻压慢转，严格控制不同地层的泥浆性能，不能采用原土造浆，用提前制备好的优质泥浆及时置换钻进中形成的劣质泥浆。施工中要经常测定泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标。

2.3 控制钻孔内外压力平衡

钻进过程中对孔内外钻孔泥浆水头高度进行有效控制，主要是根据潮汐的情况对护筒内的泥浆进行抽出或添加，以此保证孔内外压力基本平衡，避免了由于孔内压力大于孔外压力，造成钻头钻进过程中孔内泥浆因穿孔流失,以及混凝土灌注至护筒内时混凝土下料困难等问题。在出现穿孔问题后,对穿孔位置进行砂袋回填即可有效阻止泥浆流失。

2.4 扩挖护筒坑

针对地表层覆盖淤泥，且护筒未穿透淤泥层深入淤泥层底部这种情况，开挖护筒坑时直径至少大于护筒直径100cm，且深挖使护筒穿透淤泥层。在淤泥层范围内用粘土换填并夯实，再埋设护筒，并用粘土填筑护筒周围，分层夯实，每层30cm。

3.典型案例

3.1 工程简介

北排河挡潮闸除险加固工程位于天津市滨海新区新马棚口村东南北排河入海口处，由左岸老挡潮闸（1967年建）和右岸新挡潮闸（1979年建）组成，两闸并排布置，中间设40m宽导流墩。本次除险加固工程包括新、老挡潮闸除险加固两部分，工程等别为III等，主要建筑物为3级。在老挡潮闸闸室拆除重建中，闸墩基础由新增钻孔灌注桩和利用原桩基两部分组成，其中两侧边墩共新增28根桩，桩径1m；中墩在原桩基上、下游各布置一排桩，每排5根，桩径 1.5m，单桩长均为20m。主要工程量为钻孔总长：836m；混凝土（C25F50）灌注量为 942.6m3；钢筋总量为58.05t。

3.2 工程地质情况

该工程位于沿海泥质滩涂区，地下水位高，地质情况复杂，据勘探资料分析，地下土主要为砂质粘土、软粘土和粉土，成层状分布。在30m深度的勘探范围内，从成因上来分，可分为两个大的单元体。

高程-13~-15m以下为陆相沉积层，横向的差异性较大，但大部分土的密度较高，呈可塑～硬塑状态。

高程-15~0m为海相沉积层，这层土大都很软，稠度大于1或接近1，呈流动状态，该层土正处于闸底板附近，对于抗震稳定、渗流稳定以及对基坑开挖、桩基施工等造成不利影响。

3.3 施工过程

施工前针对泥质滩涂地质条件及设计图纸要求，进行试验性打桩。经过对试打桩情况进行分析，确定本次灌注桩施工采用泥浆护壁正循环钻机造孔，导管法水下混凝土灌注成桩的施工方案。确定好施工方案后，提前做好准备，应对施工中可能遇到的困难，采取有针对性的处理措施，所以本次钻孔灌注桩施工能够顺利完成。所有灌注桩经检验全部满足设计要求，质量评定均达到优良标准。