长管护筒振冲挤压成孔灌注桩在沅水西岸风光带水下桩基础工程中的应用

向　兵

(湖南省桃源县黄石水库灌区管理局， 湖南 常德　415705 )



长管护筒振冲挤压成孔灌注桩在沅水西岸风光带水下桩基础工程中的应用

向兵

(湖南省桃源县黄石水库灌区管理局， 湖南 常德415705 )

本文介绍了桃源县城沅水西岸风光带工程水下桩基础采用90型振冲钻机结合800t趸船用7m长φ450钢护筒挤压成孔的施工方法、过程、步骤及结论。该新工艺可在场地受限且水下作业时应用，以期对类似水利工程施工起到启示作用。

长管护筒； 挤压成孔； 灌注桩

1　工程概况

为了响应常德市提出的将全市打造成生态宜居的 “海绵城市”理念，力求实现城水共生、人水和谐、人文与自然完美结合。桃源县城依托城区防洪墙为基础，将其设计成 “一轴、三带、七景”的大型开放式城市滨江风光带,位于县城滨河路东侧桃源水电站大坝至大桥之间,全长2.0km，主要建设内容有桃源文化景观轴、栈道滨江亲水风情带、生态园林景观带、健身广场休闲带、桃花胜景、漳江夜月、潼舫古津、桃源新辉、花径寻幽、文昌生辉、抗洪纪念碑11个核心景点。

风光带桩基础工程是该工程的难点与重点，直接影响到工程质量与安全运行。共有φ400钻孔灌注桩1105根，其水上43高程323根，水下38高程782根。

桃源地处典型山地丘林地貌，根据对施工地点的地质勘察，孔深0～3.0m为粉土，细沙含砾石，稍密—中密，饱和；3.0～12.5m为砂卵砾石，饱和，中密—密实，分选性一般；12.5m以下为基岩，该次设计要求桩长控制在7m左右，桩身进入砂卵石层，桩长平均控制在7m左右。

2　具体施工方法

2.1方案选择

由于受现有防洪大堤影响，根据地勘情况地基承载力与施工通道无法满足大型机械设备进入工地要求，其次受桃源水电站影响，库水位一直控制在39.5高程，按原设计采用长螺旋无法实施，按新的讨论方案，采用浮船固定φ400冲击钻机泥浆护壁的施工方法进行，将43高程完工后再协调电站将水位调节至37高程后进行38高程施工，这样整个工期无法按预定的计划实现，且水下工程质量也得不到促证，针对施工现状及工程的迫切需要，经业主、设计、监理、施工方多次现场察勘，并召开多次专题研究会讨论，水上43高程采用浮船固定φ400冲击钻机泥浆护壁的施工方案，水下38高程采用新工艺，即采用90型振冲钻机结合800t趸船用7m长φ450钢护筒挤压成孔的施工方案，根据水下38高程新工艺试桩低应变与高应变的检测与承载力推算，单桩竖向承载力达600kN以上，满足设计300kN要求，所以水下38高程选用90型振冲机结合800t趸船用7m长φ450钢护筒挤压成孔的施工方案同时进行施工。

桩顶43高程灌注桩工程于2015年2月1日开工，2015年6月4日完工，工期124d，完成了桩顶43高程323根φ400钻孔灌注桩，总进尺2770.2m。

亲水栈道(38高程)灌注桩工程于2015年2月1日开工，于2015年4月10日完工，工期69d，完成了亲水栈道(38平台)782根φ400钻孔灌注桩，总进尺5518.8m。

根据施工工艺的变化，38高程桩基础也进行相应的设计调整，采用护筒挤压成孔灌注桩施工，水下部分采用套筒跟进施工,持力层为砂卵石层，取消水下部分桩承台,将桩与柱直接连接，即将桩直接施工至梁底面高程以上20cm，待施工梁时，将梁底以上20cm桩凿除并清理干净。梁底面以上桩预留桩钢筋，与梁一并浇筑混凝土。(方案情况见图1)。

以上情况充分证明，整个工程计划于2015年2 月1 日开工,2015年4月30日竣工，总工期为88日历天。水下38高程如期完成，只增加措施费、趸船租用费11万元，大型机械设备进出场1.27万，φ500mm、壁厚6mm钢套管2554.2m，149.08万元，而按原方法施工延长了无法估算的工期，且水下施工质量得不到保障，其间接成本无限增大。

水下方案变更后比原来的工艺更简单，可操作性更强，所以水下采用90型振冲机结合800t趸船用7m长φ450钢护筒挤压成孔的施工方案是可行的。

2.2振冲长管护筒挤压成孔灌注桩的施工步骤(图2)

a.测量放线定位、驳船就位，下锚固定船只。

b.振冲桩机安装调试到位，用反铲挖掘机固定的90型振动锤在驳船就位。

c.用吊车将预制的直径φ450mm、壁厚10mm、长7m的钢护筒吊起，平稳、垂直地下至全站仪定位桩位上。

d.进一步用全站仪校核确保护筒中心与设计孔吻合。

e.安好护筒后，将用反铲挖掘机固定的90型振动锤夹位护筒，均匀振动护筒、使护筒四周均匀下沉，施工人员随时用同径测斜工具或钻杆内小口径测斜仪、测井仪测定垂直度与孔径偏差，用钢尺量测孔位偏值结合铅垂球随时校正护筒，使护筒四周均匀下沉保持垂直。

f.护筒达到设计深度后，将钢筋笼吊装就位，垂直伸入护筒内。

g.下φ160导管，下至距孔底0.5m处严格按水下灌注混凝土规范进行混凝土灌注，要求灌注及时，初灌量达到将导管埋置1.0m以上，灌注连续不间断。提升导管的幅度根据计算与孔内测量，导管被混凝土埋置深度可大于2m，一般6.0m，最后桩头高度超过设计高度0.5m左右，以确保浮浆渣层剔除后满足桩头高度要求。

h.混凝土灌注完成后，再将φ500mm、壁厚6mm钢套管下至钢护筒外侧，用于连接河底至39.80m高程桩位接长，钢套管进入原土层≥1.5m，然后拔出套管，该桩施工完成。

图2　桩位施工流程

3　施工中的重点和难点及解决方法

90型振冲机结合800t趸船用7m长φ450钢护筒挤压成孔的施工方法，重点是在监理见证下，对工程所用的原材料、中间产品、构配件在保证外观质量合格,并有材质合格证明的条件下进行取样抽检,送具有检测资质的检测机构进行复检合格后，进行冲击成孔设备、钢筋笼与钢套管制作。

难点是将孔位偏差控制在符合设计和规范要求，垂直度偏差小于1%，孔径偏差不大于50mm，垂直度小于1%。

根据现场条件，水位高程39.50m，要求放线定位前先搭设满堂脚手架，搭设宽度6m，局部8m,便于采用全站仪或GPS测量控制，将设计孔位坐标固定在此脚下手架上，并设立明显的稳固标志。

要安排专职的施工员与质检员，全程随时用全站仪(GPS)、同径测斜工具(钻杆内小口径测斜仪)、测井仪测定垂直度与孔径偏差，钢尺监测孔位偏差符合设计和规范要求，垂直度偏差小于1%，孔径偏差不大于50mm，垂直度小于1%等。

4　质量检测情况

4.1桩顶43高程323根桩检测情况

委托具有检测资质的第三方抽检，根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)的要求，抽检15根高应变结果全部合格，单桩竖向极限承载力分别在610～668kN之间，均满足设计单桩坚向承载力300kN的要求；抽检的60根低应变结果桩身完整性全部满足设计要求。

4.2亲水栈道(38平台)782根桩检测情况

委托具有检测资质的第三方抽检，按规范要求，抽检35根高应变结果全部合格，单桩竖向极限承载力分别在600～722kN之间，均满足设计单桩坚向承载力300kN的要求； 抽检的140根低应变结果桩身完整性全部满足设计要求。

5　结　语

通过对水下已浇注完毕的782根桩按5%与15%的比例进行高应变与低应变的检测，表明水下桩的质量完好，没有发现扩颈、缩颈及断桩现象，并经过几个月的运行，无亲水平台错台、裂缝、变形等质量缺陷与质量事故发生，认为此施工方法是可行的，能够确保工程质量，缩短工期，降低成本。因此长管护筒振冲挤压成孔灌注桩施工工艺可作为水下灌注作业新工艺、新技术推广，该工艺可以很好地满足在场地受限且水下作业时的应用，并在施工质量和项目周期上相对传统工艺有很大提升，为后续水利工程施工提供了借鉴。

[1]JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

Application of long tube pile casing vibration compaction extrusion hole formation grouting pile in the Underwater Pile Foundation Project of Yuanshui West Bank Scenic Belt

XIANG Bing

(Hunan Taoyuan County Huangshi Reservoir Irrigation Area Administration, Changde 415705, China)

In the paper, the construction method, process, steps and conclusion of combining 90-type vibration impact drill with 800t pontoon to squeeze bore by 7m longφ450 steel pipe casing are adopted for underwater pile foundation in Taoyuan County Yuanshui West Bank Scenic Belt Project. The new technology can be applied under the condition of limited site and underwater operation, thereby playing an enlightening role for similar water conservancy project construction.

long tube pipe casing; squeezing bore; bored pile

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.08.004

TV553

B

1005- 4774(2016)08- 0013- 03