临海围堰止水桩施工质量控制

邓军 中交四航局第二工程有限公司

1.工程介绍

深中通道项目北距虎门大桥约30km，南距港珠澳大桥约38km，全长23.977km。深中通道项目隧道沉管E1-E22管节在牛头岛预制场进行浇筑并在深坞出运。深坞二次舾装区改造围堰施工过程中存在潮位变化、破碎层以及岩面坡度大等危险。在施工过程中运用全套管全回转钻机进行钻孔施工，同时旋挖机配合排桩清渣，该工艺具有风险低、止水效果好和影响因素少等优势。

2.施工工艺流程

2.1 导墙和钻孔定位施工

建造导墙主要是为钻机提供施工环境以及提升钻孔咬合桩孔的定位的准确性，导墙所处的位置的角度不得超过5%，根据钻机自身来进行水平调整，该施工可有效降低土方开挖整平量。根据施工设计和设备情况来建造符合要求的混凝土导墙，导墙的厚度取决于钻机型号以及桩径，通常情况下厚度在400～600mm之间。该工程所用的是DTR1605H及DTR 2005 H 型钻机，孔径为1200mm，导墙厚度为450mm，其负荷为40t，该设备各个性能皆满足施工要求。导墙模板根据钻机孔径进行设置，误差值q=±5mm，采用定型一次性模板和预制钢模的效果要好于普通胶合模板，通常情况下运用定型一次性模板能够有效提升工程质量，同时质量控制工作也较容易开展。

2.2 成孔

当导墙混凝土强度达到90%后，钻机即可开始工作，当前全套管咬合桩成桩方式一般是抓配合旋挖机成孔，根据成桩性质分为软硬咬合，均先施工A序桩（被咬合桩）再施工B序桩（咬合桩），软咬合施工顺序为A1→A2→B1→A3→B2→…，端头节点连接段需设置砂桩闭合。硬咬合施工顺序为A1→A2→A3→…B1→B2→B3…，如图1所示。

图1 成桩顺序

在进行软咬合施工中，为了保证B序桩成孔顺利，A序桩必须使用超缓凝混凝土，初凝时间需要超过72h，硬咬合使用水下水凝土，这样通过选择合适型号的水泥来实现施工质量的控制。全套管全回转钻机就位完成以后，应用履带吊对第一节钢套管进行吊装，保证其可以到达桩机钳口中，借助线锤或者经纬仪，对钢套筒桩管进行垂直度校正。钢套管完成垂直度的校正工作后，就可以对全套管全回转钻机的回转装置加利用，利用油缸将钢套管压住，一边进行回转，一边将护筒往下压。随着护筒的压入，套管底部的刀头也会逐渐深入地下，当第一节套管底部刀头压入地下深度达到2.5m后，就可以借助抓斗等设备挖取套管内的渣，早开展取渣操作的过程中，也需要逐渐下压钢套管，保证钢套管底口超前开挖面深度必须超过2.5m。

2.3 水下混凝土灌注

（1）采用导管法，导管采用直径为φ310mm的法兰式钢管。导管埋入混凝土的深度宜保持在2～6m之间，最小埋入深度不得小于1m。浇筑过程中，严禁将导管直接提出混凝土面或埋入过深，而且每次拔出高度不得超过4m。（2）混凝土浇灌中当混凝土进入桩孔底端1～2m后，可适当提升导管，导管提升要平稳，避免出料冲击过大。（3）混凝土到工地浇筑前，分别对A、B桩每车混凝土均取一组试件，监测其缓凝时间及坍落度情况。同时，对于到达现场的第一车混凝土料，需查看混凝土是否有离析、浮浆等问题，如发现问题及时反馈信息，以便立即采取应急措施。（4）拔管成桩：浇注混凝土过程中，根据导管内和钢套管内的混凝土量测深度，相应的进行导管拆卸及套管拨出。钢套管拨出时，应始终保持套管底低于混凝土面2m以上。

3.质量管控的要点

3.1 控制孔口定位误差

（1）将钢筋混凝土导墙设置在全套管全回转咬合桩两侧，按设计要求在导墙上设置定位孔，控制相邻导墙的间距要超过咬合桩直径40mm，促进全套管全回转咬合桩底部的咬合效果更加充分。（2）精准放样，严格按放样点就位钻机，保证钻机定位板的圆心可以和桩位相互重合。（3）待钻机稳固后，检查第一节钢管套周围以及定位孔周围的孔隙是否足够均匀，充分利用经纬仪等设备校正钢套管垂直度。

3.2 加强判岩流程管控

根据现场采样判断工程施工是否符合设计要求是成桩前的重要工作，利用冲抓所取的岩样具有代表性，由于钻头研磨的因素，所采集的岩样细度较大，需要经过清洗再进行判断，但是无法对缝隙情况进行判断，需要借助勘探报告进行判断。根据岩样的相关参数来判断是否终孔。在进行岩样判断的过程中需要对复杂地质条件的地区进行增加勘探孔数量，最终制定桩长表，可有效防止开挖后出现透水现象。因此，需要相关人员根据岩样的参数来确定入岩情况，当参数合格后方可进入下一道工序。

3.3 控制桩的垂直度

一般来说，施工时控制桩身垂直度偏差不能超过5‰。在咬合桩施工成孔前后，需要注意以下工作内容：

（1）检查和矫正钢套管的顺直度：运用线绳等在水平的地面上拉出两条距离较近的、相互平行的直线，如果工具条件有限，也可以划出两条相互平行的直线，然后将需要校正顺直度的钢套管放在两条直线之前，利用直尺等工具进行进一步的测量。不管是整节的钢套管，还是连接好的钢套管，顺直度偏差都要控制在1‰～2‰之间。

（2）检测和校正咬合桩成孔过程垂直度：利用线锤检测钢套管压入施工时的垂直度，一旦发现垂直度存在偏差，立即停止钻进施工对钢套管进行纠正，矫正完成后，再继续钻进施工。

（3）检查钢套管孔内：套管钻进后，在安装下一节套管前，可以利用线锥或者测环等工具检查孔内垂直度，如果发现孔内垂直度不符合具体的要求，立即进行纠偏，只有孔内垂直度满足相应的设计要求后，方可进行下一节套管施工。

3.4 钻机平面的合理布置

成桩所需要的设备有动力站、全回转钻机、旋挖机以及履带吊（配冲抓斗），这就需要全面考虑施工实际以此来确定设备的数量，与此同时，大型机械在工作的过程中回转半径加大，为了确保施工安全，需要合理安置设备的位置，尽量保证设备实现流水作业。与此同时，进行深桩混凝土浇筑的过程中容易出现离析现象，进而引发透水事故，因此在要采取有效的防范措施。

3.5 超低强度水下不分散混凝土的施工质量控制

咬合排桩施工主要应用到的施工材料为水下不分散混凝土，该混凝土28d设计强度必须超过2.0MPa。为了控制好混凝土的施工质量，施工时需要注意以下事项：

（1）具体的技术参数：一般来说，在拆除临时围堰设施时，都会对后续的施工产生或多或少的影响，为了将这种影响降到最低，必须应用将强度达到设计标准的混凝土进行施工，并且注意控制混凝土的剩余量应该合理；混凝土具有良好的流动性，在海水潮汐的影响下，其具有不分散、不离析的特点，应用这类混凝土完成浇筑施工的咬合桩的渗透系数不会超过1x10-6cm/s。

（2）针对砼的应用，做好严格的检查和监控：配置专业的工作人员对混凝土的各项性能进行检查，重点检查观感质量和坍落度，保证只有这些性能参数符合设计要求的混凝土才能被投入到施工使用中；正式施工咬合排桩前要先进行试桩，试桩施工时对每辆运输车的混凝土均进行取样，重点检测混凝土的坍落度损失以及混凝土的初凝时间。详细记录数据，以便更好地控制后续大面积咬合排桩的施工质量，确保咬合排桩的止水效果。

4.结束语

随着我国经济发展和城市建设的需要，临海工程不断出现在沿海城市的建设中，其中临海工程施工中围堰止水桩施工是该工程的核心，其质量管控工作更加重要，关乎着工程后期维护使用以及使用寿命，所以做好质量控制将是临海工程中的重中之重。