论文部分内容阅读
[摘要]通过对盐田港2.5万吨码头高喷灌浆工作的总结介绍，希望达到提高高喷灌浆，特别是在巨厚抛填石层海水贯通等复杂的工程地质条件下的工程施工水平。
[关键词]概况 成孔 搭台 堵漏
中图分类号：TS3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910086－01
一、前言
深圳盐田港2.5万吨码头始建于上个世纪90年代，码头为采用方块的重力式结构，其基础为抛石基床，由于当时清基不彻底，加上港口业务量猛增的原因，致使码头出现持续下沉，特别是平面位移较大，使用安全隐患很大。2003年8月至2004年6月，受业主盐田国际集装箱码头有限公司的委托，我司对该码头进行了维修，其中核心工作就是对基础进行高压旋喷灌浆加固。
二、工程施工
（一）成孔
由于陆上回填层很厚且块石粒径很大，原计划采用勘探常用的小钻机根本无法成孔，几经周折最终采用进口跟管钻机和小钻机相结合的办法，在后面有详细的介绍。海上孔位处因抛石层较薄且粒径较小，施工时采用在海上平台上架小钻机套管成孔，海上平台搭设见后。
（二）旋喷施工
（1）工艺流程
本次采用的浆气二重管高压旋喷灌浆工艺，是在预先成好的钻孔中下入二重管喷具，高压泵及空压机通过该喷具将高压水泥浆液和压缩空气送入喷具底部的喷头，再沿水平方向同轴喷出切割土体。二重管喷具在台车的带动下边旋转边提升形成了一个个圆柱状水泥土固结体，从而达到加固软弱层的目的。
（2）施工参数
终孔直径：Φ110mm
浆液压力：30mpa
浆液流量：60～80L/min
气体流量：0.8～1.5m3/min
水灰配比：1:1～0.8:1
浆液比重：1.5～1.6g/cm3
提升速度：10～12cm/min
旋转速度：8～10w/min
特殊情况，作特殊处理。
（3）完成工作量
陆域累计完成高喷灌浆工程量7635.64延米，海域累计完成6536.84延米，该工程共完成14172.48延米，灌入水泥共计7369吨。
三、特殊技术处理
本工程的施工主要有陆域巨厚抛填石成孔、海上施工和海水貫通地层三大难点，针对这三项难点采取了一系列技术措施。总结这些措施可以简单地归结为土洋结合成孔、搭台海上施工和投凝并用堵漏这样三句话。
（一）土洋结合成孔
在20多米的抛填石中成孔，在勘察阶段上是采用大管套小管金刚石钻进的蛮办法实现的，即开孔用φ168mm金刚石钻具开孔，钻不动时改换φ146mm金刚石钻进，如法炮制，直至抛石层钻穿。这里称为“土”法施工。这种“土”法施工成本极高而工效极低，往往一个星期甚至一个月才能完成一个孔。
所谓“洋”的办法，是本次采用了较为先进的MK-900高风压跟管钻进工艺，使用这种设备配备φ146mm钻具及套管，顺利的情况下，每分钟钻进可以达到1米。不足的是遇到软弱层或遇到抛填石中有钢筋的情况是时无法钻进。
本工程中采用两种工艺相结合的方法进行陆上灌浆成孔，上部抛填石层中主要以MK-900跟管钻进的方法；下部残积土、全风化中以普通地质钻机钻进。当上部跟管钻进过程中遇到地层中混填了钢筋等复杂成分难以达到目的时，由普通地质钻机换下跟管钻机，在原跟管工艺留下的套管中用金刚石钻具钻穿余下的地层。
（二）搭设海上平台
海侧布置了两排旋喷桩，原计划租用轮船搭设平台，这样不仅成本费用高，而且轮船随潮汐或海上风浪晃动，不利于施工。
本次用14#工字钢和φ50mm钢管作成三角架，将其固定在码头侧壁和码头面上搭成海上平台，成孔、灌浆施工均在平台上进行，在钢架平台上施工不受天气、海潮影响，保证了工期及施工质量。
（三）投凝并用堵漏
由于海水随潮起潮落往复冲刷，码头前沿混凝土挡块底部附近的抛填石势必形成有较大的空隙(-13.00～-15.00标高)，灌注的水泥浆液也将在这里漏失。实际上，高喷的起灌深度是大于漏浆区的，因此，下部高喷灌浆所产生的返浆多数都充填到了漏浆位置，个别孔中出现喷到漏浆位置还不返浆时，就应该采取措施，以保证旋喷桩不出现断桩或空顶的现象发生。
本次采取措施中的“投”是指孔口投砂，主要是将冲击钻进时返出孔口的石渣加以保存，当出现高喷至漏浆位置仍无返浆时，应停止提升喷杆原地喷注，同时，将孔口备好的石渣投向孔内直至返浆。漏浆通道过大，通过孔口投砂也不能解决问题时，插管灌入水玻璃速凝剂，同时，投砂和原地灌浆工作仍继续进行，直到孔口开始返浆再
上提喷灌。用速凝剂帮助凝固返浆就是本次简称为“凝”的方法。
四、成果检测及加固效果
工程施工的过程中及单元工程完工后委托有资质的第三方单位进行了钻孔抽芯及标贯试验检测（检测比例达到总孔数的5%）。钻孔抽芯布置在偏离桩中心45cm处和100cm处，前者主要检测旋喷桩的连续性及桩身抗压强度，后者主要检测经加固后桩周土承载力的提高情况。检测结果表明，旋喷桩连续完整，其芯样抗压强度最高达13Mpa，最低2.4Mpa，平均抗压强度大于5Mpa。桩间土承载力也得到提高，从210Kpa～230Kpa普遍提高到320Kpa以上。
沿码头前沿均匀布置有24个沉降及位移观测点，在施工及完工后一段时间内对各点进行观测，观测资料数据显示，施工期间由于地层受到扰动，码头加大向海侧位移，之后位移量减少，直至稳定。
从钻孔抽芯及标贯试验检测结果和沉降位移观测资料可以看出高压悬喷对码头基础的加固作用是明显的，达到了设计预期的效果.高压悬喷按质按期胜利完成标志着码头加固维修工程取得了关键性的胜利，也为后序施工奠定了坚实的基础，确保了整个项目的顺利完工并投入使用。
五、结束语
通过本项目悬喷桩加固地基的施工，笔者认为在类似项目施工时需要注意几点：1．根据不同项目的实际特点和地质条件选择合适的成孔工艺和施工方案。2．在施工过程中注意施工顺序，应间隔孔位进行，切忌集中施工，并控制施工速率。3．加强沉降位移监测，如发现异常立即放缓或暂停施工。
[关键词]概况 成孔 搭台 堵漏
中图分类号：TS3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910086－01
一、前言
深圳盐田港2.5万吨码头始建于上个世纪90年代，码头为采用方块的重力式结构，其基础为抛石基床，由于当时清基不彻底，加上港口业务量猛增的原因，致使码头出现持续下沉，特别是平面位移较大，使用安全隐患很大。2003年8月至2004年6月，受业主盐田国际集装箱码头有限公司的委托，我司对该码头进行了维修，其中核心工作就是对基础进行高压旋喷灌浆加固。
二、工程施工
（一）成孔
由于陆上回填层很厚且块石粒径很大，原计划采用勘探常用的小钻机根本无法成孔，几经周折最终采用进口跟管钻机和小钻机相结合的办法，在后面有详细的介绍。海上孔位处因抛石层较薄且粒径较小，施工时采用在海上平台上架小钻机套管成孔，海上平台搭设见后。
（二）旋喷施工
（1）工艺流程
本次采用的浆气二重管高压旋喷灌浆工艺，是在预先成好的钻孔中下入二重管喷具，高压泵及空压机通过该喷具将高压水泥浆液和压缩空气送入喷具底部的喷头，再沿水平方向同轴喷出切割土体。二重管喷具在台车的带动下边旋转边提升形成了一个个圆柱状水泥土固结体，从而达到加固软弱层的目的。
（2）施工参数
终孔直径：Φ110mm
浆液压力：30mpa
浆液流量：60～80L/min
气体流量：0.8～1.5m3/min
水灰配比：1:1～0.8:1
浆液比重：1.5～1.6g/cm3
提升速度：10～12cm/min
旋转速度：8～10w/min
特殊情况，作特殊处理。
（3）完成工作量
陆域累计完成高喷灌浆工程量7635.64延米，海域累计完成6536.84延米，该工程共完成14172.48延米，灌入水泥共计7369吨。
三、特殊技术处理
本工程的施工主要有陆域巨厚抛填石成孔、海上施工和海水貫通地层三大难点，针对这三项难点采取了一系列技术措施。总结这些措施可以简单地归结为土洋结合成孔、搭台海上施工和投凝并用堵漏这样三句话。
（一）土洋结合成孔
在20多米的抛填石中成孔，在勘察阶段上是采用大管套小管金刚石钻进的蛮办法实现的，即开孔用φ168mm金刚石钻具开孔，钻不动时改换φ146mm金刚石钻进，如法炮制，直至抛石层钻穿。这里称为“土”法施工。这种“土”法施工成本极高而工效极低，往往一个星期甚至一个月才能完成一个孔。
所谓“洋”的办法，是本次采用了较为先进的MK-900高风压跟管钻进工艺，使用这种设备配备φ146mm钻具及套管，顺利的情况下，每分钟钻进可以达到1米。不足的是遇到软弱层或遇到抛填石中有钢筋的情况是时无法钻进。
本工程中采用两种工艺相结合的方法进行陆上灌浆成孔，上部抛填石层中主要以MK-900跟管钻进的方法；下部残积土、全风化中以普通地质钻机钻进。当上部跟管钻进过程中遇到地层中混填了钢筋等复杂成分难以达到目的时，由普通地质钻机换下跟管钻机，在原跟管工艺留下的套管中用金刚石钻具钻穿余下的地层。
（二）搭设海上平台
海侧布置了两排旋喷桩，原计划租用轮船搭设平台，这样不仅成本费用高，而且轮船随潮汐或海上风浪晃动，不利于施工。
本次用14#工字钢和φ50mm钢管作成三角架，将其固定在码头侧壁和码头面上搭成海上平台，成孔、灌浆施工均在平台上进行，在钢架平台上施工不受天气、海潮影响，保证了工期及施工质量。
（三）投凝并用堵漏
由于海水随潮起潮落往复冲刷，码头前沿混凝土挡块底部附近的抛填石势必形成有较大的空隙(-13.00～-15.00标高)，灌注的水泥浆液也将在这里漏失。实际上，高喷的起灌深度是大于漏浆区的，因此，下部高喷灌浆所产生的返浆多数都充填到了漏浆位置，个别孔中出现喷到漏浆位置还不返浆时，就应该采取措施，以保证旋喷桩不出现断桩或空顶的现象发生。
本次采取措施中的“投”是指孔口投砂，主要是将冲击钻进时返出孔口的石渣加以保存，当出现高喷至漏浆位置仍无返浆时，应停止提升喷杆原地喷注，同时，将孔口备好的石渣投向孔内直至返浆。漏浆通道过大，通过孔口投砂也不能解决问题时，插管灌入水玻璃速凝剂，同时，投砂和原地灌浆工作仍继续进行，直到孔口开始返浆再
上提喷灌。用速凝剂帮助凝固返浆就是本次简称为“凝”的方法。
四、成果检测及加固效果
工程施工的过程中及单元工程完工后委托有资质的第三方单位进行了钻孔抽芯及标贯试验检测（检测比例达到总孔数的5%）。钻孔抽芯布置在偏离桩中心45cm处和100cm处，前者主要检测旋喷桩的连续性及桩身抗压强度，后者主要检测经加固后桩周土承载力的提高情况。检测结果表明，旋喷桩连续完整，其芯样抗压强度最高达13Mpa，最低2.4Mpa，平均抗压强度大于5Mpa。桩间土承载力也得到提高，从210Kpa～230Kpa普遍提高到320Kpa以上。
沿码头前沿均匀布置有24个沉降及位移观测点，在施工及完工后一段时间内对各点进行观测，观测资料数据显示，施工期间由于地层受到扰动，码头加大向海侧位移，之后位移量减少，直至稳定。
从钻孔抽芯及标贯试验检测结果和沉降位移观测资料可以看出高压悬喷对码头基础的加固作用是明显的，达到了设计预期的效果.高压悬喷按质按期胜利完成标志着码头加固维修工程取得了关键性的胜利，也为后序施工奠定了坚实的基础，确保了整个项目的顺利完工并投入使用。
五、结束语
通过本项目悬喷桩加固地基的施工，笔者认为在类似项目施工时需要注意几点：1．根据不同项目的实际特点和地质条件选择合适的成孔工艺和施工方案。2．在施工过程中注意施工顺序，应间隔孔位进行，切忌集中施工，并控制施工速率。3．加强沉降位移监测，如发现异常立即放缓或暂停施工。