沿海地区水上灌注桩施工潮汐影响的处理措施.docx

沿海地区水上灌注桩施工潮汐影响的处理措施罗汉光(惠州勘察工程公司 ,广东 惠州 516300)摘 要 :沿海地区水上灌注桩施工除受地质因素影响外 ,还受气候条件的较大影响 ,尤其是潮汐因素的影响更为严重 。对水上灌注桩施工中潮汐的影响进行分析 ,并提出相应的处理措施 。关键词 :水上灌注桩施工 ;潮汐影响 ;处理措施中图分类号 : TU473. 1文献标识码 :B文章编号 :100129235 (2004) 0420032202在近海 、河口港等地带施工的水上灌注桩 , 其工程施工质量除受地质因素影响外 ,还往往受水流流速 、水位 、潮汐的 影响 ,而潮汐对其施工的影响尤其严重 。当潮汐变化 大 时 , 将给水上桩基施工带来极大的破坏力 ,如果采取的处理措施 不适当 ,施工过程中容易出现断锚绳 、钢壳冲歪 、钻孔塌孔等 事故 ,严重影响工程质量和经济效益 。现通过近年来汕头海 湾二桥 、珠海大桥 、榕华大桥 、虎门装卸码头等工程的施工实 践 ,就潮汐对水上灌注桩施工的影响进行分析 , 并提出相应 的处理措施 。1 潮汐对施工准备的影响水上灌注桩施工准备工作包括施工浮台的组装 、定位及 插打钢护筒 。其中潮汐对施工平台 、钢护筒影响较大 ,因此 , 施工准备过程中对施工平台的平稳性和插打钢护筒要求较 严 。1. 1 施工平台的平稳措施 水上施工平台一般由浮箱组成拼装船与固定 、活动梁联结而成 。当潮汐变化大 ,流速超过 2 m/ s 时 ,一般水上施工平 台因其自备 的 锚 重 量 不 够 , 横 向 平 衡 措 施 不 能 满 足 稳 定 要 求 ,因此 ,必须增加大锚 ,防止走锚 ,并且在施工平台的竖向 (即流水方 向) 增 加 混 凝 土 锚 , 以 防 潮 汐 影 响 施 工 平 台 的 平 衡 。1. 2 钢护筒的插打插打钢护筒时 ,应控制好护筒埋设的顶端高度和底端深 度 。控制护筒顶端高度的目的是为了提高孔内水位 ,形成水 头 (孔内与潮水位之差) ,保持孔壁稳定 。护筒的顶端应高出 涨潮时的最高水位 115210 m 以上 ,并采取稳定护筒水头的 措施 ,防止水头波动过大 ,影响孔壁完整 。控制护筒底 端 埋 设深度主要是为了防止护筒内水位较高时 , 护筒脚冒水 , 同 时防止在松软地层中塌孔 ,减少潮汐变化带来的影响 。就孔 壁稳定性而言 ,当孔壁土受到土压力和水压力同时作用时 , 由于地层的环箍效应 ,减少了把孔壁土推向钻孔中心的径向 压力 。而环箍效应由地层土的抗剪强度所决定 ,在松软地层中 ,地层的环箍效应很小 , 所以其地层的孔壁土受到径向压力就大 ,再加上受潮汐变化的影响 , 其孔壁的支护应力变化 大 ,钻进过程中很易造成塌孔埋钻事故 。因此 ,当地层 为 软 土 、淤泥 、砂土等岩土层时 ,应尽可能使护筒底穿越其土层至 少大于 3 m ,以减少潮汐的影响 。对有冲刷影响的河床 ,护筒 底端应埋入局部冲刷线以下不少于 1 . 01 . 5 m ,并在施工过 程中随时测量河床的冲淤 、冲刷变化情况 , 以便及时在护筒 外侧抛填片石 ,增强护筒抗潮汐能力 。2 潮汐对成孔工艺的影响灌注桩水上施工 ,潮汐对成孔过程影响最为突出 。当潮 汐到来时 ,会造成钻孔反向渗漏 ;当潮汐退后 ,钻孔内泥浆面 下降 ,漏失量增大 ,很易造成塌孔并埋钻 。为避免这种 事 故 发生 ,应通过选择成孔方法 、控制水头高度和选择泥浆指标 这三个主要因素进行控制 。2. 1 选择恰当的成孔方法灌注桩施工中 ,成孔方法比较普遍的有两种 : 正 循 环 与 反循环 。反循环与传统的正循环施工相比较 ,具有钻进速度 快 、排 渣 效 果 好 、清 孔 效 果 好 等 优 点 。在 施 工 桩 径 大 于 800 mm 、水头高度大于 2 m 的桩型时 ,采取反循环施工工艺 ,可以 提高钻进效率 ,大大缩短工期 , 这对于工期受潮汐变化影响 的水上灌注桩施工无疑是较为有利的方法 。但在实际施工 过程中 ,根据潮汐的变化情况 ,合理变换成孔方法 ,可以有效 地消除潮汐给钻进带来的影响 。当潮汐到来时 ,水面水位升 高 ,会造成钻孔的反向渗漏 ,而在此时使用反循环钻进 ,就将 会更一步加剧钻孔反向渗漏 ,影响钻进 。因此 ,在潮汐 高 潮 时应采用 正 循 环 钻 进 , 以 减 轻 反 向 渗 漏 的 程 度 。而 在 退 潮 时 ,水面水位下降 ,会造成钻孔的正向渗漏 ,此时应采用反循 环钻进 ,以减轻正向渗漏的程度 。对潮汐稳定期 ( 平潮时) , 宜采用反循环钻进 ,可有效提高钻进效率 ,缩短成孔时间 。2. 2 稳定护筒水头钻进过程中 ,应根据进尺深度 、地层情况 、水面水位变化 情况有效地控制泥浆的液面高度 。当潮汐变化时 ,一般将泥收稿日期 :2004204213作者简介 :罗汉光 ,男 ,广东揭阳人 ,主要从事地质勘察工作 。32浆面保持高于水面的一定高度上 ( 一般 1 . 01 . 5 m ,据现场试验确定) ,稳定护筒水头 ,维持孔壁的稳定是成孔施工的关 键环节 。如地层存在砂夹卵石层等透水层时 ,应将护筒水头 适当降低 。因为此时如提高水头 ,虽然对不透水层有 利 , 但 对于透水地 层 的 孔 壁 , 将 产 生 比 支 护 应 力 大 得 多 的 渗 漏 压 力 ,水头越高 ,渗漏压力越大 ,漏浆量就越大 。孔壁稳定性越 差 ,越易发生塌孔事故 , 因此施工过程中应根据实际情况随 时调整控制泥浆液面 。2. 3 调整泥浆指标通过调整泥浆指标 ,可以有效地减轻潮汐对孔壁稳定性 的影响 。钻进过程中 ,应掌握好潮汐到达的时间和潮高 。潮 汐到达时 ,及 时 提 钻 、停 钻 , 根 据 潮 高 变 化 情 况 及 时 向 孔 补 浆 ,适当加大泥浆的密度和黏度可有效地防止塌孔 , 同时保 持一定的水头高度 , 并注意观察孔内泥浆面 , 随时检测泥浆 指标 ,进行调整 。潮汐退时 ,如浆液漏失严重 ,可采取通过向 漏水层适量投泥球进行堵漏的补救措施 。3 潮汐对混凝土灌注的影响水下混凝土灌注应选择潮汐的稳定期进行 。在 混 凝 土灌注过程中 ,如因意外事故导致灌注时间过长 ,并遇上涨潮 ,灌注将被迫中断 ,此时极易造成断桩事故 。因此 ,除选 择 在 潮汐的间歇期进行水下混凝土灌注施工外 ,还应防止意外事 故发生 ,尽可能提高灌注效率 ,缩短灌注时间 。同时 ,应备有 后备灌注混凝土设施 , 以防不测事故发生时 , 能连续灌注作 业 ,以免遭受到潮汐的影响而造成断桩事故发生 。4 结语综上所述 ,沿海地区水上灌注桩施工因受潮 汐 影 响 , 施 工时首先应稳固水上施工平台 ,采取适当的钢护筒顶端高度 和底端埋设深度 ;其次应适当采用反循环的施工工艺以提高 钻进效率 23 倍 ,缩短成孔时间 ; 此外 , 还 应 根 据 潮 汐 的 变 化 ,合理选择正 、反循环成孔方法 ,有效地减轻和消除潮汐给 钻进带来的严重影响 。只要不断地探索与总结经验 ,采取合理的处 理 措 施 , 是 可以克服潮汐给灌注桩水上施工所带来的影响 ,保证成桩质 量 ,并取得较好的经济效益 。(责任编辑 :李洁莉)(上接第 31 页)施工平台的填筑由低至高分层填筑 ,每层控制在 50cm ,在填 筑过程中将旧堤岸和施工平台之间的水坑填平 ,以免降雨形 成过大的施工平台内外侧水位差 ,对板桩受力不利 ; 在打桩穿过淤泥层时采用熄火打桩 ,进入硬的岩石层时 ,采用低锤打桩 ,尽量避 免 对 淤 泥 产 生 大 的 扰 动 和 过 重 的 锤 击 使 桩 受 损 ;注意打桩顺序 ,避免桩机压在已施打完成的桩上 。图 4 新施工平台结构图 单位 :mm对前两段发生偏移的板桩 ,因其末相互错开 ,仍具备挡土功能 ,只要桩顶凿除至不影响斜桩施工 ,在其两端补桩与 后续施工的板桩形成连续挡土体系即可 。按上述方法实施 ,先后完成了各种长度 (6 m、9 m、12 m、15 m) 板桩的施工 。施工过程中施工平台稳定 , 板桩未出现 偏移现象 ,满足了设计和规范要求 。7 体会a) 结合该段桩基工程的施工 , 认为主体工程不但应该 有一个结构合理 、经济可行的设计方案 ,还应有一个相应的 切实可行的施工措施 。这对工程投资 、质量 、工期控制有时 会起到至关重要的作用 。b) 该段工程水流平缓且位于珠江前航道 ,航运不繁忙 ,而且对河道行洪影响不大 。若河道属行洪主通道 ,且处航运繁忙江段 ,建议不宜采用填筑施工平台这种施工方法 。c) 在深厚淤泥层上填筑施工平台 ,填方较大 ,施工完成 后堤岸外部分又必须挖除 。因此必须考虑填方利用问题 ,否 则工程成本增加较大 。d) 因珠江沿岸陆上至岸边施工交通多不便利 , 预制桩 运输多采 用 水 上 运 输 。填 筑 施 工 平 台 后 , 桩 体 上 岸 难 度 很 大 ,在设计或施工投标时 ,应考虑运输的难度和多次转运的 因素 。致谢 :本文撰写过程中 ,参考了广东省水利水电勘测设 计研究院编制的广州市珠江堤岸整治工程南方面粉厂至原 人民制革厂段设计报告,谨此致谢 。(责任编辑 :李洁莉)33 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/