珠海资源综合利用项目桩基工程施工难点及对策

何德源

摘要：本文结合珠海资源综合利用项目粉煤灰分选及磨细工程区桩基工程冲孔灌注桩施工实例，分析沿海地区灌注桩施工难点及应对对策，为以后施工提出可靠参考借鉴。

关键词：冲孔灌注桩；施工难点；气举反循环工艺

1.工程概况

项目位于珠海市金湾区南水镇南水半岛西南端石门咀至十八螺咀地段，高栏港经济区装备制造区电厂路西侧靠南三角地块，占地总面积约为85000m²。

本次桩基工程范围包括：珠海资源综合利用项目粉煤灰分选及磨细工程厂区范围内的所有需要打桩的单体的桩基工程（不包括试验桩工程和桩基检测），桩基形式为普通冲孔灌注桩，冲孔钢筋混凝土灌注桩直径为φ1000mm、φ1200mm，单根有效桩长约50m～64m。

2.工程地质条件

拟建场地陆域原为一片滩涂，现为围海人工堆填区，地表为人工填土层，陆域钻孔孔口标高介于2.40m～3.09m，陆域钻孔孔口标高介于-2.25m～-3.25m，地面起伏不大。场地地貌单元属台地及滨海的潮间带。根据本场地周边珠海金湾电厂地质调查资料，本场地内无区域性大断裂通过，分布于区内小断层和节理是场地内两种构造不连续面。根据资料显示，这些断裂规模不大，为地表浅层断裂，未见明显的第四纪活动迹象。场地内发育的小断层均被第四系所覆盖，覆盖层没有受到错动、扰动或滑塌，说明这些断层自第四纪以来没有活动，属于非全新活动断裂，可不考虑其对厂址稳定性的影响。

据钻探揭露，场地地层为第四系素填土层、第四系海相沉积层、泥盆系春湾组粉砂岩及燕山期花岗岩。

3.施工难点

（1）场区为围海人工推填区，地表为人工堆土层，上部为一层厚度达2m～8m的填石，填石层中施工冲孔灌注桩容易产生漏浆、塌孔等情况，如何顺利穿过填石层，并避免出现漏浆、塌孔等孔内事故，是本工程施工的重点、难点。

（2）冲孔灌注桩施工需穿过人工填石层、淤泥及砂层等软弱土层，成孔后容易发生孔壁坍塌、缩径等孔内事故，从而影响成桩的质量及施工效率。如何采用合理可行的护壁工艺，确保孔壁稳固，亦是本工程施工的重点、难点。

（3）冲孔灌注桩要求进入微/中风化岩约大于0.5m，桩长约50m～64m，成桩时间长，桩孔内沉渣多，如何能确保桩孔底干净以保证桩端承载力，亦是本工程施工的重点、难点。

（4）本工程混凝土灌注量多达30000m²，根据灌注桩工程施工经验，如果不采取有效的泥浆处理措施，使泥浆能够重复使用，灌注桩施工产生的废弃浆量约为成孔方量的3倍，即本工程施工將产生的废弃泥浆多达90000m²，在短期内如何处理大量的废弃泥浆，是本工程施工的重点、难点。

（5）冲孔灌注桩施工后大量空桩的存在，如果不及时进行处理，不仅会影响相邻工程桩的施工，而且也是一个极大的安全隐患，如何处理施工后大量的空桩，也是本工程施工的重点、难点。

4.应对对策

（1）施工场区广泛分布厚2m～8m填石层，根据已施工完成的“中海油电厂钻孔灌注桩（广东省珠海市高栏港经济区）”及其他类似工程的施工经验，该填石层对冲孔桩施工影响较大，容易造成漏浆、塌孔等孔内事故。施工前根据地质资料，按填石层的厚度及埋深进行分区，再分区采取相应处理措施。对于填石厚度小于3m的区域，每桩开工前，先用挖掘机清除块石，然后埋设钢护筒。对于填石层厚度大于3m的区域，直接采用冲桩机冲击钻进。

在场区内准备充足的黏土，当桩孔漏浆或塌孔时，及时向桩孔内回填黏土并进行复冲，回填的黏土在冲锤冲击挤压的作用下，能有效地加固孔壁，防止漏浆和塌孔。

（2）对于填石层部分采用先清障再埋设钢护筒或回填黏土复冲的方法进行处理，可解决其护壁问题。对于下部淤泥、砂等软弱松散土层，采用正循环泥浆护壁，施工过程中，控制好泥浆的参数，对泥浆比重、含砂率等各项参数应经常随机抽检监控。另外，钻进过程中，保持泥浆正循环，泥浆的液面控制在孔口以下50cm左右，当出现漏浆时及加大泥浆泵入量，并采取回填黏土复冲等方法加以解决。

场区地层造浆能力较差，因此，前期采用优质泥粉造浆，施工过程中，采用泥浆分离处理器进行泥浆处理，使泥浆能重复使用，并保证泥浆的各项参数综合要求。

（3）由于场区地层中含较多砂层，且冲击破碎花岗岩会产生很多岩屑，桩孔成孔后，如果清孔不好孔底沉渣多，将直接影响工程桩的承载力。为解决这一问题，采用以下清孔工艺：

①本工程所有桩径为φ1000mm、φ1200mm，桩径较大，冲孔钻进过程中采用正循环泥浆护壁，终孔后采用正循环泥浆清孔工艺进行清孔，基本可保证桩底沉渣厚度满足设计及相关规范要求。

②如果局部桩孔因砂层较厚或由于花岗岩层冲击破碎后残留的岩屑颗粒较大，导致桩孔内残留大量的钻渣甚至会有岩石碎块，采用正循环泥浆清孔工艺难以保证清渣效果，采用气举反循环清孔工艺。

气举反循环工艺由于排渣能力强，特别适用于桩底沉渣多、钻渣粒径较大的大直径工程桩的清孔，但常规气举反循环清孔工艺也存在以下的不足：首先由于孔内泥浆快速排出，会使桩孔内泥浆液面瞬间下降，泥浆液面高度不稳定，容易使孔壁发生坍塌，其次，由于气水混合物快速上升，会对孔壁造成冲刷，从而影响孔壁的稳定性，因此，一直以来在软弱松散地层条件下，一般不采用气举反循环清孔工艺。经过多年的摸索，我们对常规的气举反循环清孔工艺进行改进，现已用注浆导管加工成气举反循环清渣系统，下人注浆导管后即可用导管进行气举反循环洗孔，通过该系统，气水混合物全部由导管内排出，不影响孔口泥浆补给，既可保持桩孔泥浆液压高度的稳定又成功地避免了气水混合物对孔壁的冲刷。清孔过程中，经过沉淀处理的优质泥浆不断地由孔口补给，孔底沉渣及岩屑等在排渣导管负压的作用下不断地被吸入排渣导管内，并在气水混合物的推动下由排渣导管排出孔外，从而形成反循环的过程。

③采用泥浆分离处理器对泥浆进行分离处理，预先清除悬浮在泥浆中的砂粒，采取此种方法，可将泥浆中的砂粒绝大部分清除，确保用于清孔的泥浆含砂量符合规范要求。

（4）为了妥善处理好灌注桩施工的废弃泥浆，减少泥浆排放，现场需进行泥浆处理，场区内共设置2个大型泥浆池，桩孔中的泥浆进行处理后，再抽回到桩孔中循环使用，减少了泥浆的排放量，既有利于现场文明施工管理和环境保护，同时也解决了短期内大量泥浆难以排放的问题。

（5）空桩处理。本工程冲孔灌注桩均由现地面开始施工，灌注桩桩顶标高约为-2.00m～-3.00m，各桩成桩后均有一定的空桩。本工程共有377根灌注桩，局部区域基础桩分布较为密集。

为确保工程桩成桩质量及施工安全，每根工程桩在桩芯混凝土灌注完成后，立即用钢筋网片或盖板封闭孔口，并在孔口周边设置钢管围栏。桩芯混凝土终凝后，立即采用砖渣、碎石及砂土等对桩孔进行回填处理，直至填平至现地面。

5.结语

珠海资源综合利用项目粉煤灰分选及磨细工程厂区桩基工程冲孔灌注桩施工过程中遇到了很多施工难点，但经过不断尝试、经验总结，保质保量完成了任务，该工程的顺利施工，对今后类似地区的生产施工具有指导意义。