摘要：文章以广西荔玉高速公路项目车陂江区域含砂富水层桩基施工为例，介绍了钢护筒护壁这一含砂富水层桩基施工工艺，该工艺将钢护筒下沉至中风化岩石上，下穿过流沙层，利用钢护筒作为护壁达到隔离流沙层，支撑桩周土，使其在冲孔过程中不会坍塌，进而保证了桩基成孔及桩基施工质量，同时较其他方法还可以有效降低施工成本，具有极好的应用推广价值。
关键词：含砂富水层；桩基；钢护筒；护壁；流沙
引 言：
目前对于含砂富水层桩基施工比较好的施工工艺有帷幕注浆法、钢护筒护壁法、本项目车陂江大桥全长308m，采用跨径10×30m，桥梁上部结构采用预应力砼T梁，先简支后连续，下部构造桥墩采用双圆柱墩、桩基础；桥台采用肋板台，桩基础。该桥跨越车陂江，此处地质情况比较复杂，现场利用冲孔钻机进行钻孔时由于靠近车陂江周边区域的水位较浅、存在较厚的松散粗砂层（流砂层），最终导致大量塌孔，造成此处施工进度停滞。为保证项目如期完工，考虑经济性、技术难易程度等因素我部决定采用长钢护筒护壁法对桩周土进行支护和隔离，达到防治桩周土坍缩、止水和控制流砂的目的。
1 工程概况
1.1 地质条件
9#墩桩基地层结构由三部分组成：杂填土，厚度1m左右、粉质黏土，厚度2m左右、粗砂，厚度4.2m左右，粗砂下为中风化灰岩持力层。
1.2 桩基尺寸
以该桥9#墩桩基为例，桩基础采用φ1.8m桩径，左幅桩长25m，右幅桩长20m。
1.3 桩基布置图
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图2-1 桩基平面布置图
1.4 施工中存在的难题
由于施工区域位于车陂江附近，水位较浅，地下水与车陂江水因贯通而相辅相成，桩基区域地层中含砂率过高，在桩基冲孔过程中易导致泥浆护壁失效，进而造成塌孔。
前期桩基钻孔主要是由于地下涌水、流砂造成塌孔埋钻，使得钻孔失败。此处桩基施工类似于这种水压力大、施工中出现流砂、塌孔的现象比较普遍，本部决定采用长钢护筒护壁法施工，寻求解决上述问题的解决方法。
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图2-2 桩基孔位处塌方（护筒陷落，钻头埋置）
2 钢护筒护壁法施工
2.1 施工工艺流程
在钢护筒插打之前，先利用挖机将塌陷的护筒捞出，然后采用土回填至原地面位置处，之后进行长护筒的插打。
护筒插打之前需根据设计图纸处初步确定基岩位置及深度，由实测原地面标高确定所需钢护筒的长度，经测量放样确定桩位，利用吊车将钢护筒吊放就位，并利用振动锤将钢护筒插打至基岩处后即可进行正常桩基冲孔。
2.2 施工操作要点
2.2.1钢护筒
钢护筒采用定制钢护筒委托加工厂加工，护筒壁厚8mm，根据桩径确定护筒直径2m，根据桩底设计标高和原地面标高确定护筒总长13m。考虑避免护筒运输过程中可能出现变形，在护筒顶口、中间位置和底口吊耳位置各设置一道米字形型钢支撑。
表3-1 护筒及流沙层标高参数
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2.2.2施工机械选取
根据护筒施工工艺，本部确定选取1412C振动锤（液压振动锤）和50t履带吊配合作为护筒插打所用主要机械。
2.2.3护筒位置监测
为确保钢护筒在插打过程中不会偏位导致桩孔歪斜，在钢护筒周边埋置定位桩，通过拉线的方式加大护筒位置准确与否的监测，确保钢护筒垂直插打。
2.2.4钢护筒沉放
钢护筒沉放前利用挖机进行开挖捞出锤头，之后进行回填土至原地面标高位置，这过程中需对回填土进行碾压，确保填土密实，避免后续插打钢护筒或冲孔时桩周土坍缩，造成对钢护筒的不均匀挤压从而导致护筒歪斜。
待锤头捞出、填土碾压密实后采用振动锤将钢护筒进行沉放施工，钢护筒就位后在插打前取下内支撑，使用履带吊起吊振动锤并将夹具与钢护筒连接，从而进行钢护筒的插打施工，先进行点振，之后再进行连续振设，确保钢护筒平稳匀速缓慢下沉，直至钢护筒被沉放至设计标高。在钢护筒插打过程中应根据地质情况的不同选择合适的冲程进行冲进，插打过程中要严格检测、控制钢护筒垂直度，确保钢护筒准确就位，以保证后续桩基准确施工。
施工注意事项：
①振动时长应根据机械、地质情况的不同进行相应的变化，一般不宜超过10～15min，这是由于每次振动时间不足，土结构不能被破坏，护筒无法下沉，若振动时间过长，振动锤易收到损坏或护筒底口易出现卷边；
②护筒下沉过程中应严格控制护筒下沉速度，下沉速度过快，护筒易偏斜，下沉速度过慢，护筒下沉过程中易收到障碍物阻碍护筒下沉；
③护筒插打尽量缩短间隔时间，防止停顿时间过长导致桩周土摩阻力恢复阻碍护筒进一步插打；
④钢护筒插打过程中应严格控制护筒平面位置和垂直度偏差，加大监测频率，确保护筒插打位置、垂直度均满足规范要求。
为保证桩基施工质量与进度，本部护筒需穿过流沙层，埋置于中风化灰岩上，故如实际地质情况与设计不符时应根据实际地址情况对钢护筒进行相应的削短或加长，确保钢护筒能够较好的埋置于中风化岩层。
结 论：
该施工工艺已在荔玉路车陂江大桥桩基施工中试用，经过现场实际施工检验取得的成果如下：
（1）钢护筒护壁法施工有效支护了流沙层，避免了桩基冲孔过程中流沙层坍缩导致桩孔坍塌的发生；
（2）钢护筒护壁法对周围环境减少了污染；
（3）钢护筒护壁法施工桩基成桩质量较好，可以满足规范要求；
（4）钢护筒护壁法在施工完成后可以对钢护筒进行回收再次利用或者进行处理，有一定的残余价值，较其他施工方法更为经济。
自实际施工效果来看该项施工工艺不仅可以有效保证桩基施工质量、安全环保、成本控制方面均有较为突出的优势，可以为后续相同或相似项目提供一定的借鉴和指导。
参考文献：
[1]郑永涛，李丹.富水破碎地层超长大直径桩基塌孔的处治方法.中国高新科技，2019，12：65-67.
[2]邵文勇，沈世成.管节式钢护筒在桩基穿越富水岩溶施工中的应用，2017，2：99-101.
[3]杨波，杨转运，廖渭阳.帷幕注浆法在富水地层桩基施工中的应用，2006，1：40-43，
论文作者:郭招群
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/5
标签：桩基论文; 冲孔论文; 标高论文; 水层论文; 流砂论文; 位置论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第29期论文;