碼頭嵌巖灌注樁施工方案一、工程概況1.1工程簡介本工程位于南海北部灣欽州灣水域，為30萬噸級油碼頭接岸工程的關(guān)鍵組成部分，采用嵌巖灌注樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。工程包含53個獨立墩臺，分為甲、乙、丙、丁四種型號，其中甲、乙、丙型墩臺各含4根灌注樁，丁型含6根，總計220根。樁體直徑均為Φ2000mm，樁長32~61m，樁身混凝土等級C35，主筋保護(hù)層厚度120mm，采用HPB300和HRB400鋼筋，內(nèi)置12條Q235BI14工字鋼通長布置，[10環(huán)形槽鋼間距2m一道。甲型樁（16根）與乙型樁（204根）的差異在于主筋數(shù)量及預(yù)留鋼筋長度。1.2地質(zhì)與環(huán)境條件地質(zhì)特征：表層為砂混貝殼層（松散，厚0.5~1.2m），其下為淤泥混砂及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（厚1.5~3.8m，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)<2擊）；中部為粗礫砂混粘性土（厚2.5~5.6m，擊數(shù)11~23擊）及粉質(zhì)粘土層（厚1.8~4.2m，擊數(shù)28~45擊）；下部為殘積砂質(zhì)粘性土（厚0.8~3.5m）及強風(fēng)化砂質(zhì)泥巖（厚1.2~8.5m，擊數(shù)>50擊），基巖為中風(fēng)化凝灰?guī)r，單軸抗壓強度65~101MPa，局部達(dá)150MPa。環(huán)境條件：季風(fēng)顯著：5~8月多偏南風(fēng)，10月至次年3月多偏北風(fēng)，7~9月臺風(fēng)頻發(fā)，平均每年2~4次；潮汐：最大潮差5.8m，施工水位-2.3~3.5m；周邊設(shè)施：距既有30萬噸級碼頭1.2km，施工區(qū)域需預(yù)留50m寬通航通道。1.3工程目標(biāo)質(zhì)量目標(biāo)：符合《水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JTS257-2018，分項工程合格率100%，樁基Ⅰ類樁比例≥95%；工期目標(biāo)：220根樁總工期180天，平均成樁效率1.2根/天；安全目標(biāo)：零重傷、零海損、零機損，船舶作業(yè)安全距離≥50m。二、施工總體部署2.1施工流程施工準(zhǔn)備→平臺搭設(shè)→樁位測量→鉆孔成孔→清孔→鋼筋籠安裝→混凝土灌注→樁頭處理→質(zhì)量檢測2.2施工平臺設(shè)計采用鋼管樁支撐式平臺，具體參數(shù)如下：支撐樁：Φ800mm×12mm螺旋鋼管，單樁長25m，入土深度≥18m，每榀排架設(shè)4根支撐樁；主梁：2[32b槽鋼（背向組合），間距3m；分配梁：I20工字鋼，間距1.5m；面板：10mm厚花紋鋼板，邊緣設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿。平臺承載力按30kN/m2設(shè)計，鉆機作業(yè)區(qū)域增設(shè)20mm厚鋼板加固。2.3設(shè)備配置設(shè)備類型型號規(guī)格數(shù)量用途鉆孔設(shè)備WIRTH-B6型液壓鉆機4臺嵌巖斜樁成孔IHI-L3B型鉆機2臺直樁成孔清孔系統(tǒng)15m3/min空壓機6臺反循環(huán)清渣SPS-150射流水泵3臺水射流輔助清孔鋼筋籠加工設(shè)備GZ-4000鋼筋彎曲機2臺主筋加工JQ-500切斷機2臺鋼筋切斷混凝土設(shè)備HZS90攪拌站1座混凝土拌制Φ300mm導(dǎo)管（3m/節(jié)）8套水下混凝土灌注測量設(shè)備TrimbleR9GPS接收機2臺樁位定位（精度±10mm）船舶設(shè)備200t起重船1艘設(shè)備及鋼筋籠吊裝1500m3/h絞吸挖泥船1艘施工區(qū)疏浚三、關(guān)鍵施工工藝3.1鉆孔成孔施工3.1.1直樁施工（乙型樁）鉆進(jìn)工藝：采用沖擊鉆進(jìn)法，鉆頭直徑Φ2100mm（超挖100mm），泥漿護(hù)壁（比重1.2~1.4，粘度22~28s）；松散層采用“低錘密擊”，沖程1~1.5m；基巖層沖程提高至2~3m，每小時沖擊120~150次。嵌巖控制：進(jìn)入強風(fēng)化巖層后，每0.5m取樣驗證，中風(fēng)化巖面以巖樣單軸抗壓強度≥65MPa為判定標(biāo)準(zhǔn)；終孔嵌巖深度≥3m，孔底沉渣≤50mm。3.1.2斜樁施工（甲型樁）設(shè)備選擇：采用德國WIRTH-B6型座頂式液壓鉆機，扭矩95kN·m，鉆桿傾斜角度與設(shè)計樁斜率一致（1:5~1:8）；鉆進(jìn)控制：鉆桿安裝穩(wěn)定器（每10m一道），采用“加壓-回轉(zhuǎn)”復(fù)合鉆進(jìn)，鉆壓15~20kN，轉(zhuǎn)速15~20r/min；排渣系統(tǒng)：壓縮空氣反循環(huán)，風(fēng)壓0.6~0.8MPa，風(fēng)量15m3/min，確保巖渣粒徑≤50mm。3.2鋼筋籠制作與安裝加工要求：主筋采用直螺紋連接（Ⅰ級接頭，抗拉強度≥400MPa），同一截面接頭率≤50%；工字鋼與主筋焊接采用E5015焊條，焊縫長度≥10d（d為主筋直徑），環(huán)形槽鋼與工字鋼交點滿焊。吊裝工藝：鋼筋籠分2~3節(jié)制作，單節(jié)長12~15m，采用200t起重船雙吊點吊裝（吊點設(shè)在槽鋼加強圈處）；節(jié)段連接時，采用導(dǎo)向桿定位，軸線偏差≤10mm，焊接完成后補涂防銹漆（干膜厚度≥80μm）。3.3水下混凝土灌注配合比設(shè)計：水泥用量420kg/m3，砂率42%，粉煤灰摻量15%，外加劑采用聚羧酸系高效減水劑（摻量1.2%），初凝時間≥8h，坍落度200±20mm。灌注工藝：導(dǎo)管采用Φ300mm無縫鋼管，絲扣連接，使用前進(jìn)行水密性試驗（壓力0.6MPa，保壓30min無滲漏）；首批混凝土量≥3.5m3，導(dǎo)管埋深控制2~6m，灌注速度≥0.5m/min，超灌高度1.2m（鑿除后樁頂混凝土強度≥設(shè)計值90%）。四、質(zhì)量與安全控制措施4.1質(zhì)量保證措施成孔質(zhì)量控制：孔位偏差≤50mm，傾斜度≤1/200，孔徑允許偏差+50mm~-20mm；每樁鉆孔過程留存巖樣3組（松散層、強風(fēng)化層、中風(fēng)化層各1組），巖樣抗壓強度試驗合格率100%?；炷临|(zhì)量控制：每50m3混凝土制作試塊3組（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d），抗?jié)B等級≥P8；采用超聲波檢測樁身完整性，Ⅰ類樁比例≥95%，無Ⅲ類及以下樁。4.2安全防護(hù)措施水上作業(yè)安全：施工平臺設(shè)置救生圈（間距10m）、救生衣存放箱及應(yīng)急照明系統(tǒng)（連續(xù)照明≥72h）；臺風(fēng)預(yù)警發(fā)布后12h內(nèi)完成設(shè)備錨固（鉆機移至平臺中部，鋼絲繩八字形固定），人員撤離至陸域安全區(qū)。設(shè)備安全管理：鉆機定期檢查液壓系統(tǒng)（每周1次），鋼絲繩磨損量>10%時立即更換；用電設(shè)備采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝浪涌保護(hù)器（動作電流≤30mA）。4.3環(huán)境保護(hù)措施施工船舶設(shè)置油水分離器（處理能力0.5m3/h），嚴(yán)禁含油污水直排；鉆孔泥漿經(jīng)三級沉淀池處理（總?cè)莘e500m3），清渣采用密閉罐車運輸至指定消納場；樁基施工噪聲控制在晝間≤70dB、夜間≤55dB，敏感區(qū)域設(shè)置聲屏障（降噪量≥25dB）。五、施工進(jìn)度計劃前期準(zhǔn)備（15天）：平臺搭設(shè)、設(shè)備進(jìn)場調(diào)試、測量控制網(wǎng)布設(shè)；成孔施工（120天）：4臺鉆機并行作業(yè)，日均成孔1.8根，優(yōu)先施工淺水區(qū)樁位；鋼筋籠制作與安裝（與成孔同步）：2個加工班組，日均完成2.5個鋼筋籠；混凝土灌注（100天）：按成孔完成順序跟進(jìn)，單樁灌注時間≤4h；驗收與清理（20天）：樁身檢測、平臺拆除、場地恢復(fù)。計劃總工期180天，關(guān)鍵線路為：平臺搭設(shè)→基巖鉆進(jìn)→鋼筋籠安裝→混凝土灌注，設(shè)置3個備用鉆機應(yīng)對設(shè)備故障，雨季（5~6月）預(yù)留10天工期緩沖。六、應(yīng)急預(yù)案坍孔處理：松散層坍孔時，立即提鉆并回填粘土至坍孔面以上2m，采用低沖程（0.5~1m）重新鉆進(jìn)；基巖段坍孔，采用Φ200mm鋼管跟進(jìn)護(hù)壁，管內(nèi)灌注C25早強混凝土（初凝