1、按承台位置的高低分

①高承台桩基础——承台底面高于地面，它的受力和变形不同于低承台桩基础。一般应用在桥梁、码头工程中。

②低承台桩基础——承台底面低于地面，一般用于房屋建筑工程中。

2、按承载性质不同

①端承桩——是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不计。

②摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用，将上部荷载传递扩散于桩周围土中，桩端土也起一定的支承作用，桩尖支承的土不甚密实，桩相对于土有一定的相对位移时，即具有摩擦桩的作用。

3、按桩身的材料不同

①钢筋混凝土桩

可以预制也可以现浇。根据设计，桩的长度和截面尺寸可任意选择。

②钢桩

常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大，起吊、运输、沉桩、接桩都较方便，但消耗钢材多，造价高。我国目前只在少数重点工程中使用。如上海宝山钢铁总厂工程中，重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径914.4mm和600mm，长60mm左右的钢管桩。

③木桩

目前已很少使用，只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，极易腐蚀。

④砂石桩

主要用于地基加固，挤密土壤。

⑤灰土桩

主要用于地基加固。

4、按桩的使用功能分

①竖向抗压桩

②竖向抗拔桩

③水平荷载桩

④复合受力桩

5、按桩直径大小分①小直径桩d ≤250mm

②中等直径桩250mm< d < 800mm

③大直径桩d ≥ 800mm

6、按成孔方法分

①非挤土桩泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。

②部分挤土桩先钻孔后打入。

③挤土桩打入桩。

7、按制作工艺分

①预制桩

钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，用锤击打入、振动沉入等方法，使桩沉入地下。

②灌筑桩

又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。

与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。

8、按截面形式分

①方形截面桩

制作、运输和堆放比较方便，截面边长一般为250~550mm。

②圆形空心桩

是用离心旋转法在工厂中预制，它具有用料省，自重轻，表面积大等特点。国内铁道部门已有定型产品，其直径有300mm、450mm和550mm，管壁厚80mm，每节长度自2m~12m不等。

钻孔灌注桩

灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

钻孔灌注桩的特点

1、与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多；

2、能建造比预制桩的直径大的多的桩；

3、在各种地基上均可使用；

4、施工质量的好坏对桩的承载力影响很大；

5、因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量较难控制.钻孔灌注桩施工方法

钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。

泥浆护壁施工法

冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。施工顺序(1)施工准备施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。(2)钻孔机的安装与定位安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。(3)埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。(4)泥浆制备钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

(5)钻孔钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。(6)清孔钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。(7)灌注水下混凝土清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。全套管施工法全套管施工法的施工顺序。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。编辑本段钻孔灌注桩遇到质量问题的预防及处理措施

1、成孔质量问题①塌孔预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。②缩径预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。③桩孔偏斜预防措施：保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍行预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。

2、钢筋笼安装质量问题①钢筋笼安装与设计标高不符预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。②钢筋笼的上浮钢筋笼上浮的预防措施：严格控制砼质量，坍落度控制在18±3cm，砼和易性要好。砼进入钢筋笼后，砼上升不宜过快，导管在砼内埋深不宜过大，严格按照规范控制在2-6m之间，提升导管时，不宜过快，防止导管钩钢筋笼，将其带上等。

3、水下砼灌注问题①堵管预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。②桩顶部位疏松预防措施：首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。③桩身砼夹泥或断桩预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。编辑本段钻孔灌注桩后压浆法桩端地基加固的应用

1、适用的地质条件施工方法适用于灌注桩的持力层应为碎石层，碎石含量应在50%以上，充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结，碎石的石质要坚硬，碎石分布均匀，碎石层厚度要满足设计要求。

2、加固机理在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体，从而使得原来不满足要求的碎石层满足结构的承载力要求。在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣；在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，增强该部分的密实程度，提高了承载力；浆液沿着桩身和土层的结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。3、压浆参数的设定压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况，先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工,试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。(1)水灰比：水灰比一般不宜过大和过小，过大会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用015～017。(2)压浆量：压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率，在碎石层碎石含量为50%～70%,桩间距为4～5m的条件下，压浆量一般为115～210t。它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。(3)闭盘压力：闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量，但达到一定的压力时就要停止压浆，压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa。根据预先设定的参数，进行试验桩的施工，再根据试桩的静载试验结果，最后确定工程桩的压浆参数，就可以进行工程桩的施工了。4、后压浆施工工艺 4.1施工工艺流程灌注桩成孔钢筋笼制作压浆管制作灌注桩清孔压浆管绑扎下钢筋笼灌注桩混凝土后压浆施工 4.2施工要点(1)压浆管的制作在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm,在桩底出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管),在该部分采用钻头均匀钻出4排(每排4个)、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。(2)压浆管的布置将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。(3)压浆桩位的选择根据以往工程实践，在碎石层中，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成3～7d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。(4)压浆施工顺序压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%(111～114t 水泥),压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。

5、压浆施工中出现的问题和相应措施(1)喷头打不开压力达到10MPa以上仍然打不开压浆喷头，说明喷头部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。(2)出现冒浆压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。(3)单桩压浆量不足压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。编辑本段施工控制技术

1、准备阶段（1）施工人员对施工地点地质情况、桩位、桩径、桩长、标高等了解清楚。（2）

桩位放样。测量人员将4根直径400mm的钢管打入强风化层作为定位桩。（3）将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定，确保导向框位置准确。（4）插打钢护筒。钢护筒壁厚12mm，根据各墩不同地质情况决定护筒长度，护筒下沉深度穿过覆盖层。（5）插打钢板桩围堰。

采用拉伸——Ⅲ型钢板桩沿导向框排列。用Dz-60Y型振动锤振动下沉，直至穿过覆盖层为止。2、钻孔阶段（1）安设钻机，使钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整。（2）用冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻。（3）钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终和泥浆排出量相适应。（4）孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。（5）钻进过程严禁孔内掉进钻头、钻杆及其他异物，经常检查钻头的磨损情况。（6）钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组。3、清孔阶段（1）清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能使沉渣全部清除，使混凝土与基岩接合完好，以提高桩底承载力。（2）终孔后，将钻头提至距孔底的0.2-O.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力，使沉渣排出孔外。（3）当钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度等。若沉渣超标，可用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准。（4）清孔结束前，将泥浆比重调整到规定范围，以保证水下混凝土的顺利灌注，同时保证成桩质量。4、钢筋笼的制作及安装注意事项（1）钢筋笼制作时，主筋连接，桩身纵向受力钢筋的接头应设置在桩身受力较小处；接头位置宜相互错开，且在35d的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%；主筋与箍筋应点焊。（2）钢筋笼应整体吊装，吊装时不得碰损孔壁。钢筋笼吊放前，必须清除槽底沉渣，孔底沉渣厚度≤200mm。钢筋笼吊放到设计位置时，应检测其水平位置和高程是否达到设计要求，检测合格后应立即固定钢筋笼，钢筋笼入孔后至浇筑混凝土完毕的时间不超过4小时。（3）钢筋笼在制作、运输、吊装过程中应采用有效措施防止钢筋笼变形。（4）在钢筋笼上有预埋钢筋处应采用聚乙烯泡沫板覆盖预埋件，以便于需要时凿出预埋件。5、灌注混凝土注意事项（1）砼坍落度16～22cm、粗骨料粒径小于40mm。（2）混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。（3）采用Φ250法兰式导管自流式灌注混凝土。

导管联结要平直，密封可靠；导管下口距孔底30cm～50cm为宜。（4）首盘浇筑：初灌量必须保证导管底部埋入混凝土中50cm以上，且连续灌注。（5）正常灌注混凝土时，导管底部埋于砼中深度宜为2～6m之间。（6）一次拆卸导管不得超过6m，每次拆卸导管前均要测量砼面高度，计算出导管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管，导管最小埋深2.0m。

跨海人桥在近岛海域嵌岩桩施工平台搭建技术

摘要：针对近岛海域风、浪、流、潮、雾等恶劣复杂的海洋环境，且海蚀沟等地貌较为发育而形成陡峭、坚硬、裸露的海床岩石地貌特征给桥梁基础嵌岩桩施工带来的困难，结合工程实践，就其桩基施工中平台搭建技术难题的解决方法进行了简要阐述。

关键词：跨海大桥嵌岩桩基施工平台护筒钢桩导管架钢围堰

中图分类号：443.15文献标识码：A文章编号：1009-7716(2006)03-0071-03

0 前言

近岛海域跨海大桥基础施工中除了受到风、浪、流、潮、雾等恶劣复杂的海洋环境影响外，由于岛屿的阻水、顶风作用，其近岛海域风更大、浪更高、流更急，且流向多变、水情更为复杂。而且受海洋动力作用的影响，其岸壁海蚀沟地貌较为发育，形成陡峭、

坚硬、裸露的海床岩石地貌。岸壁附近海床大多也是仅有较浅的泥砂质覆盖层且下卧岩面凹凸不平、起伏较大、岩石强度高。这些都给近岛海域桥梁基础的施工带来了巨大困难。本文就近岛海域嵌岩桩基施工前如何克服海洋浪、流、潮影响以及复杂的地质条件，在桥墩位置搭建海上桩基施工作业平台的施工技术难点的解决途径进行了专门阐述。

施工平台的设置是我们从事海上桥梁基础施工的前提条件，它为我们提供了施工设备、机具材料、人员作业乃至生活后勤方面的落脚场所。作用于平台结构的荷载主要有水平荷载(波流力、风力、设备工作时产生的水平力等)和竖向荷载(平台结构自重，发电机、钻机、履带吊机及吊重、混凝土泵车等设备荷载，材料堆放荷载等)。近岛海域施工平台搭建方法除了考虑大型设备现状、工期要求、经济条件等因素外，更多取决于水文条件、海床岩面地貌以及岩面上泥砂覆盖层厚度等地质条件。下面介绍几种方法。

1 护简钢桩组合平台

它是在距岛相对较远或近岛回水区具有—定泥砂覆盖层地带，采用钢护筒及辅助钢管柱支撑作为基础，型钢及钢板构成上部结构的海上施工平台方案。施工方法为：采用打桩船插打桩基钢沪筒，以钢护筒作为主要承重基础，并用钢管平联及斜撑将钢护筒连成整体，同时插打钢管桩用以加宽平台；然后在桩上焊接牛腿，铺设型钢和钢皈，从而形成施工平台。(如图1)

此法适用有覆盖层且锚固在覆盖层段护筒能够短时间自稳，水流相对较小、易于钢护筒水上定位的近岛海域。特点是钢护筒不仅是钻孔桩施工用护筒，同时也是平台的主要承重支撑结构，节约了成本；缺点是钢护筒的直径考虑到施工易造成较大的定位误差，须有所放大。

2 导管架平台：

在每个桥墩承台两边各设置一个导管架，每个导管架下放好后，在导管架钢管内及时插打钢管桩，先插打各转角点处的钢管桩，将导管架调平，然后依次插打其它钢管桩，并在导管架和钢管桩内封填不扩散混凝土，使导管与基岩结合在一起以满足稳固导管架、承受竖向力的要求。然后现场焊接导管架之间的连接系并铺设分配梁，使导管架互相联接形成一个稳定的框架体系和平台支撑体系。即导管架平台由导管架、钢管桩、上部结构三部分组成：导管架是在厂家预制的空间立体钢管桁架，设计时充分考虑到波浪、水流作用力并增加了相应的防沉结构。钢管桩是整个平台的承重构件，通过与导管架之间的连接达到整体受力，承受从上部结构传来的竖向荷载，并最终将力传送到地基。上部结构也就是最终形成的生产、生活平台面层。(如图2)

导管架、钢管桩及平台的定位采用全球卫星定位系统(简称(GPS)测量方法结合常规方法进行施工(下转74页)用GPS系统的PTK技术引导浮吊和钢管桩导管架定位、下放，然后进行钢管桩插打施工。钢管桩插打完成后，采用GPS静态相对定位方法，在桩顶面设置局部控制点，然后利用全站仪等常规测量仪器对施工平台中线，高程进行控制，实施平台上部结构施工。

导管架平台方案优点在于：第一，由于导管架工厂化加工，提高了结构加工质量、大大减少了海上作业难度；第二，一个导管架只需定位一次就可完成多根钢管桩定位插打，保证了钢管桩相对位置准确，偏差小，加快了施工速度。第三，作为钢管桩海床面以上部分的横向连结系，减少了钢桩自由长度，增强了平台整体刚度，提高了承载力。第四，增强了抵抗水流力和波浪冲击力，分担了钢桩水平荷载。其缺点是：由于导管架体积大、份量重(重达数百吨)，需要大型浮吊(500t以上)安装，且施工费用较高。

导管架平台方案以其卓越的特点，被广泛运用。但将整体导管架平稳地安放在海床复杂的近岛海域，必须针对不同的海床条件，采取相应的措施以保证导管架安全、平稳、准确地就位。

(1)海床地貌测量及地质勘探。

在测量船上搭载GPS接收机及多波束测深系统等设备，尽量利用平潮时间段，采用多波束往返扫测的方式扫测海底地形。即采用RTK-DGPS定位方式，使用6502双频GPS接收机接收基准站差分信号，经LAN网传至运动补偿仪的电子分配单元，与实时采集的船舶运动补偿数据及电罗经提供的船艏数据一起进行计算，再将处理后的数据经电子柜与电子柜实时采集的水深数据进行计算，最后经LAN 网传至工作站，运用STN-ATLAS公司编写的HYDROMAP ON-LINE测绘软件进行处理与保存。另外，为了完善系统性能的可靠性，运用SDH-13D测深仪和HYPACK MAX水深测量软件同时测量。并且通过地质勘探船，采用取芯的方式，获取海床覆盖层及岩层等地质情况。从而取得海床平面图、平面等深线彩图、立体网格图、断面图等测量成果。

(2)在距岛相对较远或近岛回水区具有一定泥砂覆盖层地带安装导管架。

直接采用先下放桥墩两侧的导管架，后插打钢管桩，安装桩顶分配梁和平台上部结构。但导管架底部应安装防沉板，以增加平稳性；支撑钢管桩应尽量打至岩面，以确保平台支撑能力。

(3)无泥砂覆盖层或浅履盖层且岩面高差较小地带安装导管架。

导管架在岩面上支点处高差小于1m时，应通过扫海等测量手段，获取导管架的导管与相应接触岩面各点的的相对高差，使导管架预先制作成就位后各导管就与岩面基本接触，以增加导管架的稳定性和平整度。其它施工方法同前。但为了保证导管架下放后以及将来整个导管架平台的安全稳定性，应对导管架或者导管架平台进行拉锚加固(拉锚布置见图3)。并在平台形成和钢护筒安装完成后对导管架底部及其四周进行抛石护底加固。

(4)无泥砂覆盖层或浅履盖层且岩面高差较大地带安装导管架。

导管架在岩面上支点处高差大于1m，岩面凹凸不平甚至在斜岩面地带，导管架难以稳定时，必须对海床岩面先进行整平处理。首先应通过扫海等测量手段，取得墩位范围，特别是导管架支撑点位置的岩面标高，然后采用海底爆破的方式进行海底找平：专用钻爆平台(移动式工作平台)施钻海底炮眼、潜水员装药后平台撤离、起爆(爆破效果达到石料粒径小于50cm)、大型浮吊上安装抓斗清理块石后再用小型浮吊上安装抓斗进行局部清理、再次扫测、局部补充钻爆找平使墩位处岩面平整度小于50cm且个别最大不超过1m。其余方法同上。(其工艺流程见图4)

3 导管架钢围堰法

它是在对海床进行反复准确的扫测、确定护筒及导管架底部相对高差后，将导管架、钢护筒在加工场地相应放样加工并连成整体，且在导管架下段四周焊接上双壁钢围堰(围堰内设分隔仓)，整体安装平台的一种方法(如图5)。

主要施工步骤是：

(1)根据实测标高确定导管架及护筒底部标高，导管架及护筒做成高低腿形式，封底围堰、隔仓板及四角定位桩临时固定在护简群导管架上(导管架应预留一定的高度以便以后安装分配梁时调整高度之用)。

(2)采用GPS系统的RTK技术引导浮吊浮运、定位、抛锚，下放导管架围堰，并在导管架围堰转角处拉设混凝土锚。

(3)将护筒群导管架安装下放并基本调平，随后插打定位桩，焊接连接系，在围堰外侧抛填碎石袋、混凝土袋，围堰内侧由潜水员水下进行填塞，再灌水下不分散混凝土进行封底，使护筒、导管与基岩连接在一起，以满足竖向和水平向荷载要求，增强平台的稳定性。

(4)进行平台上部结构安装。(测量定位、海床整平、平台拉锚等工艺同前)

导管架钢围堰方案优点在于：

(1)钢围堰及其堰内混凝土填充不仅能稳固导管架和钢护筒群体底部，提高平台稳定性；而且有效地解决了将来(上接71页)测量控制。首先采嵌岩桩成孔施工至护筒底部与基岩面时经常发生的泥浆漏浆、水下混凝土跑浆等影响成孔及成桩问题。

(2)导管架、钢护筒、围堰及其连接系均为工厂化加工制造，结构质量得以保证，且施工吊装一次就位，提高现场施工效率。

(3)充分地利用了做为嵌岩桩施工之用的钢护筒，使之在平台结构中同时起到平台支撑作用，有效地减少了工程成本。

其缺点是：导管架、钢围堰底口制造高低腿的前提是准确测出每根导管位置岩面高程，炸礁及清碴结果必须满足要求，同时必须在海况条件较好的时间段进行安装作业，且在导管架下放过程中可能需要多次提放导管架围堰，反复调整导管架桩腿或围堰底口刃角高度，以满足位置和平整要求。其作业难度较大、要求精度较高，且需要配置大型浮吊进行作业，施工成本较高。

4 结束语

近岛海域桥梁嵌岩桩施工平台搭建由于受到近岛海洋特殊的水文地质环境的影响，施工难度非常大，本文以工程实践为基础、结合笔者浅薄的专业水平，对其施工中可能遇到的难题进行了简要阐述，有些通过实践已取得较好的实际效果。可以预测，随着我国海上桥梁的兴起及其工程实践的不断探索，将会不断优化已有的施工技术，并且创造新的施工工艺。同时，笔者认为：随着我国国力的增强和科技水平的提高，完全可以研制可承受重载、能够抵御台风的移动式专用施工平台来取代目前采用的临时平台。

关于钢管桩斜桩嵌岩施工技术与措施的探讨

◎阳海林广东省交通运输工程质量监督站

摘要：桩基码头适宜建造在软土地基之上，在风化岩地基上建造时，由于岩基无覆盖层或覆盖层不足，致使桩基抗弯能力、垂直承载力和抗拔力不能满足设计要求。对于此类问题，目前一般采用嵌岩桩技术来解决。由于码头工程一般设置斜桩来承受较大的水平荷载，因此也会遇到斜桩嵌岩的施工问题。本文通过某工程钢管桩斜桩嵌岩施工的成功实例，全面介绍该工程的施工方法、施工工艺等，为钢管桩斜桩嵌岩施工提供借鉴。

关键词：斜向嵌岩桩方法工艺探讨

建造在风化岩地基上的高桩梁板码头，当基岩(中风化岩)埋藏较深且其上强风化层厚较簿，钢管桩仅靠锤击沉桩，不能打到足够深度以满足承载力（抗压和抗拉）的要求或不能满足桩的最浅入土深度要求，影响结构的稳定性，此时采用灌注型嵌岩桩是一种较好的处理方法。对灌注型嵌岩直桩，施工工艺已较为成熟，成孔一般采用冲击型钻机，而斜向嵌岩桩在国内的应用较少，该工程基桩采用Φ1000mm钢管桩，共170根，有直桩也有斜桩，设计嵌岩长度9～12m不等，本文主要介绍斜向嵌岩桩的施工技术。

1．地质条件

该工程位于华南地区的珠江南支流，属于河口地区，潮流现象较为复杂，码头位置处地质情况如下：

原泥面线下至-8.87m，为淤泥夹粉砂；N=3；

-8.87m～-10.87m为淤泥质粉质粘土，N=2～6；

-10.87m～-11.77m为粉质粘土，N=9；

-11.77m～-17.97m为强风化泥岩，N=9～100；

-17.97m～-20.07m为强风化泥质砂岩，N=100；

-20.07m～-23.67m为中风化泥质粉砂岩，N=100；

-23.67m～-28.97m为中风化泥岩。N=100以上。

码头基桩基础均处在发育良好的基岩上，设计要求基桩进入中风化岩层，其击数均为N=100以上的岩面上。

2．设备选型

根据地质情况与孔径，选择GPS-15型钻机，并对钻头进行了设计。根据嵌岩斜桩嵌岩深度，采用钢板卷形分节加工焊接形成长9.7m，直径929mm的钢圆导向筒，筒壁厚为δ=18mm；圆筒外表面纵向每间隔250mm，呈螺旋状通长焊接18mm螺纹钢，以起到辅助冲击锤冲击时使桩锤旋转，减小导向筒与钢管桩之间的磨擦力和增大桩锤重量的作用。

制作好导向筒后，在导向筒锤头一端焊接厚度25mm，高度为150mm的加强钢环，并在钢环上呈放射形中心对称地焊上3条厚度35mm，高250mm的钻牙基座，在每条基座上对称焊接4个厚度为100mm的耐磨合金钢制成的钻牙，基座中心1个，1个冲锤共设有25个耐磨合金钻牙，钻牙可根据使用情况更换，导向筒锤尾一端焊接上供连接冲孔桩机缆绳的吊环座及吊环（见图1）。

图1：冲击导向管锤

同时对钻具进行导正，在斜桩施工中，钻具的自重将造成钻具下垂弯曲，对钻具的连接部位造成损伤，易发生钻具连接螺纹折断和断钻杆的事故，并会造成钻孔斜度发生变化，使斜度满足不了设计要求。防止这种现象的办法是采用在钻具上加导正器。导正器由钢板制成，钢板宽50cm，由肋连接与钻杆焊接，导正器不能与管桩内壁产生太大的摩擦，因此导正器一般每5m放置1个。

3．工艺流程

施工准备→施工平台架设→钻机就位→钻孔→持力层岩样的确认、终孔验收→清孔检查→钢筋笼制作、安放→混凝土导管安放→混凝土水下灌注→桩头凿除→成桩验收

4．成孔工艺

4.1护筒埋设与清孔

护筒主要起保护孔口和施工钻进过程中导向圈的作用，为了确保斜桩成孔的倾斜度准确，并维持正常的泥浆压力，因管桩桩头不易切割水口，在施工中另加一个内径略大于900mm，高1m的孔口管，在这个孔口管上开水口，水口宽为300mm，高为200mm，采用木板制成循环槽，并适当加高，泥浆泵布置在未施工的管桩内并由管桩作为循环池。补水采用扬程50m的大潜水泵抽取江水。成孔后，下钢筋笼前用空压机采用气举法清孔，排出钻渣和岩粉。

4.2淤泥中钻进

钻机采用顶置式，安放在钢管桩桩顶，通过液压夹具与钢管桩顶固定，保证钻杆与桩在同一轴线上，钻杆上设置导向稳定器，保证钻头始终沿着桩的轴线钻进。管桩内的淤泥、细砂采用硬质合金刮刀钻头钻进，钻进参数为：转速13～23r/min，泵量80～100m3/h。施工中，应注意控制进尺速度，较快时易将钻头水口堵塞，造成出水不畅或完全堵死，并且易在管桩内残留淤泥。钻到基岩时，进行清孔，保证管桩内淤泥、细砂全部清除。

4.3基岩的嵌岩钻进

硬质合金刮刀钻头钻到基岩后，改用牙轮钻头进行钻进，钻进参数为：转速13～23r/min，泵量80～100m3/h。在钻进中，应随时注意孔内的阻力不宜太大，地面导正绳要调整合适，减小立轴钻杆平衡杆对滑道的压力，随时观察钻机、钻塔的运行安全情况。钻机跳动厉害且没有进尺时要减小钻速，提钻钻进，以免出现安全事故。

4.4成孔检验方法

（1）孔深检验：对每台桩机的钻杆进行编号，并记录每条钻杆的编号及长度，施工中登记所使用的钻杆，钻孔的深度即是钻杆的总长度与钻头长度之和。检测孔深时只需检查施工记录中登记的钻杆，计算出钻杆长度加上钻头长度即是钻孔孔深。

（2）沉渣厚度检验：用细钢丝绳底部吊铅球（便于滚动）做测绳，测绳测出的孔深与钻杆所测孔深的差值即是沉渣厚度。

（3）斜桩倾斜度检验：孔斜度服从于管桩斜度，具体数值可在沉桩记录表查到。5．钢筋笼吊装

在制作好的钢筋笼外侧每隔2m设一道钢筋混凝土保护块，每道安置3块，混凝土保护块采用与桩身同强度等级的水泥砂浆制作，以确保钢筋保护层厚度达到设计要求。钢筋笼分节吊装，采用双吊点，吊点位置要恰当，一般设在加强箍筋处。吊装时，应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，可徐徐起落，并正、反旋转使之下放，防止碰撞孔壁引起坍塌。下放过程中拆除加强箍筋的十字支撑（注意不使支撑掉入孔内），并注意观察孔内水位情况，如发生异样，马上停止，检查是否坍孔。首节钢筋笼入口后，用2条钢管将钢筋笼卡在护筒口，然后吊起第二节钢筋笼与之对接，钢筋笼焊接完成后，缓缓放入孔中，然后进行第三节钢筋笼连接。

6．水下混凝土灌注

混凝土采用直升导管法水下灌注，即将导管居中插入到离孔底0.3～0.4m处。导管上口接漏斗，且每隔8m设置一个球形导向，在接口设隔水栓，隔绝混凝土与导管内水的接触，导管与漏斗连接完成后，采用混凝土输送泵输送混凝土至漏斗内，待漏斗中存备足够数量的混凝土后，放开隔水栓，存备的混凝土连同隔水栓向孔底落，将导管内的水全部压出，并使管下口埋在孔内混凝土中不小于0.8m。随着混凝土不断通过漏斗、导管灌入钻孔，孔内初期灌注的混凝土及其上面的泥浆水被顶托上升，相应地不断提升导管和拆除导管，保证导管在混凝土内的埋深不超过2m，直至孔顶灌注完毕。

7．桩身质量检测

灌注桩斜桩施工结束28d后，对灌注斜桩均进行了质量检测，检测结果桩身完整、骨料分布均匀，均满足设计要求。

8．结语

斜向嵌岩桩无论是成孔作业、安放钢筋笼、浇注水下混凝土等施工工艺，与直桩相比较，均有其特殊要求，特别是成孔作业，在该工程钢管桩斜桩嵌岩施工中，根据工程特点，成孔作业采用顶置式钻机，保证钻杆与桩在同一轴线上，钻杆上设置导向稳定器，保证钻头始终沿着桩的轴线钻进，采取了一系列的技术措施后，完成了该码头的施工。

参考文献：

[1]港口工程嵌岩桩设计与施工规程（JTJ285-2000）

[2]港口工程灌注桩设计与施工规程（JTJ248-2001）下载本文