张康财,张 浩（.中电建安徽长九新材料股份有限公司，安徽 池州 4700；.中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 40000）

1 工程概况

中电建安徽长九公司矿石码头一期工程位于长江安徽段池州市牛头山港区，占用岸线 975 m，共布置 7 个 5000 DWT（水工建筑物兼顾 10000 DWT）散货泊位。码头主体采用高桩梁板式结构，由码头平台、皮带机栈桥、检修栈桥、转运站平台、变电所平台等组成。1～4 号散货泊位码头平台长度为 550 m，宽度 25 m，5～7 号散货泊位码头平台长度为 425 m，宽度 30 m。

该码头桩基工程共分 129 个桩基排架，主要施工方法为钢护筒沉放后搭设施工平台，再进行冲孔成桩（Φ 1500 mm），完成水下混凝土浇筑。根据工程地质勘测资料，1～96 号排架位于非灰岩区，覆盖层较厚，钢护筒沉桩后可自稳，便于搭设平台供钻机施工；但第 97～129 号排架（包含 7 号泊位）位于灰岩区，尤其 7 号泊位区域因溶洞及裂隙发育、覆盖层薄以及裸岩等原因，给钢护筒沉放和稳定施工带来巨大困难。为此，本文针对该特殊情况，提出了裸岩区高桩码头大直径钻孔灌注桩钢护筒沉放技术[1]。

2 工程地质

根据灰岩区部分钻孔揭露，7 号泊位区域第四系地层分布厚度变化大，溶洞多，属于不良地质，场地整体属于稳定性差。码头地层地质中，岩性多变化且不同，该区域的基岩以砾岩、白云质灰岩和泥晶质灰岩为主，中风化岩面起伏较大，局部灰岩揭露溶洞，地基均匀性一般。

3 工程试桩情况

针对地基不均匀、覆盖层薄或裸岩以及溶洞发育导致沉放钢护筒困难的情况[2]，采用打桩船对该部位进行试打桩。结果发现：共沉桩 12 根，打入约 15～50 cm 便无法沉桩，钢护筒无法自稳矗立，钢护筒底部全部卷口，施工平台无法搭设，工程进度将严重滞后。

钢护筒卷口原因分析：钢护筒采用直径 1600 mm、壁厚 16 mm 的钢板卷制而成，单桩重量约 13 t，焊接采用坡口双面焊，确保钢护筒能够承受振动锤锤击，采用 DZ-90 振动锤沉放，激振力 677 kN，钢护筒沉放时最大冲击压力约8.4 MPa，而根据地勘报告显示，基岩面无覆盖层，且饱和抗压强度为 60.69 MPa，故造成钢护筒卷口，无法沉放。

4 钻孔灌注桩钢护筒沉桩技术

鉴于 7 号泊位的特殊地质条件，为彻底解决钢护筒因覆盖层薄或裸岩、地基不均匀导致的无法沉桩问题[3]，提出了“植桩”技术。即利用超大直径措施钢护筒自稳能力强的特点，形成钻孔导向约束，再进行大直径浅钻孔，在已形成的大直径钻孔内植入码头钢护筒，浇筑混凝土稳固钢护筒后[4]，待初凝后拔出措施钢护筒进行下一桩位引孔，同时在码头钢护筒内进行设计桩径深冲孔，直至钻孔至持力层后浇筑桩身混凝土。

4.1 施工工艺流程

施工工艺流程如图 1 所示。

图1 施工工艺流程图

措施钢护筒直径应根据码头钢护筒直径、水下地形变化程度及覆盖层厚度等因素综合考虑；在措施钢护筒沉放时必须做好垂直度控制，避免因垂直度不满足要求导致码头钢护筒下放困难或无法自稳。

4.2 措施钢护筒沉放

因码头钢护筒无法沉桩，无法形成固定钢平台进行钻孔施工，故该区域采用搭设浮平台施工。对浮平台进行定位后放样至措施钢护筒中心，利用 70 t 全回转起重船大钩起吊措施钢护筒（ Φ 2000 mm、δ 12 mm）顶端、副钩起吊钢护筒底端。起吊后，大钩起钩提升，逐步将护筒竖直，然后起吊到导向架龙口进行沉放。

岸侧采用两台全站仪以切线法控制措施钢护筒平面位置和垂直度，通过导向架内顶推装置配合浮吊沉放并进行微调，确保措施钢护筒沉放位置和垂直度满足设计要求。

4.3 冲击钻引孔

措施钢护筒沉放自稳后，采用冲击钻机（锤头直径为1.8 m）引孔，钻孔深度 3 m。若江底为较大陡坡时，可增加钻头一侧配重，避免引孔时侧滑和钻头重心偏移，使钻头集中接触陡坎，待钻头垂直稳定后，正常钻进，为确保冲击钻冲孔垂直度偏差 ≤1.5%，必要时可利用经纬仪对钻杆进行监测。

4.4 码头钢护筒沉放

引孔完成后，利用浮吊振动锤将码头钢护筒通过浮平台导向架“植入”孔内，码头钢护筒沉放尽量选择水流较缓时间段进行下放，减小水流对桩基垂直度造成的影响。为保持码头钢护筒植桩后便于浇筑稳桩混凝土，须事先在钢护筒底部设置翻浆孔。根据码头钢护筒尺寸 Φ 1600 mm、δ 16 mm，在钢护筒底部距底口 10 cm 处，设置高度为50 cm、弧长为 30 cm 的翻浆孔，共设置 6 个翻浆孔，均匀布置在码头钢护筒四周。

4.5 浇筑水下稳桩混凝土

码头钢护筒就位后，利用浮吊将料斗吊至码头钢护筒上方，通过料斗灌注水下混凝土，混凝土通过码头钢护筒底部设置的翻浆孔流入引孔岩壁和码头钢护筒之间的空隙，起到稳固钢护筒的作用。为了确保翻浆效果，码头钢护筒内浇筑混凝土高度要求比引孔深度高 1 m，利用压力差确保混凝土填满护筒与岩壁间的空隙（即引孔深度 3 m，护筒内浇筑高度为 4 m）。

混凝土浇筑方量根据浇筑高度要求进行计算，浇筑完成后采用探灰杆对钢护筒内外混凝土高度进行探摸，确保施工质量。特殊情况可派潜水员进行水下植桩效果检查。待浇筑水下 C25 混凝土达到初凝时间，利用浮吊及时拔除措施钢护筒移至下个孔位继续施工。

4.6 钢护筒底封堵

码头钢护筒完成植桩后，为了避免翻浆效果不好或不良地质原因造成的码头钢护筒与引孔岩壁之间混凝土不密实，从而造成码头钢护筒在桩身混凝土浇筑过程中发生浆液流失等问题，采用填筑砂袋围堰对钢护筒与河床接触面进行封堵。

浇筑完水下稳桩混凝土并拔除措施钢护筒后，及时对钢护筒四周抛填砂袋，范围为钢护筒四周 2 m×2 m 区域。根据压力测算，砂袋码放高度为 2 m，可更好的防止钢护筒底部漏浆。

由于受到浮平台的限制，无法进行机械船舶抛填，即采用人工抛填，水下利用潜水工进行探摸、摆放，抛砂袋前对潜水员将抛填范围、抛填控制要求等进行技术交底，砂袋需码放密实，避免操作人员造成漏抛、错抛。抛填完成后，技术人员用水砣进行高程测量控制，保证填筑高度。完成码头钢护筒与河床接触面的有效封堵后，再利用冲孔钻机对护筒内进行冲击成孔，做好泥浆护壁及清孔，按照正常水下冲孔灌注桩工艺施工。

5 结 语

在长江沿岸由于地质条件差、覆盖层薄或裸岩、溶洞裂隙发育等问题无法有效的进行高桩梁板式码头施工，本文以中电建安徽长九公司矿石码头一期工程为例，提出了裸岩区高桩梁板式码头钻孔灌注桩钢护筒沉放施工措施，通过采用大直径钢护筒内植桩技术辅以成桩后稳桩措施，成功的完成了该码头 7 号泊位的桩基施工，为高效的利用好有限的长江岸线资源，打破地质条件的约束提供借鉴。