学文网摘要：港口工程预制桩普遍采用锤击沉桩进行，当设计桩端土层为硬塑状的粘性土或粉细砂时，采用贯入度和标高“双控”标准。本文主要介绍在厚砂层中沉桩在达到“双控”标准后，高出设计标高两米以上，桩基承载力不理想，采取复打桩的施工工艺，并进行详细的分析阐述。
关键词：厚砂层; 锤击; 复打; 探讨
Abstract: port engineering precast pile hammer piles are widely used to sink, when the pile endpoint soil for design of hard plastic, cohesive soil or silty sand, the penetration and elevation of "double control" standards. This paper mainly introduces the sand layer in the thick pile in to "double control" standard, design elevation higher than two meters above, pile foundation bearing capacity is not ideal, take after piling construction technology, and a detailed analysis of the paper.
Keywords: thick sand layer; Hammer blow; override; explore
中***分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
港口工程水上预制桩施工方法中，因锤击沉桩具有工艺成熟、施工速度快、地质适用性强等特点，在市区外的工程已受到普遍采用的沉桩方法。本文介绍某码头工程桩基施工采取锤击沉桩时，按照《港口工程桩基规范》（JTJ 254-98）贯入度和标高“双控”标准进行控制，仍有部分桩端距设计标高两米（设计***纸要求）以上，并且根据高应变动力试验法检测结果，桩基承载力不理想。为此，进行了一系列的探讨、验证，最终采取先锤击沉桩、后水冲复打的施工工艺。
1、工程概况
某码头工程为新建5000DWT泊位两个、引桥两座，以及变电所平台和相关配套工程。码头总长275米，宽25米，采用高桩梁板式结构，水工建筑物等级为Ⅱ级。该码头是国家现代物流产业十大振兴计划之一的国家稻米交易中心项目建设的重要配套工程，建成后将是华中地区最大的粮食物流专用码头，该工程的建设对于实施国家粮食宏观调控，保障国家粮食安全，以及促进中部崛起战略的意义重大。
该工程码头桩基工程共有253根44∽52mΦ1000δ16mmQ345B钢管桩，其中码头前两排桩为采用“打-钻-锚”施工工艺的预制型芯柱嵌岩桩。施工区属长江临江阶地、漫滩～河床地带，覆盖层地层成因以第四系（Q4）河流冲积为主，基岩为下第三纪-白垩纪（E-K）含砾砂岩。地层自地表而下按单元土体分别为：①人工填土（Q4ml）②淤泥及淤泥质土（Q4al）；②-1粉砂混淤泥质土（Q4al）；③粉质粘土（Q4al）；④粉质粘土（Q4al）；④-1粉质粘土夹砂（Q4al）；⑤粉细砂（Q4al）；⑤-1中粗砂（Q4al）；⑤-2粉质粘土（Q4al）；⑥粉细砂（Q4al）；⑥-1中粗砂（Q4al）；⑦粉细砂（Q4al）；⑦-1粉质粘土夹砂（Q4al）；⑦-2中粗砂（Q4al；⑧强风化含砾砂岩（E-K）⑨中风化砂岩（E-K）等，桩基以⑧强风化含砾砂岩做为桩基础持力层，需穿越⑤∽⑦的25m左右厚的砂层，特别是密实的⑦粉细砂和⑦-2中粗砂层，标贯击数在21∽63，沉桩带来很大的难度。
3、沉桩工艺和施工情况
本工程试沉桩采取在桩架“41m +水深”的打桩船配置D100-13柴油锤进行施工。期间按照桩尖标高高于设计值≤2m和正常锤击至最后10击的平均贯入度≤3mm/击（A、B排架因为需嵌岩按5mm/击）的设计要求的“双控”标准进行沉桩，前期沉桩过程中，部分桩端距设计标高>2m，并按照《港口工程桩基规范》（JTJ 254-98）再进行锤击10cm，次日和14天后对相应桩进行高应变动力试验法检测，结果均不理想，经研究采取隔日复打的施工工艺，效果比较明显；中期沉桩过程中，出现连续排架连续高桩的情况（详见附表1），不能简单采取前期的解决方法进行处理，为此，进行了一系列的探讨、论证。
4、探讨论证
（1）原因分析
桩尖在软土和松砂中，土层受到打桩锤振动影响，产生超静孔隙水压力而发生液化，进尺较快；一旦进入中密砂层后，桩锤振动使得砂土产生剪胀，从而形成负的空隙水压力，负孔隙水压力对砂粒产生吸附作用，从而增加有效应力；另一方面，钢管开口桩在砂层的“土塞”效应特别明显，一定深度后就具有像闭口桩一样的端阻力。两力叠加，造成沉桩困难。
另外，从地质报告中可以表明，沉桩区需穿透标贯击数为21∽63的砂层，也增加沉桩难度。
（2）工艺探讨
密实砂土的负孔隙水压力在一段时间后消散，针对前期沉桩中仅出现少数高桩的情况，可以调整施工顺序，采取隔日进行复打，或者采用间歇性阵击方式进行沉桩。
针对中期出现的连续排架连续高桩的情况，采用上述方法不可取。一方面，会导致机械台班浪费严重，增加成本；另一方面，因为该工程是三月份底才开工，这种打打停停的施工措施会影响汛期之前把码头连成整体的关键节点的完成，就不能保证整个工程的质量和安全。
在这种情况下，有一种常规方案可供选择，即水冲桩，经分析对本工程不可取，详述如下：
①只有一部分桩为高桩，如果所有桩采取水冲桩的施工工艺，在桩的负孔隙水压力消失后，不能确保桩的承载力。如果采取间歇性锤击，则会影响打桩船效率；
②在设计计算承载力时考虑了“桩塞”效应，水冲法如何确保其效应也难以把握；
③水冲桩的桩基偏位大、锤击数多、对桩顶破坏程度大等缺点。
（3）方案确定
根据本工程的特点，一旦出现高桩，需进行复打，这是毋庸置疑的。为了确保桩基的承载力，结合液压锤作用时间长、效率高、对桩身破坏力小、可连续锤击等特点，利用现有的资源条件，经过论证研究，对出现的高桩，采取水冲液压锤复打的施工工艺，简述如下：
采用水冲气举法（原理及设备见附***）把距桩尖3m以上管内的土层取出，以减少内摩阻力。接着用现场现有浮吊吊HHK120A液压锤进行锤击，当最后贯入度≤1mm时停锤，间歇一个小时后再进行锤击，如果贯入度不变的情况下，再进行水冲，再锤击，如此循环，直至达到设计要求，然后根据取出土层的厚度灌入混凝土，以确保“桩塞”效应。
4、结束语
通过水冲液压锤复打的工艺，所有桩基全部符合设计要求，确保了施工质量，为关键节点铺垫了坚实的基础，切实可行，在质量、进度和效益等方面都取得了良好的效果。
注：文章内所有公式及***表请用PDF形式查看。
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