高桩码头锚杆嵌岩桩终孔措施

第17卷第6期中国水运Vol.17No.6

2017年6月ChinaWaterTransportJune2017

高桩码头锚杆嵌岩桩终孔措施

喻浪

摘要：

（中交一航局第三工程有限公司广州分公司，广东广州510622）

在砂岩、花岗岩、硬质岩等基岩埋设深度不大的自然条件下，一般会采用钻孔灌注桩的方法穿透软土覆盖

层，使桩段嵌入到岩层中。在施工过程中，高桩码头锚杆嵌岩桩终孔判定还缺乏统一的规定要求，需要结合工程的

具体情况制定相应的终孔措施。本文以实际工程为例，对高桩码头锚杆嵌岩桩终孔措施进行分析和探讨，工程施工

后桩基承载力达到了设计要求，对类似工程具有一定的借鉴参考价值。

关键词：

高桩码头；锚杆嵌岩桩；终孔措施

中图分类号：U656文献标识码：A文章编号：1006-7973（2017）06-0195-02

一、工程概况

广东珠海LNG码头位于高栏岛的平排山海域，北侧为

BP公司LPG码头，南侧为港丰LPG码头（待建）、国际化

工码头恒基达鑫、中化-格力油码头、华联-德油码头等。工

程所在地区交通发达。工程包括6个单位工程：LNG码头工

程、火炬平台工程、工作船码头工程、海水取水口工程、海

水排放口工程、护岸修复及挡浪墙加高工程，而LNG码头工

程的工作平台设芯柱嵌岩桩总计5根，靠船墩、系缆墩设锚

杆嵌岩桩总计53根。

杆孔内通过压力注浆植入锚杆束，锚杆束植入深度需满足由

中风化岩面起算、入中风化岩5.0m的要求。锚杆束根据设

计要求，使用3根或4根锚杆通过间距2m的δ=8mm钢板

固定片经加固后制作而成，锚杆使用屈服应力≥785MPa、

Φ50的PSB785精轧螺纹钢筋加工。使用达到5%膨胀量

的M45水泥浆填充锚杆孔至钢管桩桩尖，经0.5MPa持压

3min完成锚杆束底端锚固。锚杆束顶端伸入Φ1200钢管桩

8m，安放钢筋笼后浇筑水下C40不收缩混凝土，完成锚杆

束顶端锚固。根据设计要求，需进行20根锚杆嵌岩桩的抗

拔验证性试验。

锚杆嵌岩桩的主要施工方法如下：水上施工平台搭设完

成后，先使用冲击钻机沿钢管桩反复锤击、清除桩顶至桩尖

的较软弱土芯并使用空压机气举反循环清孔；再更换为地质

钻机并下放导向管开钻，穿透强风化岩层、钻进中风化岩层

进行直径400mm的锚孔成孔施工

[2]

。完成锚孔清孔后，使

用方驳吊机沿导向管完成锚杆束的安放并进行水泥浆制拌及

压力注浆施工。对于需进行抗拔试验检测的锚杆嵌岩桩，根

据同条件试块强度、水泥浆达到规范检测强度后方可实施。

完成锚杆束的注浆锚固后，使用方驳吊机进行底端桩芯钢筋

笼的安放，二次清孔后，地质钻机起吊漏斗，混凝土陆运转

水运、方驳吊机起吊吊罐或拌合船供应混凝土、导管法浇筑

水下膨胀混凝土。

二、施工难度

（1）分项工程任务繁重，工期紧迫，且受节点工期限制，

本工程总计需完成锚杆嵌岩桩53根，芯柱嵌岩桩5根。其

中，2012年9月30日节点工期前需完成工作平台芯柱嵌岩

桩5根，完成BD2靠船墩锚杆嵌岩桩8根、BD3锚杆嵌岩

桩2根。因受沉桩等分项工程施工限制，且嵌岩桩施工工序

多，耗时长，需完成工程数量大，分项工程任务繁重。

（2）作业场地有限。靠船墩墩台外形尺寸为10m×

12m，系缆墩墩台外形尺寸为9m×9m，完成沉桩并搭设施

工平台后，可供设备作业场地有限，同一作业区无法投入更

多设备（桩内成孔每台冲孔钻机占地9m×6m，锚杆孔成孔

每台地质钻机占地6m×5m），对施工进度影响较大。

（3）锚杆嵌岩桩与芯柱嵌岩桩斜桩多，斜度大，施工难

度大芯柱嵌岩桩总计5根，其中直桩1根，斜率为4：1、5：

1斜桩各2根；锚杆嵌岩桩总计53根，其中直桩3根，斜

率3：1斜桩50根。就嵌岩桩成孔工序与直桩相比，斜桩施

工难度大、工效低，成孔时间长。

四、终孔的基本措施

在进行终孔施工时，虽然从勘察资料中可以看出本工程

强风化层和中级风化层的分界线，但在实际钻进施工过程中，

单根桩的嵌入岩深度往往难以界定，为了保证桩基承载力，

需要嵌岩桩的入岩深度可以达到一定的规范标准。为了满足

这一要求，可以采取下述措施：

三、施工方法

锚杆嵌岩桩总计53根，位于靠船墩BD1-BD4和系缆

墩MD3-MD8，其中直桩3根，斜率3：1斜桩50根。清

除桩内土芯后，锚杆嵌岩桩进行直径400mm锚杆孔成孔施

工，孔深需满足由中风化岩面起算、深度5.5m的要求。锚

1．根据地质资料进行初定

在嵌岩桩施工前要充分了解地质资料，并根据地质资料

确定最终的高程，将桩位图和钻孔平面图进行一一对应，然

收稿日期：2017-03-20

作者简介：

喻浪（1985-），男，湖南长沙人，中交一航局第三工程有限公司广州分公司，中级工程师，主要从事现场

施工管理。

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后根据之间的关系对桩基中风化岩层高程最大值，最后根据

进入到中风化岩层中锚杆的设计深度，计算出终孔的高程。经过试验后得出图1中的试验结果。根据试验证明，锚

束拉伸变量值和理论计算值基本上一致。当锚杆处在弹性工

作状态时，在最大荷载值时，锚杆需要承受903KN，拉伸量

为31.61mm，达到了规范标准。

2．取芯样对比分析

在施工初期，每过一段时间分别从孔口进行取样，然后

根据取样结果分析岩性。因在勘察地质情况时要保留岩样样

本，比较取样岩芯和原岩样。从勘察结果来看，本工程中中

等风化岩层主要是灰绿色和灰黄色，主要由石英、长石等矿

物构成

[3]

。熔结凝灰结构，节理裂隙较为发育，可以根据设

计比例进行取芯分析，然后对中风化基岩的顶面高程进行分

析。

3．钻进施工时参数控制

在进行钻进施工时，一旦钻入到中风化岩面。钻头的钻

进速度以及受力大小和全风化岩层会有显著的区别。钻进的

钻进速度和钻头的旋切能力以及岩层的硬度等都有比较大的

联系。这些数据都需要进行多次计算后才可以得出。根据以

往施工经验，如果使用Φ168牙轮钻成孔，那么在将轮速控

制在一档时，钻压孔底的压力大小为20kN，当钻进进尺低

于0.7m/h时，锚孔即进入到了中风化基岩。在进行嵌岩桩

施工时，要采用以下原则分析锚孔是否进入到了中风化岩层。

具体如下：主要以钻机的钻进时效低于0.7m/h作为判断依

据，根据现场岩养和钻机工况进行分析，同时根据桩位图和

地质资料之间的对应关系来进行核对

[4]

。施工过程中对基岩

高程、钻机时效以及其他相关的数据进行跟踪整理，并对相

关数据进行优化。

图1理论数据和试验结果对比

注：理论1为锚束自由长度加联结螺杆长度（24.09m）

的理论计算值，理论2为联结螺杆长度加锚束自由长度值加

1/2锚固段长度（27.09m）的理论计算值。

六、结束语

综上所述，勘察报告中揭示出来的中风化岩层顶面等高

性、地层岩性会因为地质不均匀和实际情况存在一定的差异。

进行钻进施工时，钻进速率也会因岩性的差异而发生变化，

因此，应在岩土勘察报告的基础上分析中风化岩层的高程，

并根据钻进时效的不同按照比例取芯对比，嵌岩桩的长度会

对基桩和沉桩承载力产生影响。同时也会对工程造价造成比

较大的影响。为了保证嵌岩桩的施工质量，需要结合地质资

料确定桩的合理长度。由于单桩的承载力和基桩嵌岩深度有

着非常密切的关系，因此，要在确保单桩承载力满足设计要

求的同时，积极的对类似工程的终孔经验进行总结，不盲目

的增加进尺，提高施工的经济效益。

五、试验验证

1．仪器和设备

试验设备主要由穿芯千斤顶、反力梁、高压油泵以及对

应的油路系统构成，采用一个0.4精密油压表进行控制。使

用百分表直接读出锚杆拉伸值。

2．试验方法

本文设计选用单向单循环维持荷载法开展试验，设计采

用锚杆抗拔承载力设计值的0.1倍，设计值为700kN，荷载

观测时间安排以及加载等级如表1所示。

参考文献

[1]JT285-2010，港口工程嵌岩桩设计与施工规程[S].2010：

21.

[2]任光勇，张忠苗.一种既观测桩顶又观测桩端沉降的多参

数静载荷试验方法[J].岩石力学与工程学报，2004，（03）：

1.29加载等级/P0.10.240.500.751.00

903对应荷载/kN70175350524700

15观测时间/min55101015

表1荷载观测时间安排以及加载等级

d

510-513.

[3]JGJ79-2002、J220-2002，建筑地基处理设计规范[S].北京：

中国建筑工业出版社，2002：34.

[4]邹新军，杨眉，赵明华.高桩码头桩内嵌岩锚杆荷载传递

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[4]熊光亚，安保庆，陈向飞等.张忠旭.支持IEC61850通信规

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科技创新与应用，2014，24：74-75.的应用[J].浙江水利科技，2013，03：27-29.

3．试验结果分析

（上接第119页）同时针对该系统的多种通信方式，移动

通信与卫星通信占主导地位。但随着水电工程运行环境的逐

渐复杂化，应在研究水情自动测报系统及其通信方式上投入

更大的关注，从而为社会的稳定和经济的发展提供保证。

参考文献