1、水沖樁施工技術(shù)二航局第三分公司 朱望紅 王 勇一、概述一般錘擊沉樁要穿過連續(xù)層厚815m、標(biāo)貫N>20擊的砂層是很困難的，碰到這種情況，可行的辦法是改為水沖樁。江陰長江拆船廠碼頭工程為新建5萬噸級(jí)散貨碼頭，共有樁基838根。其結(jié)構(gòu)型式為600*600mm預(yù)應(yīng)力砼方樁，原設(shè)計(jì)全部為干打樁，分析地質(zhì)資料，樁基很難穿過密實(shí)的粉細(xì)砂層，建議設(shè)計(jì)院改為水沖樁。設(shè)計(jì)院將樁長為22m25m的樁未作變更，仍為干打樁，共計(jì)75根；將樁長為27m46m的樁變更為水沖樁，共計(jì)763根。二、地質(zhì)情況經(jīng)地質(zhì)資料反映，地質(zhì)情況自上而下可分為四層，詳見下表：層次地層名稱含水量(%)天然重度kN/m3孔隙比塑性指數(shù)液性

2、指數(shù)直快修正后標(biāo)貫擊數(shù)樁側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值kPa樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值kPa內(nèi)聚力kPa內(nèi)摩擦角°1淤泥質(zhì)粉細(xì)粘土1.682粉土夾粉砂26.019.50.7438.80.825.833.112.17213003粉細(xì)砂24.019.60.7054.934.727.39042004粉質(zhì)粘土29.919.10.84911.30.735.8123.714.2三、船機(jī)設(shè)備1. 本工程選用了三條打樁船施工，性能如下表：序號(hào)樁船名稱樁錘型號(hào)水泵型號(hào)1航工樁八D100TBDW150-30*62大橋樁一MH72BTBDW150-30*63舟定樁一D60TBDW150-30*62.水泵性能如下：水泵型號(hào)流量(m3/h

3、)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電機(jī)功率(kW)效率(%)必須汽蝕余量(m)出水口處水壓(MPa)TBDW150-30*61551741480132773.52.03.水沖管噴頭結(jié)構(gòu)圖如下：75mm側(cè)面噴口46mm28mm四、水沖沉樁工藝沉水沖樁前，應(yīng)先將水沖管穿入樁內(nèi)的空腔中，水沖管下口應(yīng)伸出樁尖20cm。樁船吊樁后，接通水沖線路，開動(dòng)水泵，將水壓提升到0.3MPa，然后下樁，根據(jù)下沉的速度慢慢加大水壓，最大控制在1.7MPa，下樁過程中不得錘擊，樁應(yīng)在水沖的作用下依靠自重下沉，當(dāng)不能依靠自重下沉?xí)r方可錘擊，但應(yīng)少錘多沖，穿過砂土層后，進(jìn)入粉質(zhì)粘土層時(shí)，應(yīng)加大水沖時(shí)間，盡量少錘擊。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水沖管

4、頂部上升大于20cm時(shí)應(yīng)停止錘擊，繼續(xù)水沖，采取邊水沖、邊錘擊的方法將樁沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高1m，然后將水壓減小至0.1MPa，直接錘擊至設(shè)計(jì)標(biāo)高。五、水沖沉樁注意事項(xiàng)1. 適用范圍在砂土地基錘擊沉樁困難時(shí)，可采用水沖錘擊沉樁。粘土層或粘土夾砂層不易被水沖散，在這種情況下是不能考慮水沖錘擊沉樁的。由于水沖樁的施工工藝比干打樁的施工工藝復(fù)雜，所以，采用水沖錘擊沉樁前，必須經(jīng)過充分的論證。2. 水沖方式本工程采用內(nèi)沖外排與內(nèi)沖內(nèi)排相接合的方式沉樁。沉樁剛開始時(shí)，由于地質(zhì)較軟，經(jīng)水沖散后的泥砂直接從樁尖外口排出；當(dāng)樁基沉至一定的深度后，樁尖外側(cè)阻力不斷變大，泥砂將不能從樁尖外側(cè)排出，而是沿著樁內(nèi)空腔從樁頂

5、排出，形成內(nèi)沖內(nèi)排。水沖管下口伸出樁尖20cm是保證泥砂能夠被沖散和排出的關(guān)鍵，在施工的各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)加強(qiáng)檢查。3. 水壓控制水壓應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況不斷變化。沉樁剛開始時(shí)，將水壓控制在0.3MPa左右，只要樁在沖水的情況下能夠依靠自重順利下沉，水壓就不要加大。當(dāng)樁下沉困難時(shí)，可加大水壓，增加值以0.2MPa為一檔，依次增加。施工中要加強(qiáng)水路的檢查，發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)及時(shí)處理，減小水壓的損失。本工程由于水沖線路中的軟管所承受的壓力約為1.8MPa，將水沖時(shí)的最大壓力控制在1.7MPa以下，遇到地質(zhì)較硬的情況時(shí)，沖水的時(shí)間就要加強(qiáng)了，影響了沉樁的速度，在以后的施工中應(yīng)加以改進(jìn)?？傊?，水壓過大，容易造成沉樁偏位過

6、大；水壓過小，沉樁速度太慢。為保證沉樁質(zhì)量和速度，水壓要在施工中不斷摸索和總結(jié)，根據(jù)不同的地質(zhì)確定合理的水壓。4. 下樁速度下樁速度也是水沖沉樁能否成功的關(guān)鍵。下樁速度的快慢應(yīng)以樁在下沉過程中能夠保證內(nèi)沖外排的水路暢通為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)較軟時(shí)，樁在水沖和自重的作用下下樁速度非?？?，并有可能溜樁，如果發(fā)生該現(xiàn)象，水路很容易被堵，水路堵塞后，即使加大水壓，水路也不容易暢通了，樁很有可能沉不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，所以樁在剛開始下沉?xí)r就應(yīng)帶緊吊樁的鋼絲繩，使其下沉速度在2m/min左右。5. 錘擊時(shí)間當(dāng)樁不能依靠自重和水沖的作用下沉了，就可以開始錘擊。第一次錘擊的擊數(shù)宜控制在35擊，因?yàn)檫@時(shí)候水沖的時(shí)間相對(duì)較長，地

7、質(zhì)比較松散，若錘擊的擊數(shù)不加以控制，可能發(fā)生溜樁。若樁在錘擊的作用下貫入度比較正常，則可繼續(xù)錘擊，錘擊的過程中水壓保持不變。當(dāng)貫入度小于5cm或者水沖管頂部上升大于20cm時(shí)，應(yīng)停止錘擊，繼續(xù)水沖，剛開始的排出來的水是渾濁的，當(dāng)水變清時(shí)，再開始錘擊。總之，水沖樁應(yīng)采取邊水沖、邊錘擊、以水沖為主、少錘擊多水沖的方法將樁沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。6. 停水和停錘標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)樁沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高1m，應(yīng)將水壓減小至0.1MPa，直接錘擊至設(shè)計(jì)標(biāo)高。7. 樁錘選型本工程的樁錘選用了D100、MH72B、D60三種錘型，錘擊能量相差很大，但樁基的承載力和樁頂標(biāo)高均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，所以，水沖樁對(duì)樁錘型號(hào)的要求不高，只有當(dāng)水沖沉樁困難時(shí)，錘型大可以將樁作為干打樁沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。六、結(jié)束語本工程的樁基經(jīng)高應(yīng)變檢測，樁身完整、承載力均符合設(shè)計(jì)要求。但以下問題在以后的施工中要不斷探索和改進(jìn)：1.沉樁的速度與水沖的壓力和錘擊數(shù)關(guān)系很大。水壓大，沉樁速度快、樁基偏位大，錘擊數(shù)多，沉樁速度快、樁頂破損率高，但容易造成樁沉不到設(shè)計(jì)標(biāo)高；反之，沉樁質(zhì)量好，但工期難以保證。