1、福建LNG接收站5#、6#儲罐樁基施工難點及解決方案福建LNG接收站5#、6#儲罐樁基施工難點及解決方案：未知 摘要：針對福建LNG接收站5#、6#儲罐工程樁基工程不同階段出現的孤石、斜巖、淤泥區等施工難點，EPC項目組通過調整施工方案和制定應對措施，有效提高了鉆孔灌注樁成孔效率，縮短了樁基施工時間，保證了項目正常運行。關鍵詞：鉆孔灌注樁；樁基施工；解決方案一、工程概況福建LNG站線項目秀嶼接收站5#、6#儲罐工程，是中國海油首個自主技術、自主設計、自主建設、自主管理的16萬方全容儲罐項目，也是2016年油氣領域國家重大工程的建設項目。該項目樁基工程主要包括5#、6#儲罐的鉆孔灌注樁施工，其中
2、5#、6#儲罐各布置直徑1.2m鉆沖孔灌注樁376根，共752根。單罐施工區域總面積5600m2，樁基截面總面積約700 m2，樁位布置密度高，作業面狹小，現場采用沖孔與旋挖作業兩種施工工藝，單臺設備施工通常采用間隔跳打，以確保相鄰施工的樁不產生相互影響，同時，據設計圖紙要求，單根樁基滿足入巖至中風化持力層1-3m，項目總工程量浩大，要求進度控制科學化，組織設計、施工方案、工序銜接、樁基檢測實現最優化管理，推動項目順利實施。該工程5#儲罐自2016年4月17日樁基施工開始，實施3個月后，共累計完成86根，日均0.945根；6#儲罐在南區和北區試打期間進度維持在日均0.5根，成樁效率低，根本無法
3、保障5#、6#儲罐樁基正常工期要求，并對項目總工期構成嚴重滯后風險，同時帶來潛在的工期違約或巨額經濟索賠糾紛。項目施工區地域極為復雜，涉及填海造陸、拋石、巖土開挖等多種情況，如何有效面對樁基工程不同階段出現的施工難點，攻堅克難，成為參建各方共同專注的課題。二、樁基施工難點與問題（一） 5#儲罐存在大角度的斜巖面據施工區域巖土工程詳細勘察報分析：場地下覆740m范圍內為花崗巖層，花崗巖在與大氣、水及生物接觸過程中發生的一系列綜合作用，導致巖體風化，其風化具有典型特征球狀風化，使地層具有廣泛的不均勻性、離散性、差異性、突變性。場地內巖層層面起伏較大，局部巖層層面坡度達60以上，等高線密，巖面傾斜較
4、大，同時場地內巖層風化程度及各類風化層厚度變化很大。在施工過程中，沖擊鉆機的沖錘在接觸到基巖面時，沖錘就會沿斜面滑向一側，偏孔概率在40%60%之間。偏孔發生后，導致填石反復糾偏，偏孔糾正需1周3周，而正常單樁成孔35天，偏孔糾偏占用了大量的人力機具，嚴重影響了成孔效率，從而影響項目總體工期?，F場采取了填石糾偏、增加施工人員、增加施工機械等多種措施，但成孔效率依舊偏低，個別樁基持續施工20多天都難以成孔，樁孔內的基巖面有傾斜、不全斷面的現象較為嚴重。（二） 5#儲罐存在大量孤石LNG接收站位于秀嶼半島，站外巖石峭立，臨近海域存在多處小型孤島。5#儲罐靠近青峰巖山體，施工區域溝壑陡坎發育，亂石叢
5、生。大量孤石的存在為判巖工作造成極大困難，極易造成誤判，一旦誤判將會對整個基礎工程帶來安全隱患。在判定巖性時，業主、總包、施工三方往往存有爭議。樁基施工初期主要由沖擊鉆機進行入巖施工，孤石的強度與基巖的強度是相同的，進尺速度很慢，入巖量的增加也加大了對沖錘的磨損，修補后沖錘卡錘的幾率增加，既增加了成孔時間又增加了成孔難度。（三） 6#儲罐存在大量拋石及淤泥根據項目一期基礎資料提示，6#儲罐北區為拋石回填區，拋石區工程樁占總樁數的26.6%，約100顆。拋石厚度在11-14米左右，拋石直徑在0.3-1m左右，導致該區域成孔難度加大，同時拋石區地下水與海水相通，多次發生漏漿、塌孔、卡錘等問題，實際
6、樁徑與設計樁基產出波動性變化。6#儲罐南區為淤泥區，占總樁數的8%，約30顆。淤泥層處于流塑狀態，厚度在4-17m之間，流動性較強，導致成孔過程中出現縮孔、擴孔等問題，充盈系數不斷擴大，南區淤泥內，充盈系數最大值最大達到3.5，同時淤泥層影響距離達12米，造成施工進度持續緩慢。（四）原有消防管線、海水管線的影響5#儲罐東側、南側靠近海水管線和消防管線，海水管線和消防管線為生產運行區管線，工程施工過程中產生的震動可能會對上述造成一定影響，存在一定的安全、質量隱患。根據技術及運行人員核算，影響海水管線、消防管線的工程樁為30根，因此造成該區域無法采用沖孔鉆機成孔，對施工進度及作業順序安排造成一定的
7、影響。三、樁基施工應對措施（一）消除孤石影響的處理措施本項目所采用基樁為摩擦端承樁，樁端持力層的確定對工程質量至關重要。如誤將孤石（球狀風化體）作為樁基持力層，可能造成樁基強度不夠、建筑物產生不均勻沉降或樁基失穩等工程問題，給工程帶來極大危害；若施工中巖面判定過于保守，則會大大增加樁基工程量，延誤工程進度，造成極大經濟浪費。故準確確定持力層的埋深，對于整個樁基的質量和進度保證非常重要。超前鉆為施工勘察的一種手段，是用來探知樁基地質情況、確定樁底標高的一種技術措施，在地質情況復雜的狀況下，引入超前鉆可以給工程帶來施工質量保證、施工進度加快的優勢。EPC項目組決定引入超前鉆施工，對5#罐現場剩余樁
8、位均進行超前鉆施工勘察，以提前確定孤石情況，最大程度排除孤石做樁端持力層的可能性，從而準確定樁長及樁的入巖量。超前鉆施工，按每根樁布置1個鉆探孔的原則布孔，孔位布設于樁位中心一側200mm處或樁心位置。因工程樁是以中風化花崗巖位樁端持力層，鉆孔深度鉆入中風化花崗巖（或微風化花崗巖）不宜小于5米且不小于原?A估樁長。若鉆進過程中遇到孤石，則應鉆穿該孤石后繼續鉆至中風化花崗巖（或微風化花崗巖）不小于5米。對每個鉆孔取出的巖芯，經判巖工程師現場判定為中等微風化巖且符合終孔要求即可終孔，并留取巖芯照片。引入超前鉆后，每個樁的孤石情況都得到了確認，共完成勘探點285個，其中183個勘探點存在一個至多個孤
9、石，單個孤石最厚可達7.6米，孤石率達64.2%。球狀風化體多為強度高、硬度大多為中-微風化花崗巖，解決了判巖爭議問題，為進一步確定施工組織方案提供了可靠依據。 （二）鉆孔偏斜的處理措施由于基巖面傾斜較大，項目初期采用沖擊鉆成孔時，沖錘會沿斜面滑向一側，導致樁的中心偏位較多，難以成孔。故對沖擊鉆孔時采取了一系列措施，防止偏孔現象。具體有：保證沖擊鉆機平臺的堅實、平整；當沖擊鉆沖進至土石交界面或軟硬巖交界面時，減少沖程，采用低垂密擊的方式進行沖進，以減少沖擊偏向作用；及時清理沉渣，確保每次沖擊都能作用在新鮮的巖面上；及時更換或加焊剛度較大的錘牙，確保沖進效果；當發生孔位偏移時，不斷地向孔內填石（
10、片石或塊石）使之與巖層的強度和硬度相近，保證進尺平穩、不偏孔，強行地將偏孔段糾正過來；向孔內灌注混凝土，高度控制到樁中心不偏位的高度，待10天左右時，再用沖擊鉆機進行沖擊成孔。雖然采取了一系列措施，但由于沖擊鉆成孔工藝固有的特點，鉆頭必須沖擊到基巖面上，而5#罐地質條件又極其復雜，偏孔現象仍時有發生，嚴重耽誤了施工進程。EPC項目組決定在5#罐退出10臺沖擊鉆機，引入4臺旋挖鉆機，采用旋挖鉆成孔工藝，對基巖部分直接旋挖鉆進成孔，從源頭上解決偏孔問題。旋挖鉆成孔是利用帶有斗式鉆頭的轉桿旋轉及自身的自重，將切削的土及巖石削刮入斗筒內，提升斗筒至孔外，借助斗筒的特殊機構棄土，重復上述過程即可形成樁孔
11、。引用大旋挖施工工藝后，鉆孔偏斜的狀況得到解決，斗筒取土及棄土都比較容易，與沖擊鉆成孔相比，垂直度、孔徑、標高等均能較好控制，對確保工程工期和質量非常有利。（三）拋石區的樁基施工處理措施6#罐自防浪堤向南近30米范圍內為拋石回填區，由于拋石之間縫隙較大，當施工至拋石區時，會出現漏漿情況，容易造成塌孔現象。在充分進行現場調查及總結，現場決定在拋石區施工時先回填塊石，封堵比較大的空隙，若還出現漏漿，再采用回填紅土封堵較小空隙，沖擊鉆對回填的塊石及紅土進行沖擊反復成孔。當一定深度的空隙完全封堵后，需要繼續沖擊成孔，有可能會繼續出現漏漿情況，繼續回填塊石、紅土進行封堵，沖擊鉆機繼續反復成孔。在漲潮時由
12、于拋石區的空隙會和海水相通，造成嚴重漏漿。根據潮汐表安排沖孔時間段、間歇時間和灌注時間，在落潮時進行沖擊成孔和混凝土灌注，在漲潮時暫時性停止施工，避免因為沖擊對拋石造成擾動而造成的漏漿情況加重。（四）淤泥區的樁基施工處理措施6#儲罐南區為淤泥區，淤泥層處于流塑狀態，流動性較強，導致成孔過程中出現縮孔、擴孔等問題。在施工時發現，淤泥區施工最大影響距離達12米，間隔跳打方案成為首選方案，現場重新布置2臺大型旋挖機，由之前的間隔一根樁進行施工，調整至間隔三根樁進行施工，最大程度上減少了對淤泥層的擾動。確保在樁混凝土灌注完成之后，待混凝土初凝之后進行相鄰樁的施工作業，避免因混凝土沒有進行初凝，就在相鄰
13、樁進行作業造成混凝土流動，影響成樁質量。在混凝土灌注過程中，通過增加導管的插拔，增加淤泥段混凝土灌注充盈系數，避免因混凝土灌注完畢后，淤泥進行回流，造成樁的樁徑小于設計樁徑，保證施工質量。（五）原有海水管線的防護措施為重點防護原有海水管線，現場采用多項措施，保證了現場安全、合理施工。由專業技術團隊對開展埋地海水管道止推墩結構荷載復核并出具相關報告。同時，在海水管線過路口增設沉降觀測點，當有重載車輛通過后，專業測量工程師定期測量沉降情況，隨時關注對海水管線的影響；對罐區域消防管線可能受重載情況，開展管線受力計算，復核管線在上部重載作用下，管?的受力和變形情況。對距離海水管線20m、距離消防管線1
14、0m范圍內樁（共計30顆），采用大功率旋挖機施工，替代錘擊鉆孔的方式，減小對管線的擾動，以保護海水和消防管線。四、結語該項目樁基施工階段遭遇了多種典型樁基施工困難，多次出現孤石、偏孔、漏漿、塌孔等不利因素，面對異常復雜的地質條件，通過現場調整施工方案、合理優化分析、制定應對措施，使單根樁成孔耗時由最初的144.3h，縮減為31.5h，成孔效率提高了4.58倍，大大縮短剩余樁基工期，保障了項目總體工期。綜上所述，在樁基工程實施階段，建議參建各方應盡早研讀地質勘查資料，確立合理高效的施工工藝，提高技術水平，有效保障項目進展，減小不必要的工期和損失。參考文獻：1陳建寧，淺談斜巖地層沖孔樁的偏孔預防及糾偏措施J.建筑工程技術與設計，2014.6.2虞軍明，對旋挖鉆孔樁的質量控制的探究J.城市建設理論研究，2012.12.3許杰，PDCA循環模型在福建LNG項目5#儲罐工程樁施工進度中的應用J.工程建設與設計，2017.5.
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