灌注樁在碼頭施工中的應(yīng)用

葉凱　姚莎莎

摘 要：碼頭灌注樁施工隱蔽性強(qiáng)、水上作業(yè)難，在施工中很難避免產(chǎn)生樁的質(zhì)量問題，因此，鉆孔灌注樁在水運(yùn)工程中應(yīng)用廣泛，灌注樁基礎(chǔ)施工中，采用后注漿法施工工藝對(duì)大直徑鉆孔灌注樁施工中存在的樁底沉渣和樁側(cè)泥皮過厚等質(zhì)量缺陷進(jìn)行修復(fù)，可大幅提高樁基礎(chǔ)的承載能力。文章從后注漿法灌注樁施工工藝出發(fā)，指出施工技術(shù)的要點(diǎn)，進(jìn)而總結(jié)常見問題的處理方法，可供同類鉆孔灌注樁基礎(chǔ)工程施工參考。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；碼頭施工；后注漿法

后注漿法鉆孔灌注樁施工工藝是我國(guó)近年來開發(fā)成功的一種樁基施工新技術(shù)，能夠有效加固樁基軟弱土，提高樁基承載力，降低沉降量。改善了傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁在土層較厚、基巖較深處需要靠擴(kuò)大樁徑及樁端需進(jìn)入基巖才能滿足設(shè)計(jì)要求的不太經(jīng)濟(jì)的處理模式。

1 后注漿法灌注樁的施工工藝

加固鉆孔灌注樁時(shí)采用后注漿工藝能使樁底沉渣和樁側(cè)泥皮被漿液固化，形成較堅(jiān)硬的水泥土，消除沉渣對(duì)承載力的不利影響；注入水泥漿能對(duì)卵礫、中粗砂等粗顆粒土層起充填和膠結(jié)作用，加固周圍土體、增強(qiáng)樁側(cè)摩阻力；劈裂注漿的加筋效應(yīng)能在粘土、粉土和粉細(xì)砂等細(xì)顆粒土層中形成復(fù)合土，水泥土復(fù)合體能增強(qiáng)對(duì)基樁的承載作用，加大樁側(cè)摩阻力，從而提高單樁承載力。后注漿法灌注樁的主要施工工序包括：成孔→制作灌注樁鋼筋籠→制作注漿管→清孔→綁扎注漿管→下放鋼筋籠→澆筑灌注樁混凝土→后注漿。后注漿加固時(shí)首先要按設(shè)計(jì)水灰比制備漿液，不斷攪拌的水泥漿經(jīng)過濾后會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)漿桶，連接注漿泵、加筋軟管和樁身注漿管，打開排氣閥開泵放氣，關(guān)閉排氣閥后先要試壓清水，待注漿管道通暢后再壓注水泥漿液。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

施工中在制作鋼筋籠的同時(shí)要制作注漿導(dǎo)管，樁端注漿導(dǎo)管選用DN25、壁厚3.25mm的焊接鋼管，樁側(cè)注漿導(dǎo)管選用DN20、壁厚2.75mm的焊接鋼管，連接處采用套管焊接，鋼管連接后不得滲漏。灌注樁底部的注漿管出口要比鋼筋籠長(zhǎng)出約5.0cm，上端高出地面約20.0cm。注漿管底部20.0cm將制成注漿噴頭，用鉆頭均勻鉆出4排間距3.0cm、直徑3.0mm的注漿孔。在噴頭上方設(shè)單向止回閥，保證注漿時(shí)水泥漿通過注漿孔壓入土層中，當(dāng)灌注混凝土?xí)r保證混凝土不會(huì)將注漿管堵塞。在灌注樁鋼筋籠內(nèi)側(cè)對(duì)稱焊接2根樁端注漿管，在鋼筋籠外側(cè)綁扎2根樁側(cè)注漿管。在吊放鋼筋籠的過程中要注意保護(hù)注漿管，鋼筋籠不得扭曲以免損壞注漿管，嚴(yán)格按照規(guī)范要求灌注混凝土。

高壓注漿系統(tǒng)由漿液攪拌器、帶濾網(wǎng)的貯漿斗、高壓注漿泵、壓力表、高壓膠管、預(yù)埋注漿導(dǎo)管和單向閥等組成。高壓注漿泵是實(shí)施后注漿的主要設(shè)備，一般注漿泵的額定壓強(qiáng)為6.0～12.0MPa、額定流量為30.0～100L/min。漿液攪拌器的容量應(yīng)與額定注漿流量相匹配，攪拌器漿液出口處應(yīng)設(shè)置水泥漿濾網(wǎng)，避免水泥團(tuán)被吸入注漿導(dǎo)管內(nèi)而造成堵管或爆管。高壓注漿泵與注漿管之間的連接采用能承受大于2倍最大注漿壓力、長(zhǎng)度≤50.0cm的加筋管，輸漿軟管與注漿管之間設(shè)置卸壓閥。采用與灌注樁混凝土相同強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥與清水拌制水泥漿液，根據(jù)地下土層情況適時(shí)調(diào)整水灰比，一般控制在0.6～0.8之間。正式注漿前為保證注漿管路的暢通要先用高壓清水將注漿管出口密封管閥沖開。開塞時(shí)宜采用逐步升壓法，壓力驟降、流量突增表明通道已經(jīng)開通，應(yīng)立即停機(jī)防止水大量涌入地下。原則上不允許普遍開塞，開塞后應(yīng)立即進(jìn)行連續(xù)注漿，注漿壓力為2.0～4.0MPa，由小到大逐級(jí)增加，

注漿流量為75.0L/min。單個(gè)筒倉(cāng)注漿時(shí)先對(duì)筒壁下部的基樁注漿，然后按由外至內(nèi)的順序?qū)ν矀}(cāng)內(nèi)部的基樁注漿；單樁注漿時(shí)先由上而下進(jìn)行樁側(cè)注漿，后進(jìn)行樁端注漿。

3 施工中常見問題的處理

當(dāng)2根樁端注漿管之一的注漿閥開啟不暢時(shí)，可通過另一根樁端注漿管補(bǔ)注，直到該樁的樁端水泥用量達(dá)到2.4～3.0t時(shí)為止。當(dāng)2根樁端注漿管的閥門均不能打開時(shí)，可用鉆芯取樣機(jī)在樁側(cè)鉆出2個(gè)直徑100mm的對(duì)稱鉆孔，孔底比樁底高程低5.0cm，在鉆孔內(nèi)重新下放直徑48.0mm的聲測(cè)管，先向聲測(cè)管外注漿，在上端2.0m范圍內(nèi)人工挖孔，使用混凝土封堵上端，注漿5d或水泥漿強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，再通過聲測(cè)管向樁端注漿。當(dāng)注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間低于正常值，或地面冒漿、周圍樁孔串漿時(shí)，應(yīng)改用間歇30～60min的注漿方式，或調(diào)低漿液的水灰比。當(dāng)注漿總量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，或注漿總量已達(dá)設(shè)計(jì)值的75%、注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力的1.5倍時(shí)可終止注漿。在鉆孔灌注樁施工中，防止塌孔的措施：在開始鉆孔樁施工前，對(duì)陸地鉆孔樁樁位處采取清除雜物、換除軟土、整體夯實(shí)方法對(duì)鉆機(jī)的作業(yè)面進(jìn)行處理，以確保護(hù)筒周邊土質(zhì)不宜松動(dòng)，滿足施工荷載的要求；鉆孔樁施工時(shí)鉆孔內(nèi)的水頭壓力要滿足施工要求，而不至于產(chǎn)生孔內(nèi)坍塌。鉆孔樁在施工過程中，在硬粘性土層中，宜用“低速鉆進(jìn)、自由進(jìn)尺”；在普通粘土中，宜采用“高速鉆進(jìn)、自由進(jìn)尺”；在砂土中，宜用“低中速鉆進(jìn)、控制進(jìn)尺”；保證向鉆孔內(nèi)連續(xù)補(bǔ)充泥漿，維持護(hù)筒內(nèi)應(yīng)有的水頭，防止孔壁坍塌，要配備相配套的泥漿泵，以確保泥漿供應(yīng)的連續(xù)；在吊放鋼筋骨架時(shí)發(fā)生的坍塌，主要是由于地面指揮或吊車司機(jī)操作不當(dāng)造成吊放時(shí)垂直度不足造成的。因此要嚴(yán)格施工管理，不得發(fā)生泥漿水進(jìn)入導(dǎo)管的質(zhì)量事故。一旦生發(fā)上述事故，可采取如下的處理措施：澆筑混凝土之前，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即提起到導(dǎo)管進(jìn)行檢查，對(duì)漏水部位進(jìn)行嚴(yán)格的防水處理后，再重新放入樁孔中。在反循環(huán)鉆孔法的成孔施工中，鉆孔速度不宜過快，如果孔壁未形成有效泥漿膜，施工中將易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。成孔速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況并參照相應(yīng)規(guī)范選取，對(duì)于淤泥質(zhì)等非常軟弱的地質(zhì)，如果成孔速度過快，造孔的樁孔將很不規(guī)則，對(duì)于砂、砂礫等土層若成孔速度過快，會(huì)產(chǎn)生樁的徑向擺動(dòng)，而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，孔中水的向下流速超過12m/min，在負(fù)壓的作用下，孔壁非常容易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。由于地質(zhì)構(gòu)造或其他特殊原因，在灌注樁的成孔過程中，發(fā)現(xiàn)樁孔中產(chǎn)生沼氣、天然氣、硫化氫等有害氣體，全套管施工中，當(dāng)需要在孔口附近進(jìn)行焊接鋼筋骨架時(shí)，焊接的電火花會(huì)點(diǎn)燃樁孔內(nèi)可燃性氣體而發(fā)生爆炸的質(zhì)量事故。為避免上述事故的發(fā)生，在進(jìn)行焊接作業(yè)前，首先利用有害氣體探測(cè)器或火繩等檢查樁孔中是否存在有害氣體，一般情況下，樁孔中的可燃?xì)怏w，應(yīng)用注水法排除孔中的有害氣體；當(dāng)氣體量較少時(shí)，也可以利用火繩等將有害氣體燃燒掉。

4 結(jié)語

在鉆孔灌注樁施工作業(yè)過程中，后注漿工藝在提高灌注樁的單樁承載力、改善樁身荷載傳遞性狀和減小沉降方面有顯著地效果，不僅能夠縮短樁長(zhǎng)、減小樁徑，而且還能提高生產(chǎn)率和節(jié)約建設(shè)投資。在碼頭工程中應(yīng)該嚴(yán)格遵照規(guī)范要求進(jìn)行施工，強(qiáng)化質(zhì)量管理意識(shí)，以確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量符合規(guī)范要求，為碼頭工程施工提供相關(guān)參考。

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