淺談當(dāng)前港口工程中水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)

李思強

【摘 要】近年來，在各類建筑工程中，鉆孔灌注樁施工方法運用的尤為廣泛。此施工方法可以適應(yīng)復(fù)雜多樣的地質(zhì)條件，施工噪聲小、成本低、安全、設(shè)備簡單、抗震性能比較好。本文主要對港口工程的水下鉆孔灌注樁施工過程中常見的質(zhì)量問題和預(yù)防方法進行了分析。

【關(guān)鍵詞】港口工程；水下鉆孔；灌注樁；施工

引言

鉆孔灌注樁施工相對于一般的施工工藝來說是一種比較先進的技術(shù)，因此在對其進行使用過程中，必須要嚴(yán)格要求使用工序。每一道施工都必須嚴(yán)格按照程序來執(zhí)行，任何一個錯誤都可能帶來不可挽回的損失。本文希望通過對鉆孔灌注樁施工方法的研究，能夠給予現(xiàn)實工程建設(shè)一定的幫助，從而保證工程質(zhì)量的安全性，避免事故的發(fā)生。從根本上提高工作效率，促進社會和經(jīng)濟的發(fā)展。

一、港口工程水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)

1、鉆孔施工過程

1.1正循環(huán)鉆孔施工方法

鉆機轉(zhuǎn)動起來帶動鉆桿和鉆頭同時運轉(zhuǎn)進而達到破石削土的目的，在鉆孔的時候利用泥漿來保護孔壁并且?guī)ё呖變?nèi)的一部分殘渣，鉆桿、泥漿泵、鉆孔、泥漿池這幾個設(shè)施構(gòu)成了泥漿運動的整個循環(huán)過程，這整個過程叫做正循環(huán)施工方法。如圖1所示：泥漿經(jīng)過泥漿泵到達鉆桿內(nèi)部后經(jīng)鉆頭噴出，這樣就可以使碎渣沿著孔和鉆桿之間的空隙溢出孔口，從而到達預(yù)先設(shè)置好的泥漿池內(nèi)，經(jīng)過沉淀以后下次繼續(xù)使用，這樣周而復(fù)始的運行就可以將整個孔內(nèi)的碎渣排除。

1.2反循環(huán)鉆孔施工方法

進行反循環(huán)鉆孔施工時，回轉(zhuǎn)鉆進的方法是把護筒設(shè)在樁的頂端，護筒的直徑應(yīng)大于樁直徑約15%，護筒中的水面應(yīng)比自然水位高超過2m，才能保證孔壁的每一部分的靜水壓力都大于0.02MPa，這樣就可以保證孔壁不會倒塌，從而取消套管，鉆機一開始工作，旋轉(zhuǎn)盤就使鉆頭在不斷的鉆挖，隨著鉆機的不斷推進，泥漿就從孔壁與鉆桿的空隙之間進入低端，然后經(jīng)過循環(huán)到達地面，這樣就可以帶走孔內(nèi)存在的一些渣土，此外，沖洗液再次流入孔中，如此反復(fù)的進行上述過程，這種方法就稱為反循環(huán)鉆進法。

2、清孔過程的質(zhì)量監(jiān)測

2.1清孔目的

清孔可以使孔內(nèi)的泥漿不斷更換，這樣就可以有效的降低泥漿的粘度、相對密度等指標(biāo)，那么孔底沉降的渣土就會不斷減少，那么就會避免樁孔由于泥漿的沉淀的原因而塌陷。尤其是伴著施工工藝的不斷進步，大直徑鉆孔樁已被廣泛運用，施工時，孔底殘渣的完全清除可以在很大程度上利用樁底部的原有土層進行支撐，增加直徑較大樁的承受能力。進行混凝土水下灌注之前，應(yīng)將孔清理干凈，能夠準(zhǔn)確的測量、灌注，并且混凝土質(zhì)量得到保障，不會出現(xiàn)大的質(zhì)量問題。

2.2清孔的新型技術(shù)

使用空壓機式吹砂管的反循環(huán)進行清孔原理為：使用軟風(fēng)管把空氣吹入管底，將相對密度較小的此混合物從吹砂管排出，讓泥漿快速流動與樁孔沉渣的排出同時進行，此外，已沉淀的泥漿再次流回，維持管孔中的原水位，直至清理沉渣的程度滿足設(shè)計規(guī)范和施工要求。這種方法也是使用氣體進行上舉從而清孔法的一種，也叫氣舉法。優(yōu)勢：清孔耗時較少，可迅速高效地清孔，即使樁孔較深亦可以保持較高的清孔效率。因為時間較少，使用高速能降低塌孔和直徑縮小的概率。劣勢：清孔機械較多，施工步驟繁雜，常常由于工序過多而產(chǎn)生錯誤，從而引起不必要的麻煩。同時，吹砂管連接頭的連接方法如果使用法蘭進行銜接，就可能造成接、拆管過程的時間過長，使用管卡進行連接則很可能引起掉管從而產(chǎn)生事故?？諌簷C吹砂管的反循環(huán)清孔法的主要劣勢是吹砂管的直徑不大，清除孔底殘留粗渣的效率與使用其他方法清除明顯沒有優(yōu)勢。

二、鉆孔灌注樁施工常見的質(zhì)量問題

1、縮頸

在具體施工過程中容易出現(xiàn)實際的孔徑小于圖紙上設(shè)計孔徑的情況，也稱縮頸。一般來說，縮頸是由于塑性土膨脹造成的。塑性土有受水浸濕后膨脹，失水后收縮的特性，故在其上的建筑物隨季節(jié)變化而反復(fù)產(chǎn)生不均勻的升降，可高達10cm，使建筑物受到破壞。這種破壞，使建筑物產(chǎn)生大量豎向裂縫，端部斜向裂縫和窗臺下水平裂縫，內(nèi)外山墻對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪上脹隆起，出現(xiàn)縱向長條和網(wǎng)格狀裂縫，使建筑物開裂和損壞。一般成群出現(xiàn)，尤以對低層平房帶來極大的危害，往往不易修復(fù)。由此可見，縮頸可以對工程的質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。

2、樁底沉渣過多

樁底沉渣量過多會嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量，會影響建筑的使用，威脅正常的安全生產(chǎn)。有很多因素可以造成樁底沉渣過多。例如在工程施工過程中，如果清孔不干凈或者沒有進行二次清孔這個流程。同時，鋼筋籠吊起過程中就會增加樁底的沉渣。因為鋼筋籠的重量很大，不易控制。一旦吊起的鋼筋籠不能對準(zhǔn)孔位，在吊起的過程中不斷的碰撞孔壁就會致使孔壁上的泥土脫落到樁底。注水后，慢慢形成沉渣。值得注意的是，清孔后樁底沉渣也可以增加。如果從清孔后到灌注的時間過長，也會導(dǎo)致孔內(nèi)的泥漿沉積，逐漸變成沉渣。

3、卡管

在鉆孔灌注樁施工過程中常常會出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞的現(xiàn)象，也稱其為卡管。造成這種問題的原因有許多，例如導(dǎo)管的法蘭盤滲水，導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)的混凝土中間被水層隔開，混凝土在導(dǎo)管內(nèi)不能自由流動，最終導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞。導(dǎo)管出現(xiàn)裂縫也會導(dǎo)致卡管現(xiàn)象的發(fā)生，有的導(dǎo)管管壁太薄，在施工過程中又不斷的發(fā)生摩擦，造成管壁出現(xiàn)裂縫。由于孔內(nèi)的水壓較大，導(dǎo)管中的水可以把管內(nèi)的混凝土稀釋，從而混凝土就缺少了靈活地流動性，在管內(nèi)的混凝土與管壁的摩擦力就增加了，進而就出現(xiàn)了卡管。

三、預(yù)防措施

1、預(yù)防縮頸的方法

在工程施工過程中，選好材料很重要。一定要使用優(yōu)質(zhì)泥漿，這樣可以大大地降低失水量。在鉆孔完成時需要增加泵的力度，使鉆孔速度增加，這樣在成孔的這段時間內(nèi)孔壁上會形成一層泥皮。既可以阻止孔壁滲水，又能夠避免膨脹。但是孔壁上形成泥皮又會影響樁身與土體的結(jié)合效果，孔內(nèi)的泥漿也會對泥漿中的流動水產(chǎn)生壓力從而導(dǎo)致自由水向樁下的土體中流動，土體會慢慢軟化從而降低強度和摩擦力，會影響樁的承載能力。所以在施工時，如果出現(xiàn)縮頸，需要反復(fù)上下掃孔來擴大孔徑增加樁的承受能力。

2、防止卡管的方法

一定要避免導(dǎo)管壁上出現(xiàn)裂縫。通常是因為導(dǎo)管壁用料太薄才會導(dǎo)致導(dǎo)管壁出現(xiàn)裂縫，當(dāng)然這也與導(dǎo)管的使用年限太長而受到磨損而形成。這就要求在導(dǎo)管制作使用的材料上要嚴(yán)格控制，要使用大于3cm的鋼板，保證厚度才可以保證導(dǎo)管壁的耐磨度。如果使用舊導(dǎo)管時要注意進行檢查，若不符合厚度要求應(yīng)該馬上更換新的導(dǎo)管。在導(dǎo)管的制作上應(yīng)該注意焊縫處必須要結(jié)實，不能漏水，成品需要經(jīng)過檢驗，如果不合格需要補焊更換新的材料。最后在混凝土的使用上也應(yīng)該尤為注意，要科學(xué)配置混凝土，根據(jù)具體材料按比例配置。另外，混凝土的灌注應(yīng)該是一個連續(xù)的過程，不要有間斷，否則容易導(dǎo)致混凝土離析。

3、防止樁底沉渣過多的方法

鉆孔完成后應(yīng)該注意清孔，應(yīng)該間隔30min循環(huán)清孔，同時要采用優(yōu)質(zhì)泥漿。在泥漿的調(diào)配上要注意泥漿的比重和粘合度，不可以使用清水與泥漿置換。在鋼筋籠的吊放過程中要保證鋼筋籠的穩(wěn)定性，使鋼筋籠中心與樁的中心盡量保持在同一條直線上，避免碰撞孔壁而致使泥土脫落而增加沉渣。在鋼筋籠使用過程完成后應(yīng)該檢查樁底的泥沙沉淀量，如果超過對沉渣的規(guī)定那就應(yīng)該再次進行清孔，以便最終達到沉渣量符合規(guī)定的要求。

結(jié)束語

隨著我國各大港口的不斷發(fā)展，我國的航運建設(shè)也取得了一定的成就，各種適應(yīng)港口工程的新技術(shù)層出不窮，鉆孔灌注樁施工方法由于它自身的優(yōu)越性而受到大眾的青睞。要想保證港口工程的質(zhì)量，在施工的各個階段都必須認(rèn)認(rèn)真真做好每一道程序。

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