水運(yùn)工程灌注樁設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)解析

陳穎

摘要：由于水運(yùn)工程相對(duì)于工民建工程具有自身的特殊性，給灌注樁施工帶來(lái)了一些施工困難，對(duì)此，文章對(duì)水運(yùn)工程灌注樁設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)與解決措施進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：水運(yùn)工程；灌注樁設(shè)計(jì)；施工難點(diǎn)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水運(yùn)工程發(fā)展的大型化的趨勢(shì)也不斷的在加快，船塢、港口的吊機(jī)起重變得越來(lái)越大，水運(yùn)工程當(dāng)中灌注樁基礎(chǔ)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，成為當(dāng)前水運(yùn)工程當(dāng)中不可缺少的一個(gè)部分。

一、灌注樁施工技術(shù)的概述

根據(jù)成孔的不同方式，灌注樁分為許多種類型，其中應(yīng)用最為廣泛的則是鉆孔灌注樁和嵌巖灌注樁。鉆孔灌注樁根據(jù)護(hù)壁的形式，又可以細(xì)分為全套鉆孔灌注樁和泥漿護(hù)壁灌注樁。在各種類型的工程中，往往采用后一種形式。泥漿護(hù)壁施工方法可以對(duì)鉆具起到潤(rùn)滑的保障效果，在孔壁內(nèi)形成的泥皮，防止鉆孔的塌陷。這是一種較為新型的灌注樁技術(shù)，在我國(guó)建筑工程，包括在水運(yùn)工程當(dāng)中，起著重要的作用。嵌巖灌注樁適用于各種較為復(fù)雜的地質(zhì)，與其它類型的樁基相比，嵌巖鉆孔灌注樁具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是嵌巖部分充分利用基巖的承載性能，具有較高的側(cè)阻力和樁端阻力；二是因基巖壓縮性小，單樁的沉降小，群樁沉降不會(huì)因群樁效應(yīng)而增大，群樁承載力也不會(huì)因群樁效應(yīng)而降低；三是以嵌巖樁為基礎(chǔ)的建筑物在地震過(guò)程中所產(chǎn)生的地震效應(yīng)弱，抗震性能較好。但群樁嵌巖鉆孔灌注樁要求每根樁都必須合格，不允許有任何疏忽，這就要求施工技術(shù)人員把好每個(gè)質(zhì)控要點(diǎn)。嵌巖灌注樁也存在最幾個(gè)缺點(diǎn)，施工工期較長(zhǎng)，施工難度較大，比較耗時(shí)、耗勞動(dòng)力。隨著成樁深度越來(lái)越深，嵌巖灌注樁施工的難度也越來(lái)越大，成本也會(huì)增加。

二、水運(yùn)工程灌注樁設(shè)計(jì)中質(zhì)量控制

1、對(duì)成孔進(jìn)行質(zhì)量控制。混凝土灌注樁施工中的一個(gè)重要的組成部分便是成孔，如果成孔的質(zhì)量控制的不好，就會(huì)產(chǎn)生塌孔、樁孔偏斜、縮徑等問(wèn)題，還會(huì)出現(xiàn)影響樁身的質(zhì)量和使樁承載力下降等問(wèn)題。所以，在成孔的施工質(zhì)量控制方面我們應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)控的力度，保證樁身成孔垂直的精度，這是灌注樁能夠進(jìn)行順利施工的重要條件之一，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將沒(méi)有辦法沉放，另外，還要確保樁頂和樁位的成孔深度，并對(duì)回填土的密實(shí)程度進(jìn)行認(rèn)真地檢查，防止鉆孔的過(guò)程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。

2、加強(qiáng)清孔工作。清孔主要是清除孔底的沉渣，孔底沉渣是影響灌注樁承載力的重要因素之一。清孔是利用泥漿在流動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣，讓沉渣中的砂礫和巖粒處在懸浮的狀態(tài)下，然后利用泥漿膠體的粘結(jié)力，讓沉渣隨著泥漿的循環(huán)流出樁孔，最終將孔中的沉渣處理干凈。

3、對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行控制。對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)保書進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，鉆孔灌注水下混凝土的施工在當(dāng)前采用最多的是導(dǎo)管灌注技術(shù)，混凝土中的離析現(xiàn)象是比較普遍存在的，但是良好的配合比可以讓離析的程度減小，所以，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的配合比例我們要按照水泥品種、石料規(guī)格、砂等材料的含水率的變化進(jìn)行反復(fù)的調(diào)整，這樣才能夠讓每一根樁的配合比十分完美，在混凝土攪拌前要進(jìn)行復(fù)核配合比并確保其準(zhǔn)確性，我們要進(jìn)行嚴(yán)格地測(cè)試和計(jì)量的管理，并將原始材料情況和制作試件情況完整記錄。在運(yùn)用混凝土灌注的時(shí)候要加強(qiáng)對(duì)混凝土坍落度的控制并且加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間的控制，防止夾泥、斷樁等現(xiàn)象的發(fā)生。

三、常見(jiàn)的灌注樁設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)

1、吹填區(qū)及拋石區(qū)灌注樁的設(shè)計(jì)施工

船塢的吹填區(qū)，需要在較為軟質(zhì)的地基上灌注施工，因此，設(shè)計(jì)施工較有難度。其中主要有兩個(gè)難點(diǎn)，一個(gè)難點(diǎn)是地基的承載能力太差，鉆孔設(shè)備不容易駐位使用。另一個(gè)難點(diǎn)是，軟質(zhì)的地基往往塌陷嚴(yán)重，因此無(wú)法完全保證樁孔的形狀，甚至有可能由于鉆孔設(shè)備的震動(dòng)而導(dǎo)致樁孔的移位。

2、碼頭拋石棱體上灌注樁的設(shè)計(jì)施工

以大連中遠(yuǎn)船務(wù)海工制造區(qū)碼頭工程為例。碼頭后方建有能夠接納萬(wàn)噸級(jí)造船的平臺(tái)滑道板。建設(shè)此碼頭，水上施工的順序是先進(jìn)行沉箱安裝，然后則是墻后回填，完成這兩道工序，則能夠形成陸域施工條件，之后才能進(jìn)行灌注樁施工。但是由于拋石棱體連接著拋石基床，海水相通導(dǎo)致灌注樁護(hù)壁泥漿的滲透特別嚴(yán)重，以致無(wú)法正常成孔，給施工造成極大不便和困難。泥漿護(hù)壁有其自身的原理，采用鉆孔中填充粘土的方式造漿，從而較少其塌落量，保證樁孔形狀的形成。為了減少沉箱后方的壓力，設(shè)計(jì)施工人員一般選擇體積大的石塊，而沉箱基礎(chǔ)也是由石塊構(gòu)成的，沉箱后方的灌注樁柱孔不具備裝漿能力，所造的泥漿也由于一些外部因素從石塊間流出，根本無(wú)法起到保護(hù)內(nèi)壁的作用，因此也就造成了沒(méi)有孔底的現(xiàn)象，以致無(wú)法成孔。

四、灌注樁設(shè)計(jì)施工的解決方案

1、采取水上灌注樁施工的方式

水上灌注樁施工有其自身存在的缺點(diǎn)，一共有以下幾點(diǎn)：一、施工成本大幅度增加，水上施工作業(yè)需要埋設(shè)鋼護(hù)筒，需要配備施工船，等等；二、后續(xù)的棱體拋填難度系數(shù)加大，拋填密實(shí)困難，加上需要對(duì)樁身進(jìn)行保護(hù)，往往會(huì)留下諸多隱患；三、即使樁打成以后，若回填前樁身埋在土層中的深度過(guò)淺，容易造成樁身的倒坍。四、護(hù)筒底部位于沉箱拋石的石基床上，埋設(shè)困難重重?；谝陨纤瞎嘧妒┕さ乃臈l缺點(diǎn)，水上施工作業(yè)的方法需要在施工前慎重選擇，需從可行性方面和經(jīng)濟(jì)性方面加以論證，然后再?zèng)Q定能否采用此工藝施工。

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

在施工過(guò)程中，常會(huì)遇見(jiàn)漏水的情況。漏水情況下的灌注樁施工，如果僅從施工工藝方面加以改進(jìn)，改進(jìn)的空間很小。也就是說(shuō)，在回填大石塊基礎(chǔ)的前提下，任何一種施工工藝都很難再加以改進(jìn)。

設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，主要是考慮加厚沉箱厚壁，然后將滑道板直接安插在沉箱厚壁上面。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度考慮，此方案主要用于水上灌注樁施工作業(yè)。這種操作簡(jiǎn)便的解決方案，有一個(gè)前提，就是需要設(shè)計(jì)施工人員在施工前確保沉箱厚壁能夠加厚。

3、采用石灰攪拌淤泥的方法

利用挖掘機(jī)將石灰和淤泥攪拌在一起，在施工過(guò)程當(dāng)中，僅僅把表層的淤泥和石灰摻雜在一起進(jìn)行攪拌即可，待施工完畢，淤泥便形成具有硬度的硬殼。石灰的摻加量需根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠倌酄顟B(tài)確定，不同的淤泥，石灰的摻加量也有所不同，一般來(lái)講不超過(guò)10%。石灰攪拌淤泥的原理和水泥攪拌樁相似，一方面是石灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要消耗水分，一方面則是膠凝材料的固結(jié)會(huì)形成一種具有一定強(qiáng)度的固體。根據(jù)大連碼頭建筑的施工經(jīng)驗(yàn)，一般夏季四五天淤泥便可固結(jié)，承載能力即滿足施工需要。

4、采用振動(dòng)錘埋設(shè)鋼護(hù)筒的方法

在一些水運(yùn)工程中，往往出現(xiàn)淤泥厚度比較深厚的狀況。遇到這種狀況時(shí)，可采用振動(dòng)錘埋設(shè)鋼護(hù)筒的方法。護(hù)筒埋設(shè)完畢，就不必?fù)?dān)心孔壁塌陷所帶來(lái)的影響?？妆趦?nèi)的淤泥不易塌陷，就解決了柱孔容易變形移位的老大難問(wèn)題。而對(duì)于淤泥厚度小的施工現(xiàn)場(chǎng)，灌注樁施工作業(yè)過(guò)程當(dāng)中一般采取的是使用鉆機(jī)埋設(shè)鋼護(hù)筒的方法。采用此種方法應(yīng)按照以下步驟：先將護(hù)筒擺放在樁孔上，再在其上面放上一張鋼板，然后重錘反復(fù)錘擊，將鋼板護(hù)筒埋設(shè)到位。

結(jié)論

灌注樁基礎(chǔ)是一種施工工藝成熟，承載力較高，經(jīng)濟(jì)性比較好的基礎(chǔ)形式，目前已經(jīng)在水運(yùn)工程當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)樗\(yùn)工程相對(duì)于工民建工程來(lái)說(shuō)有著自身的特殊性，所以給灌注樁施工帶來(lái)了很多的施工難點(diǎn)，為了降低施工難度，最大限度的提高施工的經(jīng)濟(jì)性，我們要充分考慮施工中的各種問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，努力使水運(yùn)工程灌注樁設(shè)計(jì)施工做到完善。

參考文獻(xiàn)

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