港口碼頭工程水下鉆孔灌注樁施工工藝技術(shù)探究

胡磊

摘 要： 結(jié)合工程案例對(duì)港口碼頭工程鉆孔灌注樁施工工藝技術(shù)進(jìn)行分析，分別從工程施工方案、施工技術(shù)以及施工過(guò)程需要處理的問(wèn)題進(jìn)行分析，以期通過(guò)研究分析從先進(jìn)性及經(jīng)濟(jì)性方面提高港口碼頭工程水下施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：港口碼頭；水下鉆孔；灌注；施工工藝

中圖分類號(hào)：U655 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）08-0064-02

1 前言

在港口碼頭工程施工中，鉆孔灌注樁施工是一項(xiàng)工序多、技術(shù)含量高、工作量大、并需要在短期內(nèi)連續(xù)完成的水下（或地下）隱蔽工程，此施工技術(shù)可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多樣的地質(zhì)條件；該技術(shù)具備諸多優(yōu)點(diǎn)：比如成本低、環(huán)境污染小、施工便捷、抗震性能佳等，因此，廣泛運(yùn)用在各工程領(lǐng)域；在施工過(guò)程中，鉆孔灌注樁可有效將上部的載荷傳輸?shù)酵翆又?，同時(shí)，能有效防止不穩(wěn)定沉降現(xiàn)象的發(fā)生。在實(shí)際工程施工過(guò)程中，若要保證工程質(zhì)量滿足實(shí)際需求，必須要對(duì)施工的各個(gè)階段、各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保障施工順利進(jìn)行。

2 港口工程引例概述

某港口工程擬建一個(gè) 5，000DWT 雜貨、一個(gè) 7，500DWT 甲板船共兩個(gè)泊位，碼頭總長(zhǎng)度為 372m。該工程中設(shè)接岸固定引橋兩座，碼頭的總體結(jié)構(gòu)為高樁結(jié)構(gòu)，距離碼頭較近的區(qū)域內(nèi)使用的是樁體直徑為1.0m的沖孔灌注樁（30根），其使用的是混凝土結(jié)構(gòu)，距離防洪堤比較近的區(qū)域內(nèi)，最后一排的灌注樁直徑為1000mm，左側(cè)寬38m的出運(yùn)棧橋設(shè)置為26根，右側(cè)設(shè)置8m的雜貨棧橋4根（鉆孔灌注樁的造型如圖1），按照梅花的布置形式。由于碼頭所處的區(qū)域，是水道進(jìn)行泄洪、納潮的主要位置，因此必然會(huì)受到潮汐、徑流、波浪等外在因素的影響，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的施工難度比較高，要根據(jù)工程實(shí)際情況設(shè)置水上施工平臺(tái)，一般使用的是渣土填筑，輔助工程的結(jié)構(gòu)使用的是工字鋼搭設(shè)的方式施工，選擇合金鉆頭。每臺(tái)鉆機(jī)需要配備一臺(tái)性能比較高的砂石泵和兩臺(tái)泥漿泵。

3 鉆孔灌注樁施工方案

3.1 鉆孔灌注樁施工工藝流程

施工工藝：場(chǎng)地準(zhǔn)備→測(cè)量定位→護(hù)筒埋設(shè)→泥漿制備→成孔→清孔→鋼筋制作與安裝→水下砼的澆筑→樁頭破除→檢驗(yàn)。

3.2 場(chǎng)地準(zhǔn)備

鉆孔場(chǎng)地的設(shè)置需要滿足工程的實(shí)際需要，通常需要考慮平面尺寸、鉆機(jī)的作業(yè)范圍、鉆機(jī)的移動(dòng)轉(zhuǎn)換等等。

適時(shí)的引導(dǎo)鉆機(jī)內(nèi)孔水的流向，盡量的避免地面水的侵蝕，防止水分過(guò)多的流入，從而造成塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。護(hù)筒對(duì)于工程的施工非常關(guān)鍵，由于其可以多次的使用，故而必須選擇耐用的材料和結(jié)構(gòu)形式，便于安裝和調(diào)試，且不能出現(xiàn)滲漏的情況。護(hù)筒使用的是厚度為3mm的鋼板卷圓而成，每節(jié)長(zhǎng)度為1m，內(nèi)徑較之鉆頭直徑大20cm。為了避免由于巨大的水壓造成的護(hù)筒變形，此時(shí)需要在護(hù)筒上、中、下三個(gè)位置上分別設(shè)置一根加強(qiáng)筋。

樁基的位置上需要挖掘出一個(gè)大于護(hù)筒外徑80cm的圓坑，待坑內(nèi)平整之后，使用定位控制樁進(jìn)行放樣，鉆孔的中心位置設(shè)置為坑底結(jié)構(gòu)。再將護(hù)筒放入到坑內(nèi)，找準(zhǔn)中心位置， 使用水平尺檢查護(hù)筒是否是垂直。然后在護(hù)筒的周圍空間內(nèi)，填充符合標(biāo)準(zhǔn)要求的粘土，分層做夯實(shí)處理，以達(dá)到工程要求的密實(shí)度。

3.3 鉆孔常見事故及其處理方法

（1） 坍孔預(yù)防措施：埋設(shè)護(hù)筒之前，應(yīng)該保證筒底有厚度為50cm的粘土層，護(hù)筒放置在指定的位置之后，在其周圍填充均勻的粘土，然后做夯實(shí)處理，避免護(hù)筒出現(xiàn)嚴(yán)重的變形從而影響施工質(zhì)量。

（2） 漏漿預(yù)防措施：鉆孔時(shí)，應(yīng)該保證護(hù)筒內(nèi)部存在有1m以上的靜壓力；放置護(hù)筒前應(yīng)該確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，避免接縫處漏水；鉆進(jìn)時(shí)嚴(yán)格控制施工速度，確保護(hù)筒周圍有足夠的粘土填充，反復(fù)的做沖擊檢測(cè)，從而提升護(hù)壁的強(qiáng)度。

（3）縮孔預(yù)防措施：使用鉆頭上下進(jìn)行掃孔，確保孔內(nèi)部的平整性。

（4）卡錐預(yù)防措施：如果孔內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重的變形，可以使用工字鋼將鉆錐的一側(cè)進(jìn)行壓緊后吊起，將孔內(nèi)的雜質(zhì)清除后，慢慢地將鉆錐拉出。

4 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠的加工全部在距離樁基施工區(qū)域較近的位置進(jìn)行，制作過(guò)程中應(yīng)該保證整個(gè)部件的平整性。制作一個(gè)圓形的固定支架，同時(shí)在邊緣部分設(shè)置主筋，然后將其固定在另一側(cè)的活動(dòng)支架上，主筋可以逐根的放入到凹槽內(nèi)，然后將根據(jù)設(shè)計(jì)要求，放置在骨架的一側(cè)位置上，纏繞成圓筒形，然后點(diǎn)焊連接。焊接完成后，將固定支架和骨架拆除。

骨架存放時(shí)，應(yīng)該使用加勁筋與地面接觸的地方安裝方木。骨架使用50t的履帶起重機(jī)進(jìn)行吊裝，鋼筋籠的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)的位需要設(shè)置加強(qiáng)箍，并逐根焊接牢固。

運(yùn)用孔口標(biāo)高的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算定位筋的長(zhǎng)度，保證各項(xiàng)尺寸全部正確之后再進(jìn)行焊接。定位后的骨架，最上端的位置上應(yīng)該安裝兩根平行的工字鋼，鋼筋和工字鋼需牢固地焊接在鉆機(jī)的支架上，避免骨架出現(xiàn)變形的情況。當(dāng)混凝土澆筑結(jié)束之后，應(yīng)立即將定位筋切除掉，避免其影響工程質(zhì)量，確保粘接力符合工程要求。

5 水下混凝土澆筑

5.1 控制要點(diǎn)

孔身以及孔底經(jīng)過(guò)質(zhì)檢人員檢查，并且經(jīng)同意之后，即可進(jìn)行鋼筋骨架的放置工作，二次清孔結(jié)束之后，進(jìn)行混凝土的灌注工作，該工作必須連續(xù)進(jìn)行，中間不能停頓。澆筑過(guò)程中需使用導(dǎo)管進(jìn)行，其長(zhǎng)度一般距離孔底約30～50cm。導(dǎo)管不能出現(xiàn)滲漏的情況，且上下保持平順。水下混凝土應(yīng)該具備較強(qiáng)的和易性，塌落度要保持在18cm～22cm之間。初次的灌入應(yīng)該保證導(dǎo)管深入到混凝土的0.8m以下的位置，澆筑結(jié)束之后，導(dǎo)管的深度需控制在2m～4m之間，此施工過(guò)程應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行，樁頂需預(yù)留50cm-100cm的浮漿鑿除層。

5.2 技術(shù)措施

澆筑開始前，應(yīng)該檢查沉渣的厚度以及泥漿的具體性能，質(zhì)量達(dá)標(biāo)后才能開始后續(xù)的施工。混凝土使用泵車進(jìn)行澆筑，準(zhǔn)備兩個(gè)料斗，以滿足工程的實(shí)際需要。endprint

內(nèi)部使用直徑為250mm的絲扣導(dǎo)管，同時(shí)保證整個(gè)回路的密封性，使用開始前須進(jìn)行水壓試驗(yàn)。使用砂包的結(jié)構(gòu)作為阻水塞，每次開始施工前，應(yīng)該保證這部分結(jié)構(gòu)形式質(zhì)量完好。

5.3混凝土澆筑

（1）混凝土拌和：混凝土從攪拌站出來(lái)之后，應(yīng)該保證其塌落度在18cm-22cm之間，同時(shí)要具備工程所需要的流動(dòng)性。單根樁體所使用的最大量為119m3，混凝土的攪拌能力應(yīng)該達(dá)到30m3/h，4h內(nèi)可以完成砼澆筑，首次混凝土初凝之前完工。

（2）混凝土灌注：該過(guò)程需要連續(xù)進(jìn)行，距離中心5m的范圍內(nèi)，灌注樁應(yīng)該在施工結(jié)束后的24h開工，避免影響周圍的混凝土結(jié)構(gòu)。施工時(shí)，應(yīng)該密切關(guān)注孔內(nèi)土結(jié)構(gòu)的下降和水位情況，時(shí)刻測(cè)量混凝土的高度。導(dǎo)管提升時(shí)，應(yīng)該保持其垂直且處于中心位置。如果導(dǎo)管發(fā)生了卡滯的情況，可以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)。

5.4 異常情況處理

卡管。出罐時(shí)，隔水栓出現(xiàn)了卡管的情況，或者是由于混凝土結(jié)構(gòu)所造成的堵塞。最好的方式是深入長(zhǎng)管進(jìn)行攪拌，使用吊繩帶動(dòng)導(dǎo)管，或者在導(dǎo)管上安裝振搗器使得隔水栓下落。如果不能正常進(jìn)行，必須將導(dǎo)管全部提出鉆孔，然后進(jìn)行清理和平整，再次灌注。

鋼筋籠上升。為了有效避免鋼筋籠上升，一般在混凝土的表層結(jié)構(gòu)以下的1m位置上控制混凝土的澆筑速度。嚴(yán)格控制鋼筋籠的上升，不僅能夠從根本上改善混凝土的流動(dòng)性、初凝時(shí)間等等方面，將其焊接在鉆機(jī)支架上，同時(shí)還可以分解一部分的頂部支撐力，阻止其出現(xiàn)上升的情況，工程中最常用的方法是在護(hù)筒的外側(cè)進(jìn)行焊接，然后進(jìn)行抽水、除渣施工，緊接著進(jìn)行混凝土的澆筑施工。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今，港口碼頭工程水下鉆孔灌注樁施工方法運(yùn)用的越來(lái)越廣泛，作為港口工程的基礎(chǔ)工程之一，在具體施工過(guò)程中必須結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計(jì)，規(guī)范施工，針對(duì)每一環(huán)節(jié)都要保質(zhì)量保安全，比如為適應(yīng)鉆孔灌注樁的長(zhǎng)度和直徑的擴(kuò)大，提高其承載能力，所以在應(yīng)用中，出現(xiàn)了以單根樁為主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的鉆孔樁；還有不斷地提升水下鉆孔灌注的加固處理技術(shù)等等，通過(guò)對(duì)水下鉆孔灌注樁施工工藝的研究，可以更正確的指導(dǎo)施工，提高工程質(zhì)量，減少工程事故。本文以工程實(shí)例的方式，逐步介紹了水下鉆孔灌注樁施工的步驟以及針對(duì)常見的問(wèn)題與施工方法進(jìn)行了分析，希望能夠給實(shí)際的港口碼頭施工建設(shè)提供一定的經(jīng)驗(yàn)與參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]水利工程中橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的研究[J]. 張永生. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017（09）：14.

[2]鉆孔灌注樁技術(shù)在港口工程施工中的運(yùn)用研討[J]. 陳喜. 江西建材. 2016（20） ：156.

[3]鉆孔灌注樁在大連市太平灣碼頭中的應(yīng)用[J]. 劉猛. 山西建筑. 2008（14）：251.

[4]碼頭鉆孔灌注樁施工工藝應(yīng)用與質(zhì)量控制探討[J]. 何清. 四川建材. 2015（01） ：95.

[5]利比里亞某港口碼頭鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)及其施工技術(shù)[J]. 李可，李開洋，陳永前，李鳳. 探礦工程（巖土鉆掘工程）. 2014（04）：154.endprint