鉆孔灌注樁施工工藝在海港碼頭工程中應(yīng)用

陳廣斌

摘 要：隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，海港碼頭工程的數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，鉆孔灌注樁施工工藝愈加成熟，對(duì)保障海港碼頭工程的穩(wěn)定性、提高工程施工質(zhì)量有著重要作用。本文以某海港碼頭二期工程為例，分析鉆孔灌注樁施工工藝的應(yīng)用，以期為類似工程施工提供參考依據(jù)，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：海港碼頭工程 鉆孔灌注樁 施工工藝 應(yīng)用

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的背景下，海港碼頭工程中的技術(shù)指標(biāo)有了顯著提升，對(duì)地基沉降能力與承載力的要求越來越高。鉆孔灌注樁施工作為海港碼頭工程施工的重要環(huán)節(jié)，能向深層土層中傳入上部結(jié)構(gòu)所傳遞的動(dòng)載和靜載，具有適應(yīng)性強(qiáng)、成本合理、施工便捷、工期短等優(yōu)勢(shì)，有利于降低施工成本，縮短施工工期，為海港碼頭施工方案提供充裕的空間，實(shí)現(xiàn)工程的預(yù)期效益。

1.工程概況

某海港碼頭二期工程位于某市西部區(qū)域的新海港區(qū)，建設(shè)有8個(gè)10 0 0 0GT的客貨待泊區(qū)、裝泊區(qū)，旨在完善地基處理、護(hù)岸、輔助建筑物、海港碼頭、水域疏浚、其他配套的水電設(shè)施等相關(guān)配套基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)一步擴(kuò)大滾裝海港碼頭的規(guī)模，最大限度發(fā)揮出自身在運(yùn)輸中的作用。該工程設(shè)計(jì)滾裝橋基礎(chǔ)時(shí)，主要采用施打灌注型嵌巖樁，共設(shè)有7座滾裝橋，11#～15#、17#～18#為滾裝橋?qū)?yīng)的泊位，而18#泊位為200t滾裝橋，其他都屬于150t滾裝橋。

2.海港碼頭工程中鉆孔灌注樁施工工藝分析

對(duì)于鉆孔灌注樁施工工藝而言，其具有自身的特性，工期緊張、基礎(chǔ)施工量大、施工難度高，特別是在水下環(huán)境開展作業(yè)時(shí)，施工受漲落潮和風(fēng)浪的影響，極有可能發(fā)生落潮時(shí)漏漿；漲潮時(shí)海水倒?jié)B入泥漿及有大風(fēng)浪時(shí)海水灌入護(hù)筒等不利情況，不利于施工活動(dòng)的正常實(shí)施。要想保證海港碼頭工程的建設(shè)質(zhì)量，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成工程驗(yàn)收工作，必須要從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行詳實(shí)的研究并制定出切實(shí)可行的施工質(zhì)量保證措施和專項(xiàng)工程施工方案，同時(shí)還要優(yōu)化施工工藝，科學(xué)規(guī)劃施工組織。

（1）制作鋼護(hù)筒

第一，制作鋼護(hù)筒。在施工現(xiàn)場(chǎng)利用卷板機(jī)制作鋼護(hù)筒，選擇內(nèi)徑為1400mm～2200mm、厚度為16mm的鋼板進(jìn)行制作；樁身應(yīng)以設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，科學(xué)選擇全護(hù)筒，并且鋼護(hù)筒的高度應(yīng)與設(shè)計(jì)樁保持一致，澆筑完混凝土后不能拆除護(hù)筒。

第二，埋設(shè)鋼護(hù)筒。以滿足施工要求為前提，將鋼護(hù)筒埋設(shè)在海港碼頭后方拋石棱體層；由于測(cè)量精度對(duì)后續(xù)施工活動(dòng)的開展有直接影響，所以充分壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)之后，測(cè)量人員要利用全站儀來放樣測(cè)量樁位。一般埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí)，多是利用人工聯(lián)合小挖掘的方式進(jìn)行開挖工作，其中開挖的深度應(yīng)超過1m的基坑埋設(shè)，反復(fù)核實(shí)樁位中心、護(hù)筒中心，并且成孔的垂直度應(yīng)低于1%。分節(jié)沉放鋼護(hù)筒懸，將每節(jié)的沉放高度控制為1.5m，在此基礎(chǔ)上連續(xù)性焊接，將二片石回填在第一節(jié)護(hù)筒后，做好圍護(hù)固定工作、相配套的壓實(shí)和平整工作。下沉護(hù)筒之后，若發(fā)現(xiàn)存在其他障礙物，可以通過沖捶打碎繼續(xù)下沉；對(duì)鉆機(jī)位置加以固定，將樁錘中心和護(hù)筒中心的誤差控制為10mm。

第三，成孔施工。開展成孔施工作業(yè)之前，必須要做好前期的準(zhǔn)備工作，為后續(xù)樁基安裝工程的實(shí)施奠定良好基礎(chǔ)，防止鉆進(jìn)過程中發(fā)生位移，并由監(jiān)理人員和技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)核查方可施工。該工程的持力層為硬質(zhì)巖層，所以利用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行灌注樁巖樁成孔施工，其中沖擊鉆機(jī)可選擇耐磨焊條堆焊錘牙鉆頭和耐磨合金鋼沖擊錘。通常利用小沖程低錘進(jìn)行密擊開孔，以施工時(shí)間要求為依據(jù)適當(dāng)增加沖程，減少護(hù)筒底部受沖擊帶來的震動(dòng)影響；若在黏土層進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，由于土層的透水性差、質(zhì)地軟，吸水后可能出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，縮小鉆孔的直徑，所以要根據(jù)地層自然造漿的特點(diǎn)，對(duì)原本黏土結(jié)構(gòu)加以破壞，進(jìn)一步提高鉆進(jìn)的質(zhì)量和效率。值得注意的是，鉆頭鉆進(jìn)過程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的消耗，盡量選重型十字形沖擊鉆頭，促進(jìn)鉆進(jìn)作業(yè)效率的提升。

第四，控制成孔的垂直度。對(duì)于沖擊鉆成孔鉆進(jìn)來說，其是以自由落錘沖擊方式為依據(jù)進(jìn)行成孔施工，以免出現(xiàn)傾斜問題，但由于殘積土以下的地層在風(fēng)化巖面高度方面存在較大的差異，因此需要對(duì)其加以完善，利用緩慢沖擊的方式進(jìn)行鉆孔，將沖程控制為1m，一旦出現(xiàn)傾斜則立即停止鉆進(jìn)，提高成孔的質(zhì)量。

第五，制備泥漿。泥漿的制備要嚴(yán)格按照施工要求和地質(zhì)勘察結(jié)果進(jìn)行，選擇粘性強(qiáng)、含泥量少的黃土進(jìn)行制備，其中相對(duì)密度控制為1.15～1.3，粘度為22～26s。將鋼護(hù)筒設(shè)置在樁基平臺(tái)周邊，利用泵吸的形式實(shí)施泥漿的循環(huán)，保證施工的靈活性；利用槽鋼制作，在成孔內(nèi)吊設(shè)抽沙泵，便于排出石渣；將三角扒桿設(shè)在泥漿的上方，以便設(shè)置后續(xù)的砂石分離器。排渣經(jīng)過分離器的處理，能重新循環(huán)返回孔里，利用挖機(jī)加以清理，形成循環(huán)式的系統(tǒng)。

第六，成孔驗(yàn)收。相關(guān)人員應(yīng)該認(rèn)真檢查護(hù)筒位置的偏差情況，對(duì)孔位的偏差予以確定，確保其偏差低于50mm；同時(shí)優(yōu)化施工流程，使進(jìn)入持力層的深度與具體要求相符。通過監(jiān)理、勘察、設(shè)計(jì)等工作，分析是否符合設(shè)計(jì)要求，檢查成孔的直徑是否與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相契合，合理控制孔底的沉渣厚度，使其低于300mm。

（2）制作鋼筋籠

制作鋼筋籠時(shí)應(yīng)該以相關(guān)設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)進(jìn)行，謹(jǐn)防鋼筋籠出現(xiàn)變形的現(xiàn)象；吊裝鋼筋籠時(shí)，要求搬運(yùn)工作做到平起平放、緩慢動(dòng)作，若成孔施工中遇到阻礙，則應(yīng)避免強(qiáng)行置入，積極尋求相應(yīng)地解決對(duì)策，及時(shí)處理存在的障礙，在此基礎(chǔ)上下放鋼筋籠。此外，在鋼筋籠固定過程中，應(yīng)該對(duì)準(zhǔn)孔洞的中心位置，防止位置偏離，下放鋼筋籠后實(shí)施焊接作業(yè)。

（3）灌注水下混凝土

水下灌注的混凝土是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)攪拌站攪拌而成，結(jié)合工程的實(shí)際需求設(shè)計(jì)配合比，其中水泥用量至少達(dá)370kg/m3，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30，坍落度控制為18～22cm，水灰比應(yīng)低于0.5，利用混凝土罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。開展水下灌注工作時(shí)要使用直升導(dǎo)管，將漏斗接在導(dǎo)管的上口，將隔水塞設(shè)置在接口處，以便分離混凝土與泥漿，并保障漏斗的標(biāo)高處于護(hù)筒以上，為混凝土澆筑工作奠定良好的基礎(chǔ)。如果漏斗中充滿混凝土，原本的球塞鐵絲在上部混凝土作用下，可以很好地抵御泥漿浮力，直到其沉入孔底部；同時(shí)導(dǎo)管混凝土下落時(shí)，混凝土與泥漿始終處于分離狀態(tài)，避免影響混凝土質(zhì)量。另外，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保證連續(xù)性，將混凝土內(nèi)的導(dǎo)管埋深控制為2～6m，直至完成澆筑工作，做到相關(guān)的施工記錄，促進(jìn)澆筑質(zhì)量的提升。

3.海港碼頭工程中鉆孔灌注樁施工的常見問題及處理

首先，鋼筋籠變形。在鉆孔灌注樁施工過程中，鋼筋籠的安裝可能引起扭曲或變形，降低工程的整體質(zhì)量，這就需要準(zhǔn)確計(jì)算、認(rèn)真核對(duì)吊筋的長(zhǎng)度，使鋼筋籠處于垂直狀態(tài)。同時(shí)對(duì)砼質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，使進(jìn)入鋼筋籠的砼處于勻速狀態(tài)，以便順利下放鋼筋籠，避免出現(xiàn)扭曲或變形的現(xiàn)象。

其次，偏孔。如果實(shí)際操作不當(dāng)、機(jī)具擺放不夠合理，往往會(huì)引發(fā)偏孔問題；沖擠拋石棱體層中易出現(xiàn)石塊阻力現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆孔的偏離，這就需要對(duì)樁機(jī)進(jìn)行正確操作，謹(jǐn)防出現(xiàn)偏孔問題。鉆孔之前要牢固好鉆機(jī)，對(duì)準(zhǔn)樁位中心，成孔后保持樁機(jī)的平穩(wěn)性，以免發(fā)生偏移或傾斜；若施工中出現(xiàn)塌孔情形，應(yīng)該根據(jù)不同的地層對(duì)泥漿指標(biāo)予以確定，科學(xué)掌控鉆孔速度，有效處理黏土層，防止黏土層吸水而引起孔洞縮徑問題，確保鋼筋籠放置的合理性。

最后，漏漿。鉆孔灌注樁施工中最為常見的問題就是漏漿，由于石塊具有較強(qiáng)的透水性和較大的縫隙，若不能有效處理土層，則可能引發(fā)漏漿現(xiàn)象，所以要在穿越拋石層時(shí)同步鉆進(jìn)鋼護(hù)筒。從泥漿循環(huán)的實(shí)際情況出發(fā)，實(shí)施科學(xué)有效的控制，一旦出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，及時(shí)將黏土塊投入其中，或者是加入適量的黏土塊與水泥，解決漏漿問題，促進(jìn)護(hù)壁效果的提高。

4.結(jié)束語

綜上所述，由于海港碼頭工程易受客觀因素的制約，作業(yè)環(huán)境極為惡劣，所以開展鉆孔灌注樁施工作業(yè)時(shí)，必須要從實(shí)際情況出發(fā)，準(zhǔn)確把握施工工藝的要求，科學(xué)控制施工過程，嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，做好后期質(zhì)量驗(yàn)收工程。這樣才能為海港碼頭工程質(zhì)量提供良好保障，減少施工成本與施工時(shí)間，提高工程整體質(zhì)量，為鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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

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