港口工程水下嵌巖樁施工技術(shù)研究

柳金榮

摘要：樁基是高樁碼頭結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)，碼頭上部結(jié)構(gòu)的全部荷載均通過(guò)樁基傳遞至地基持力層。對(duì)于覆蓋層薄、巖面比較高的地質(zhì)條件下，采用嵌巖樁施工具有適應(yīng)性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便、工期短等優(yōu)點(diǎn)，在港口工程中廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合深圳液化天然氣碼頭工程，對(duì)港口工程水下嵌巖樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期能夠給予類似工程建設(shè)一定的幫助。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭;樁基;嵌巖樁;施工

隨著我國(guó)各大港口的不斷發(fā)展，各種適應(yīng)港口工程的新技術(shù)層出不窮，水下嵌巖樁施工能夠適應(yīng)比較復(fù)雜的地質(zhì)條件而被廣泛應(yīng)用。要想保證港口工程的質(zhì)量，必須注重對(duì)水下嵌巖樁施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)港口工程的經(jīng)濟(jì)效益。

一、 項(xiàng)目概況

深圳液化天然氣碼頭工程泊位全長(zhǎng)398m，棧橋長(zhǎng)325m，碼頭前停泊水域?qū)?10m，船舶回旋水域直徑為860m，進(jìn)港支航道底寬300m，設(shè)計(jì)底標(biāo)高均為-15.492m。碼頭結(jié)構(gòu)主要包括8-26.6萬(wàn)m？LNG卸船泊位1個(gè)，呈“蝶”型布置，由1個(gè)工作平臺(tái)、4個(gè)靠船墩、6個(gè)系纜墩組成，工作平臺(tái)與相鄰靠船墩之間、系靠船墩之間采用人行鋼橋連接。

二、 嵌巖樁的定義和種類

嵌巖樁是指建筑基樁穿過(guò)覆蓋層嵌入可以作為直接受力的基巖中。由于基巖強(qiáng)度較高，壓縮性極小，能提供很高的承載力且具有較強(qiáng)的抗滑移能力，穩(wěn)定性方面優(yōu)于其他樁型。

嵌巖樁的種類：碼頭施工常見的嵌巖樁有錨桿嵌巖樁、芯柱嵌巖樁、灌注嵌巖樁、灌注型錨桿嵌巖樁、預(yù)制型植入嵌巖樁、預(yù)制型芯柱嵌巖樁、預(yù)制型錨桿嵌巖樁。

本工程嵌巖樁施工數(shù)量106根，其中碼頭靠船墩20根、系纜墩23根、棧橋29根、工作平臺(tái)14根、控制平臺(tái)20根，采用的嵌巖樁種類是灌注型嵌巖樁。

三、 嵌巖樁施工工藝

1. 沖機(jī)的就位、檢查與調(diào)試

沖擊鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，采用水上運(yùn)輸，利用浮吊現(xiàn)場(chǎng)拼裝完備，拼裝完后應(yīng)對(duì)鉆錘直徑、鉆錘焊接質(zhì)量、鉆錘轉(zhuǎn)向裝置、提升鋼絲繩等進(jìn)行檢查驗(yàn)收。鉆機(jī)拼裝完備并檢驗(yàn)合格后，根據(jù)測(cè)量放樣點(diǎn)調(diào)整鉆機(jī)位置，并將鉆機(jī)底盤調(diào)成水平狀態(tài)，底座用枕木或鋼材墊實(shí)塞緊。使沖錘垂直對(duì)準(zhǔn)樁位，確保施工中不發(fā)生傾斜。

2. 開孔與造漿

根據(jù)地質(zhì)情況，采用人工循環(huán)水泥漿，用水泥泵循環(huán)泥漿池與樁孔的泥漿，當(dāng)進(jìn)入粘土層時(shí)，若泥漿太濃，必須加水調(diào)漿，防止沖錘不能轉(zhuǎn)動(dòng)而形成梅花孔。

3. 鉆進(jìn)

沖孔過(guò)程中，鋼絲繩上要設(shè)有標(biāo)記，提升落錘高度要適宜，防止提錘過(guò)高擊斷錘齒，提錘過(guò)低進(jìn)尺慢，工作效率低。松繩不應(yīng)太少以防止打空錘，也不宜松繩太多，容易偏孔或卡錘。一般情況下，發(fā)現(xiàn)吸錘現(xiàn)象必須及時(shí)調(diào)漿，在砂層中沖程以2.0～2.5米為宜。沖孔過(guò)程中泥漿比重的大小將會(huì)直接影響沖孔進(jìn)度，因此在沖孔時(shí)應(yīng)視地質(zhì)條件認(rèn)真控制好泥漿比重，一般以1.15～1.45為宜，泥漿過(guò)濃易斜孔、吸錘，進(jìn)尺較慢;而泥漿過(guò)稀則易塌孔，多沉碴，進(jìn)尺也慢。在強(qiáng)風(fēng)化巖沖孔泥漿比重以1.3～1.45為宜;在中砂層沖孔泥漿比重，控制在1.3左右;粘度為19-23s。

4. 終孔

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，通過(guò)鋼尺、測(cè)量繩等工具和儀器對(duì)孔深、孔徑、孔身傾斜度進(jìn)行量測(cè)，并根據(jù)地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)巖樣判定入巖深度。在各項(xiàng)檢查合格后，通過(guò)各方現(xiàn)場(chǎng)分析和判斷，確定是否終孔。

若發(fā)現(xiàn)施工中預(yù)計(jì)終孔位的實(shí)際地質(zhì)情況與詳勘資料不符，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)單位意見調(diào)整終孔標(biāo)高。此后再根據(jù)調(diào)整后的終孔標(biāo)高進(jìn)行鉆孔，再次符合終孔條件后方可進(jìn)行終孔。

5. 清孔

清孔分一次清孔和二次清孔。

一次清孔在終孔后進(jìn)行。采取換漿法，降低泥漿比重至1.2左右，粘度在17s～20s左右，使孔底沉渣小于50mm。一次清孔后立即安放樁內(nèi)鋼筋籠，以防時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生坍孔或縮孔現(xiàn)象。

二次清孔是在樁內(nèi)鋼筋籠安放完畢，灌注砼前進(jìn)行的一道工序，其目的是清理在鋼筋安放期間孔底形成的新的沉渣，使沉渣厚度在灌注砼前小于50mm。采用泥漿泵正循環(huán)方式清孔，在灌注砼之前，泥漿比重宜為1.10～1.20，含砂率宜為2%～4%，稠度宜為17～20s，孔底沉渣厚度小于50mm。

6. 鋼筋籠制作和吊裝

鋼筋籠制作前，鋼筋選用具有質(zhì)量保證書，并通過(guò)質(zhì)量復(fù)檢合格的鋼筋，由專職鋼筋工和持證電焊工上崗制作，并對(duì)鋼筋搭焊和對(duì)焊質(zhì)量抽樣送檢。

在制作鋼筋籠時(shí)，要對(duì)選用的鋼筋進(jìn)行除銹、截?cái)?、折彎和焊接等操作流程，制作時(shí)應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行實(shí)施，最好選用整根的鋼筋，成品的鋼筋籠要保證其尺寸符合規(guī)定要求，做到成型主筋直，誤差小，箍筋圓，外觀效果好。在鋼筋籠進(jìn)行吊裝的時(shí)候，要先檢查所鉆的孔是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，檢查內(nèi)部是否有塌陷、孔壁對(duì)鋼筋籠安裝是否有影響，以保證安裝的順利進(jìn)行。在鋼筋籠安裝時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位，順著樁位進(jìn)入，當(dāng)放入過(guò)程中遇到阻礙物時(shí)應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

7. 灌注水下混凝土

（1）在二次清孔符合標(biāo)準(zhǔn)后，需灌注水下混凝土，在水下嵌巖樁灌注施工過(guò)程中，灌注水下混凝土是最后一道重要的工序，其施工水平在很大程度上影響樁的施工質(zhì)量.在施工過(guò)程中，應(yīng)給予重視?；炷辆哂幸欢ǖ牧鲃?dòng)性，坍落度應(yīng)控制為180～220mm。為有效提高混凝土和易性，可以在其中摻粉煤灰與減水劑。為了避免卡管，石料應(yīng)盡量使用卵石，直徑應(yīng)為5～30mm，最大粒徑應(yīng)小于40mm?；炷列枰韬暇鶆?，盡量縮短灌注時(shí)間與運(yùn)距。

（2）在灌注的過(guò)程中，需要連續(xù)不間斷作業(yè)。確保首批灌注混凝土數(shù)量，把導(dǎo)管內(nèi)水壓出并符合導(dǎo)管初次埋入的長(zhǎng)度。在灌注時(shí)，需要測(cè)量混凝土面與樁頂面之間的距離，計(jì)算導(dǎo)管埋入的深度。埋設(shè)深度應(yīng)為2～6m。在導(dǎo)管提升的過(guò)程中，避免因?yàn)橛?jì)算失誤或用力過(guò)猛將管底提出混凝土表面。全部灌注完成之后，經(jīng)過(guò)養(yǎng)生期，檢測(cè)合格后，才可以進(jìn)行下一道工序。

（3）在水下混凝土灌注中，當(dāng)出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時(shí)，漏斗中的混凝土下落后，應(yīng)當(dāng)牽動(dòng)導(dǎo)管，并觀察孔口返漿情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入混凝土。牽動(dòng)導(dǎo)管有利于后續(xù)混凝土的順利下落，否則混凝土在導(dǎo)管中存留時(shí)間越長(zhǎng)，其流動(dòng)性變得越來(lái)越差，與導(dǎo)管間摩擦阻力隨之增強(qiáng)，造成水泥漿緩緩流墜。而骨料都滯留在導(dǎo)管中，使混凝土與管壁摩擦阻力增強(qiáng)，灌注混凝土?xí)r下落困難，從而導(dǎo)致斷樁。

四、結(jié)束語(yǔ)

由于港口的工程建設(shè)非常的復(fù)雜，所需的投資較為巨大，為此出現(xiàn)重大事故時(shí)就會(huì)嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。所以，在實(shí)際的工程施工中，應(yīng)該注重水下嵌巖樁施工的質(zhì)量控制，只有這樣才能確保港口工程質(zhì)量的有效維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃學(xué)華. 港口工程水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)， 2018， 45（7）： 41-42.

（作者單位：大連港口建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司）