復(fù)雜地質(zhì)條件下的內(nèi)河高樁碼頭樁基施工方法分析

溫意倫

（廣東省北江航道事務(wù)中心英德航標與測繪所 廣東清遠 513000）

1 研究背景

現(xiàn)階段，在復(fù)雜地質(zhì)條件下所開展的碼頭樁基工程項目往往有著較高難度系數(shù)的作業(yè)情況。因此，為了全面提升建設(shè)的效率，就需要相關(guān)建設(shè)工作隊伍能夠全面提升對當?shù)貜?fù)雜地質(zhì)條件情況的分析，加上對其建設(shè)內(nèi)容的系統(tǒng)性評估，設(shè)計出一套完善的復(fù)雜地形內(nèi)河高樁碼頭樁基的施工方案，進而充分保障在進行建設(shè)的過程中有著較好的質(zhì)量，處理好各種建設(shè)當中的質(zhì)量問題。特別是現(xiàn)階段，在很多內(nèi)河修建的碼頭工程項目，始終面臨著建設(shè)的質(zhì)量性問題。例如，在進行建設(shè)的過程中，需要保障樁基施工的作業(yè)質(zhì)量，但是，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，往往面臨著普通樁基作業(yè)方式并不適應(yīng)的情況，因此就會導(dǎo)致實際建設(shè)中樁基作業(yè)存在質(zhì)量性問題，影響項目進度，甚至直接影響到碼頭的整體建設(shè)質(zhì)量，以及對后續(xù)的碼頭功能性帶來一定的負面影響。

2 工程概況

在本文的研究過程中，主要以某內(nèi)河高樁碼頭項目的樁基工程實施為例。該項目總長80m，寬8.5m。樁端持力層為中砂層或卵石層，樁基外套鋼護筒到樁頂，樁基上部現(xiàn)澆胸墻，胸墻底板長5.0m，后方回填石渣。在碼頭的后方，通過護岸和兩條進出碼頭道路與后方堤外路銜接，進口道路布置于碼頭上游側(cè)，出口道路布置于碼頭下游側(cè)，道路寬3.5m，坡度10.5%。鋪面結(jié)構(gòu)從下至上依次為150mm 厚級配碎石墊層、150mm 厚C15貧混凝土基層、260mm厚C30混凝土大板。

3 復(fù)雜工程地質(zhì)情況勘查

3.1 地形地貌

為了設(shè)置出一個科學合理的建設(shè)方案，相關(guān)工作人員對該地區(qū)進行了詳細的地質(zhì)勘查。從總體來看，項目所在地的地貌是一個周圍山地環(huán)繞向南傾斜的盆地，盆地東面以滑水山山脈為界，北面是黃思腦山脈，南面為一群花崗巖和低山、丘陵地區(qū)，西面主要是一列呈西北—東南走向的山脈屏障。河流水源廣，出路狹窄，形成易澇的河谷地帶，境內(nèi)主要河流的唯一出口是通過南部低山、丘陵地區(qū)的狹窄谷地排出。來自集雨面積超3.40 萬km2的水流從狹窄的河道流出，造成易澇的河谷地帶。由于河水的堆積作用，境內(nèi)普遍分布著沖積平原、河流階地等堆積地貌。

在工程項目的建設(shè)區(qū)域勘查中發(fā)現(xiàn)，在工程所在陸域河床的位置上，由于存在無法考證的歷史工程項目建設(shè)，鉆探淺層揭露有大塊卵石、水泥塊等組成，增大樁基施工工藝的選取和施工控制要求。

3.2 復(fù)雜地質(zhì)情況

在工程項目的建設(shè)中，實際的復(fù)雜性往往受到諸多方面因素影響。例如，建設(shè)過程中的三層與四層位置有著較為復(fù)雜的地質(zhì)情況。在三層的位置上，基本上由砂混卵石等地質(zhì)類型組成，因此導(dǎo)致建設(shè)現(xiàn)場的土質(zhì)并不均勻，同時卵石的整體直徑也并不一致，各個分層也存在著較大的差異。對這種造成地質(zhì)較為復(fù)雜的情況進行分析，基本上是由于在長期的運行中，河道位置受到較為嚴重的采砂作業(yè)，之后為了保障河岸的穩(wěn)定性，進行了人工回填大小并不一致的卵石和混凝土塊，因此就會導(dǎo)致經(jīng)過長期的地質(zhì)演進出現(xiàn)了較為復(fù)雜的地質(zhì)情況。而在四地層的建設(shè)區(qū)域中，地質(zhì)的復(fù)雜性基本上是體現(xiàn)在第四系填土成分復(fù)雜、沖積層基本組成為砂礫石等，局部揭露有強風化石灰?guī)r，且節(jié)理裂隙發(fā)育。

4 施工技術(shù)要求

首先，在本工程項目的建設(shè)開展中，需要該工程項目總共涉及Ф800mm灌注樁110根、Ф600mm高壓旋噴樁107 根，并全部采用鉆孔灌注和高壓旋噴的方式進行建設(shè)開展。

其次，使用沖擊錐進行鉆孔作業(yè)。在樁基的直徑設(shè)置上，基本上分為3 種不同的類型標準，分別為1.5m、1.2m 及1.0m，使用最長的樁基為50m。對于中風化巖的建設(shè)，需要使用鉆孔灌注樁的方式，并在整個建設(shè)環(huán)節(jié)做好工程項目的記錄及分析。之后，在使用水下混凝土的鉆孔灌注樁建設(shè)環(huán)節(jié)，要格外重視基底位置的溶洞情況，一旦出現(xiàn)這類情況，就需要馬上得到工作人員的處理［1］。在具體的操作中，使用標準的灌注樁，同時保障整個灌注樁的處理中能夠形成一個良好的處理方式。

最后，為了保障建設(shè)的質(zhì)量性，需要使用超聲波的技術(shù)方式進行建設(shè)質(zhì)量的建設(shè)與評估。受到地質(zhì)條件較為復(fù)雜因素的影響，需要在進行建設(shè)的過程中始終保障整體的建設(shè)合理性，特別是需要整體建設(shè)環(huán)節(jié)能夠達到最大化的建設(shè)效果，分析地質(zhì)條件復(fù)雜屬性，同時保障鉆頭避免受到嚴重影響，限制樁基施工的整體進度。

5)使用的3D模型與實地地形極為相似，在地面植被覆蓋程度較低的場合，用它提取的等高線，能夠充分解決野外地形點采集不到位、密度不足導(dǎo)致的等高線錯誤和失真問題。

5 施工方案

5.1 施工準備

在進行施工建設(shè)的過程中，該工程項目采用了旋挖鉆頭孔灌注樁的建設(shè)方式，因此，在該樁基建設(shè)中，基本上采用的是直樁的建設(shè)方式，形成承載平面，這樣可以穿越各種土層，并進一步嵌入到基巖當中［2］。這樣的建設(shè)方式可以實現(xiàn)其他建設(shè)技術(shù)無法實現(xiàn)的建設(shè)效果，在垂直的樁基處理上，具備著較強的承載能力，同時，在施工設(shè)備的處理上比較便捷，僅需要在施工現(xiàn)場進行施工平臺的搭建即可，因此總體的造價并不高。但是，這種建設(shè)方式存在著較長的施工周期，加上承受水平荷載的能力也十分有限，因此，只是在處理復(fù)雜地質(zhì)條件下的建設(shè)方案，無法全面覆蓋層薄的碼頭工程。

在具體的建設(shè)之前，首先需要做好建設(shè)裝置和設(shè)備的組裝工作。一般情況下，在鉆孔的位置上，保證鉆機裝備完畢，同時，在鉆機的設(shè)立過程中，始終控制在間距為2～3個單元，并在護筒的處理上，保障與支撐鉆機的墊木維持在一定合理的距離上。在全部完成建設(shè)之后，需要充分保障對機器設(shè)備開展性能方面的測試與分析，以此控制具體的偏差，這樣就可以讓其設(shè)備在投入到建設(shè)中時發(fā)揮出應(yīng)有的作用［3］。

5.2 衡量位置

在固定樁的位置上，需要工作人員使用經(jīng)緯儀進行位置的測量及分析，之后，在樁體的中間位置插上一個鋼筋，同時，在四邊的附件位置上，始終都需要使用一根控制樁將其原本中心的地方可以保持固定完整，并使用控制樁的方式實現(xiàn)砂漿的固定處理。在完成該地區(qū)的檢測分析之后，就可以開展下一步的建設(shè)。

5.3 埋設(shè)護筒

本工程項目的護筒埋設(shè)環(huán)節(jié)，需要使用10mm 的厚度鋼板進行加工制作，同時，嚴格地基于工程項目的建設(shè)要求，確定出具體的護筒高度值，基本上為1.2m、1.4m及1.7m這3種規(guī)格。

此外，在護筒的處理過程中，將護筒埋設(shè)完畢之后，要在四周使用粉質(zhì)黏土進行良好的密實處理，特別是在使用泥漿的方式時，要保證其得到充分的灌注處理。在一些特殊的情況下，還需要積極地使用小型夯實機械的方式進行夯填處理。整體的埋設(shè)護筒的直徑處理上，基本上需要大于鉆孔樁孔的直徑20cm以上，同時，在護筒的頂面處理上，需要高出2m以上的程度，并在護筒的頂面位置偏差控制上能夠控制在5m的標準之間，且在傾斜角度的控制上控制在1%以內(nèi)的標準。

5.4 施工機械設(shè)備

本工程項目的建設(shè)中，一般需要使用挖掘機進行建設(shè)，并在后續(xù)護筒吊裝中使用吊車操作，再加上人工的施工建設(shè)，完成項目的建設(shè)開展。但是，受到施工現(xiàn)場較為復(fù)雜的地質(zhì)情況影響，使得進行建設(shè)的過程中需要對護筒進行針對性的處理。在具體的操作中，需要在護筒上開設(shè)一個溢漿孔，以此保障后續(xù)的穩(wěn)定建設(shè)［4］。

5.5 一般施工順序

在進行施工中，需要基于全站儀的樁位中心進行建設(shè)，并基于中心樁引出十字護樁，同時，在護樁構(gòu)成的結(jié)構(gòu)邊上，要控制3m 的程度，并使用石灰粉的方式明確互通的邊線位置。整個挖掘機或者使用的沖擊鉆機運行中，構(gòu)建出一個連續(xù)的護筒基坑，并在基坑深度處理上全面小于30cm的程度。但是，出于護筒安裝之后的整體性效果的考慮，就要充分保障在其進行互通基坑的建設(shè)中能夠?qū)⒆o筒的直徑位置增加到50cm 的程度，并基于護筒的高程水平高出一定的程度。之后，利用十字樁拉線并吊掛拳錘的方式，確定出具體的護筒位置，同時，對準基坑的底部位置進行護筒的下放。在整個操作過程，都需要積極地進行人工的相互配合，并進行位置方面的調(diào)整。在護筒的處理過程中，想要得到較為完畢的處理，就需要采用人工配合挖掘機的處理方式，要積極調(diào)整護筒的整體垂直度，并在護筒的四周位置全面應(yīng)用黏土分層回填的方式進行集中的夯實處理［5-6］。

5.6 沖擊成孔

在將護筒完全掩埋之后，要將樁基放置在一個合適的位置上，之后，使用沖擊錘對準護筒的中心位置，并有效減低整個建設(shè)的誤差值。在建設(shè)的初期階段，需要較低的錘子高度進行敲打處理，之后，在錘子的高度處理上始終保持在0.4～0.6m 的水平。另外，使用砂礫及黏土的泥漿當作護筒的保護空氣處理方式，在這樣的整體處理方式下，能極大地提升建設(shè)的水平及效果。

在孔深的控制上，需要在互通底部3～5m的程度才可以進行后續(xù)的建設(shè)。在整個沖孔的過程中，要及時地對孔壁當中的內(nèi)部殘留進行集中化的處理。特別是在進行處理過程中，整個沖孔位置始終要保證及時地補充漿液。平均控制沖擊在1～2m的程度，對于成孔的垂直度，需要定期檢查。在整個施工建設(shè)環(huán)節(jié)，都要避免受到孔塌、孔斜及護筒四面流漿的問題影響。特別是在使用原土漿的鉆進過程中，要積極控制鉆進參數(shù)等各項因素，重視對施工建設(shè)環(huán)節(jié)的觀察及控制，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而保障整體施工過程中能夠全面提升建設(shè)的有效性。

在沖擊到巖面時，需要提升沖程，并對出現(xiàn)的殘渣進行集中處理。后續(xù)為了便于開展終孔的驗證處理，就需要每次進行鉆進的過程中都要積極地去除巖樣，并保障進行良好的保管。在整個沖擊的環(huán)節(jié)，都需要始終對鋼絲繩進行針對性的檢查，并在其后續(xù)進行處理的過程中，避免架子出現(xiàn)傾斜或者變形的情況，一旦出現(xiàn)了偏差，就需要馬上進行補救處理。在整個孔位打好之后，需要馬上進行孔位的深度處理，并在得到相應(yīng)的處理之后，進一步地保障監(jiān)理部門進行建設(shè)質(zhì)量的評估，以及保障后續(xù)建設(shè)的順利進展。

5.7 完善旋挖鉆機成孔施工

在旋挖鉆的處理過程中，強、中分化巖層當中的成孔處理基本上都是基于加強壓力的方式，將鉆頭截齒到巖石當中，并在較為強大的動力輸出扭矩的作用下，讓巖石足夠粉碎，進而實現(xiàn)針對性的處理?，F(xiàn)階段，在旋挖鉆進的環(huán)節(jié)，要保障整個機械設(shè)備可以始終保持在一個良好的處理方式下，充分帶動鉆具的旋轉(zhuǎn)，并在加壓的荷載及旋轉(zhuǎn)扭矩的作用下，保障鉆具與巖石的接觸面位置形成一個較強的處理能力。

另外，在旋挖鉆孔的環(huán)節(jié)，要對卵石層當中護筒無法跟進的位置進行針對性的分析及處理，特別是在建設(shè)的過程中，充分保障建設(shè)環(huán)節(jié)可以控制好各種不利的因素，同時，為了克服各種建設(shè)環(huán)節(jié)的不利因素，就要在該技術(shù)方式下進行進一步的建設(shè)方案完善處理。

例如，在卵石層的成孔處理中，一旦鋼護筒無法實現(xiàn)全面的跟進處理，就會導(dǎo)致在后續(xù)建設(shè)的環(huán)節(jié)存在著塌孔或者頸縮的情況，這對于后續(xù)的建設(shè)會帶來直接的影響。因此，為了實現(xiàn)高效建設(shè)，就要在實際的建設(shè)過程中充分地掌握卵石層位置的實際情況，同時，加強旋挖鉆機在運行過程中的鉆頭分析方式，利用一個良好的鉆頭，逐漸擴大鉆孔的程度，并充分地保障鋼護筒可以在實際鉆進過程中符合實際需求和效果。

所使用的小直徑下的鉆頭處理中，往往要求進入到巖層之后。特別是對于中風化巖層的建設(shè)開展中，在這個位置的土層強度不斷提升，因此導(dǎo)致鉆進的摩擦力也相對比較大，會經(jīng)常出現(xiàn)一定程度的成孔效率較低的情況。因此，為了在這個階段進行高效率的建設(shè)，就需要積極處理好建設(shè)過程中的處理方式，保障旋挖鉆機進入到這個階段的建設(shè)中，馬上更換鉆頭，在孔內(nèi)的巖芯出現(xiàn)松動之后，就要馬上增加巖層的自由面，同時保障降低整體的應(yīng)力水平，通過這種建設(shè)方式，才能夠最大程度上提升工程項目的建設(shè)效率。此外，還要在后續(xù)建設(shè)環(huán)節(jié)，針對建設(shè)的實際情況，及時調(diào)整建設(shè)的方案和效果。

而針對鉆具的外壁焊條的保護處理中，由于進入到了風化巖層當中，因此會加劇鉆具的磨損程度，這樣就需要盡可能地控制磨損問題的出現(xiàn)，同時及時更換一些良好的鉆頭，這樣通過一個合理的處理方式，極大地提升處理效果，并控制鉆進的摩擦系數(shù)。只有保障在整體建設(shè)的環(huán)節(jié)始終提升建設(shè)的整體性，并對鉆具及后續(xù)的高樁建設(shè)進行系統(tǒng)性的分析，才可以讓工程項目的建設(shè)中保障港口質(zhì)量及建設(shè)的順序。特別是最后在進行鉆進的過程中，要制訂出一個完善的建設(shè)方案，全面提升建設(shè)的效率及價值。

6 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)階段針對于復(fù)雜地質(zhì)情況下的碼頭項目樁基施工過程中，始終都需要重視建設(shè)方案的合理性評估，同時，加強建設(shè)過程中的工作人員技術(shù)安排和各項施工機具的調(diào)整處理，只有利用完善的建設(shè)方案，并進一步強化施工條件的針對性，才可以在后續(xù)建設(shè)進程中提升碼頭工程的整體穩(wěn)定性。