水運工程灌注樁設計施工的難點分析

宗博

摘 要：水運工程是我國建設工程項目中的重點工程，而水運工程中的灌注樁設計施工則是其中的重要組成部分。灌注樁設計施工的工藝比較成熟，且具有經濟性號、承載力高等優點，因此在水運工程中得到了廣泛的應用。但水運工程相對于其它建筑基礎工程而言，自身具有一定的特殊性，會給灌注樁設計施工帶來相應的難點。本次研究主要針對水運工程灌注樁設計施工的難點進行分析，并提出了相應的解決對策。

關鍵詞：水運工程；灌注樁；施工難點

中圖分類號：U443.15 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）06-0076-02

隨著我國經濟發展腳步的不斷加快，我國水運工程在今年來發展非常迅速，并且逐漸向大型化方向發展。在我國港口與船塢上的吊機起重越來越大，對于基礎的承載力要求也相應提高，因此水運工程中的樁基施工顯得越加重要。在水運工程中的樁基建設中，灌注樁是其中應用最廣的一種施工工藝，這種施工工藝能夠在任何一種巖層土質中進行應用，可以根據施工的要求隨意改變樁徑以及截面樁形，同時也可以根據具體需求形成入巖樁、擴孔樁以及實心或空心樁。然而我國的地質條件比較復雜，水運工程在各種復雜水環境上面施工過程中，很容易受到各種外界自然條件的影響，進而為灌注樁的設計施工增加了難度。因此針對水運工程中灌注樁的設計施工難點以及灌注樁技術中存在的質量風險進行分析，探討相應的解決方案，對于我國的水利工程建設有很重要的意義。

1 水運工程灌注樁施工中存在的質量風險

1.1 縮頸現象

灌注樁在施工成樁的過程中會出現一種縮頸現象，這種現象主要是因為樁子在施工過程中受到不同地質因素的影響。灌注樁在施工過程中，對于灌注樁的鉆孔如果沒有做到進行及時有效的清理，在對鉆孔進行灌注的過程中由于速度過快，從而導致了鉆孔周邊的壓力增大，鉆孔周邊的雜物都會進入到鉆孔中，最終形成了的縮頸現象。

1.2 漏水現象

灌注樁的漏水現象主要是指灌注樁施工過程中導管連接出現了漏水，造成這種現象的主要因素一般是導管連接不嚴實，引起導管上升的速度加快，最終出現漏水現象。因此導致漏水現象的主要原因是施工工作人員沒有將導管的連接處綁好，導管在插入混凝土中工作的過程中造成了連接處的松動，進而出現漏水。

1.3 灌注樁斷裂

灌注樁出現斷裂是施工質量不合格的表現，造成灌注樁施工質量不合格的因素主要是施工過程中的相關工藝沒有達標。比如在施工過程中導管插入的深度不夠，在對鉆孔灌注的過程中混凝土沒有進行有效的凝結，這些因素都有可能導致灌注樁的斷裂。同時如果在灌注的過程中時間沒有控制好，灌注的時間過長與過短，很容易造成混凝土的稀釋以及阻斷混凝的凝結，最終影響灌注樁的施工質量。

2 水運工程灌注樁設計施工的難點

2.1 船塢吹填區灌注樁施工難點

船塢吹填區灌注樁的施工屬于水運工程灌注樁施工中的一個典型難點，造成灌注樁施工難度大的主要原因是船塢吹填區地質較軟，在這種地質基礎上施工有很大的難度。比如青島北船重工的1號與2號造船塢，在進行灌注樁施工的過程中，灌注樁的施工就處于吹填區淤泥土質地基上面。在這種土質上進行灌注樁設計施工的難點包括兩個方面，一方面是地基的承載力較差，在進行鉆孔施工是無法有效駐位，另外一方面則是因為地基的地質比較軟，進而容易導致地基坍塌，同時也很難固定鉆孔的形狀，在鉆孔過程中受施工震動影響甚至會出現樁孔的整體位移。青島北船重工的1號、2號造船塢工程施工完成之后，雖然采用打塑料排水板進行了排水減壓，但地基中的淤泥顆粒太細，導致排水的效果并不明顯，最終在凝結后的承載力偏低。淤泥地基的吹填深度一般比較大，平均深度一般在10-14米之間，同時淤泥地質比較薄弱，在采用傳統沖擊鉆機設備進行鉆孔的過程中，施工設備一般很難知直接運到孔位處且設備駐位也很困難，再加上淤泥的流動性較強，在打樁的過程中常常會出現孔壁坍塌以及孔頂偏位等情況，進而容易相處大頭樁等不規則的樁形，這些因素都會嚴重影響到灌注樁的施工質量。

2.2 碼頭拋石棱體上的灌注樁施工難點

碼頭拋石棱體上進行灌注樁施工同樣是水運工程灌注樁設計施工中的一個重要難點，比如在大連中遠船務海工制造區的舾裝碼頭工程施工建設的過程中，碼頭的后方連接的是萬噸級的造船平臺滑倒板，滑倒板的下方即為灌注樁的基礎，灌注樁所處的位置屬于回填棱體區，這個部位的地質中拋填了10-100kg的塊石。在碼頭施工過程中，一般先安裝沉箱，然后進行墻后回填，當陸域施工條件完成之后再進行相應的灌注樁施工。灌注樁的施工的地基為棱體棱體連接拋石基床，地基中的石塊空隙非常大，空隙還與海水相通，導致灌注的護壁泥漿容易出現滲漏，很難起到護壁的效果，進而導致孔壁的坍塌比較嚴重，很難真正形成樁孔，這些因素為灌注樁的設計施工帶來了很大的困難。灌注樁設計施工中的護壁泥漿比重一般是1.5-1.6，通過護壁泥漿能夠有效減少孔壁的塌落量，使得樁孔能夠更好的成型。然而在拋石棱體基礎上，沉箱之后的灌注樁樁孔很難盛裝泥漿，樁孔中盛裝的泥漿會隨潮汐的變化從石塊縫隙中滲漏，進而也就無法起到護壁的作用，孔壁周邊的石塊由于缺少護壁的泥漿，很容易掉落到樁孔內，最終也就很難形成標準的樁孔。

3 水運工程灌注樁設計施工的解決對策

3.1 拋石棱體上灌注樁設計施工的解決方案

針對水運工程灌注樁設計施工中遇到的難點，通過對設計方案的優化是解決難點的有效途徑，且針對碼頭拋石棱體灌注樁施工中遇到的滲漏難點，也很難從施工工藝上進行改進。灌注樁在碼頭拋石棱體上進行灌注施工的過程中，可以考慮將沉箱的壁厚進一步加厚，同時將滑道板安置在沉箱壁上面。這種方案的操作性比較簡便且經濟性更好，但是在采用對沉箱進行加厚的過程中，設計人員在施工前需要先對沉箱進行分析，觀察沉箱是否能夠加厚，同時沉箱的壁厚承載力是固定的，因此在加厚的過程中也考慮能夠達到的最大厚度，設計人員需要根據具體的施工狀況進行加厚。

水上灌注樁施工也是碼頭拋石棱體灌注樁施工一種有效解決對策。水上灌注樁施工是指在拋石棱體回填之前，利用打樁船在水上先進行灌注施工，等灌注樁完成之后再進行拋石棱體回填。采用這種解決方案雖然能夠有效的克服拋石棱體上灌注樁施工的難度，但存在的缺點較多。首先這種施工方案的成本會大幅提升，水上施工不僅需要配備相應的施工船，同時還需要埋設鋼護筒等。其次會增加棱體回填的難度，再后續棱體回填的過程中想要達到相應的密實性將變得更大困難，且在棱體回填的過程中還需要對樁體加以保護，因此會進一步增加施工的成本。最后在回填的過程中，如果樁體在土層中埋設的深度不夠，很容易引發樁體的倒塌，而在拋石的石基上埋設樁體的難度非常高。因此在采用這種解決對策進行施工前，需要針對工程的具體情況慎重考慮。

3.2 船塢吹填區灌注樁設計施工的解決方案

針對船塢吹填區灌注樁施工中遇到的難點，可以采用石灰攪拌淤泥來提升地基的承載力。在灌注樁施工過程中，可以采用挖掘機將表面的淤泥與石灰攪拌在一起，施工完成后淤泥就會呈硬殼狀。在與淤泥進行攪拌的過程中，石灰的摻量需要根據實際的淤泥狀態而定，正常情況下石灰的比例不會超過10%。另外石灰在和淤泥發生化學反應的過程中會消耗淤泥中的水分，同時也會大大提升地基的強度。針對船塢吹填區灌注樁施工出現的孔壁坍塌問題，可以采用振動錘埋設鋼護筒進行解決。淤泥的厚度一般都比較深，需要采用振動錘將鋼護筒一次埋設到位，通過鋼護筒能夠完美解決孔壁的坍塌問題，同時也能夠有效的解決樁孔因為地質過軟而出現的變形與偏離問題。在灌注樁施工完成之后，可以施工振動錘再次將鋼護筒拔出，通過鋼護筒可以進行循環利用，能夠有效降低這種解決方案增加的施工成本。

4 結語

水運工程是我國的中重點建設項目，對于我國經濟的發展有很重要的作用，灌注樁的水運工程中的基礎建設，但對于工程的整體施工質量有很重要的影響。通過本次的研究分析可以了解到，在水運工程施工過程中，灌注樁的施工存在一定的風險，要想保證施工的質量，需要保證施工的原材料質量，同時也要對施工人員進行崗前培訓，提升施工人員的技術能力以及責任心，嚴格控制施工過程中的各項工藝指標。最后針對施工過程中遇到的難點，可以從設計方案以及施工工藝兩個方面進行考慮分析，找出最佳的解決對策。同時需要根據施工的具體情況以及經濟性進行考慮，選擇合適的解決方案。

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