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)合工程案例對港口碼頭工程鉆孔灌注樁施工工藝技術(shù)進行分析，分別從工程施工方案、施工技術(shù)以及施工過程需要處理的問題進行分析，以期通過研究分析從先進性及經(jīng)濟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：U655 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：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)對復(fù)雜多樣的地質(zhì)條件；該技術(shù)具備諸多優(yōu)點：比如成本低、環(huán)境污染小、施工便捷、抗震性能佳等，因此，廣泛運用在各工程領(lǐng)域；在施工過程中，鉆孔灌注樁可有效將上部的載荷傳輸?shù)酵翆又校瑫r，能有效防止不穩(wěn)定沉降現(xiàn)象的發(fā)生。在實際工程施工過程中，若要保證工程質(zhì)量滿足實際需求，必須要對施工的各個階段、各個工序進行嚴(yán)格控制，從而保障施工順利進行。

2 港口工程引例概述

某港口工程擬建一個 5，000DWT 雜貨、一個 7，500DWT 甲板船共兩個泊位，碼頭總長度為 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，是水道進行泄洪、納潮的主要位置，因此必然會受到潮汐、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)工程實際情況設(shè)置水上施工平臺，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。每臺鉆機需要配備一臺性能比較高的砂石泵和兩臺泥漿泵。

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：場地準(zhǔn)備→測量定位→護筒埋設(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。

3.2 場地準(zhǔn)備

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

適時的引導(dǎo)鉆機內(nèi)孔水的流向，盡量的避免地面水的侵蝕，防止水分過多的流入，從而造成塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。護筒對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。護筒使用的是厚度為3mm的鋼板卷圓而成，每節(jié)長度為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筒變形，此時需要在護筒上、中、下三個位置上分別設(shè)置一根加強筋。

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

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)護筒之前，應(yīng)該保證筒底有厚度為50cm的粘土層，護筒放置在指定的位置之后，在其周圍填充均勻的粘土，然后做夯實處理，避免護筒出現(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，應(yīng)該保證護筒內(nèi)部存在有1m以上的靜壓力；放置護筒前應(yīng)該確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，避免接縫處漏水；鉆進時嚴(yán)格控制施工速度，確保護筒周圍有足夠的粘土填充，反復(fù)的做沖擊檢測，從而提升護壁的強度。

（3）縮孔預(yù)防措施：使用鉆頭上下進行掃孔，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)域較近的位置進行，制作過程中應(yīng)該保證整個部件的平整性。制作一個圓形的固定支架，同時在邊緣部分設(shè)置主筋，然后將其固定在另一側(cè)的活動支架上，主筋可以逐根的放入到凹槽內(nèi)，然后將根據(jù)設(shè)計要求，放置在骨架的一側(cè)位置上，纏繞成圓筒形，然后點焊連接。焊接完成后，將固定支架和骨架拆除。

骨架存放時，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的履帶起重機進行吊裝，鋼筋籠的兩側(cè)各設(shè)置一個吊點，吊點的位需要設(shè)置加強箍，并逐根焊接牢固。

運用孔口標(biāo)高的數(shù)據(jù)來計算定位筋的長度，保證各項尺寸全部正確之后再進行焊接。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

孔身以及孔底經(jīng)過質(zhì)檢人員檢查，并且經(jīng)同意之后，即可進行鋼筋骨架的放置工作，二次清孔結(jié)束之后，進行混凝土的灌注工作，該工作必須連續(xù)進行，中間不能停頓。澆筑過程中需使用導(dǎo)管進行，其長度一般距離孔底約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，此施工過程應(yīng)該連續(xù)進行，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。混凝土使用泵車進行澆筑，準(zhǔn)備兩個料斗，以滿足工程的實際需要。endprint

內(nèi)部使用直徑為250mm的絲扣導(dǎo)管，同時保證整個回路的密封性，使用開始前須進行水壓試驗。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之后，應(yīng)該保證其塌落度在18cm-22cm之間，同時要具備工程所需要的流動性。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：該過程需要連續(xù)進行，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，應(yīng)該密切關(guān)注孔內(nèi)土結(jié)構(gòu)的下降和水位情況，時刻測量混凝土的高度。導(dǎo)管提升時，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。

5.4 異常情況處理

卡管。出罐時，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管進行攪拌，使用吊繩帶動導(dǎo)管，或者在導(dǎo)管上安裝振搗器使得隔水栓下落。如果不能正常進行，必須將導(dǎo)管全部提出鉆孔，然后進行清理和平整，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性、初凝時間等等方面，將其焊接在鉆機支架上，同時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筒的外側(cè)進行焊接，然后進行抽水、除渣施工，緊接著進行混凝土的澆筑施工。

6 結(jié)語

當(dāng)今，港口碼頭工程水下鉆孔灌注樁施工方法運用的越來越廣泛，作為港口工程的基礎(chǔ)工程之一，在具體施工過程中必須結(jié)合實際情況，科學(xué)設(shè)計，規(guī)范施工，針對每一環(huán)節(jié)都要保質(zhì)量保安全，比如為適應(yīng)鉆孔灌注樁的長度和直徑的擴大，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，通過對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常見的問題與施工方法進行了分析，希望能夠給實際的港口碼頭施工建設(shè)提供一定的經(jīng)驗與參考。

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