灌注樁在港口工程中的應用分析

李艷磊

摘 要：沖孔灌注樁在水運港口工程中有著廣泛的應用。文章以具體沿海港口工程為實例，介紹了該工程的概況，詳細地分析了在該項港口工程中沖孔灌注樁的施工工藝方法，對施工中所遇到的具體問題及防治措施進行探究，為同類工程提供一些參考。

關鍵詞：港口工程 沖孔灌注樁 護筒

1.工程概述

本工程位于廣東省東部沿海，建設規模為2個10萬噸級和1個1萬噸級集裝箱泊位及相應配套設施，碼頭泊位總長度為1016m，年設計通過能力125萬標準箱；1個工作船泊位，長度為78m。

本工程灌注樁為后軌道梁樁基礎，施工方式為陸上施工（施工區域：沉箱棱體后方），共400根，其中包括A1-A312，B1-B88，樁徑為1100mm，樁頂標高+2.5m，為端承樁，樁底需入中風化巖層，樁長27.5～50.0m不等；灌注砼為C35，工程量為13739.31m3。本次典型施工的樁軸線號為A125、A122、A119、A116，首件完成的為A125，樁底標高為-31.5m，樁長為34m，砼強度等級為C35，砼工程量39m3，鋼筋4073.48kg。

本項工程采取的主要施工方法為：鋼筋籠在鋼筋加工廠場內加工制作完成，現場吊車配合安裝。砼采用集中拌合，罐車運輸，垂直導管法水下混凝土灌注。水工結構示意圖見圖1。

2.施工工藝

2.1施工準備

（1）首先進行鉆機施工機具的選擇，本項目選擇了CK1200型沖孔式打樁機進行施工。（2）保證場地布置平整，施工前保證“四通一平”：①“四通”：施工現場用水、用電、交通道路、通訊要先部署通暢；②“一平”：施工現場要平整。（3）進行測量放樣。由測量人員采用全站儀對樁位采用坐標法進行實地放樣，用水準儀對護筒標高測定。（4）埋設鉆孔樁護筒。采用雙護筒方法進行護壁。（5）制備泥漿。泥漿由高塑性粘土或膨潤土加水拌和而成，調制泥漿宜使用淡水。泥漿的密度應>水的密度。

2.2鉆進成孔

（1）安放樁機：安裝放置好機架和起吊系統，將鉆頭吊起，慢速放入護筒內。沖擊鉆需與護筒中心對準，偏差≤±20mm。

（2）開孔：開始鉆孔前在孔內加注泥漿，若孔內有水，則直接加粘土，用鉆頭小沖程沖擊造漿，在開孔后的沖孔過程中，需控制孔內水位高度，應高于地下水位1.5～2.0m，為防止泥漿溢出，需比護筒頂面低0.3m。開孔階段沖孔進度一般進尺在1m/h以內，此階段采用小沖程、多沖擊，以較小的沖擊力，擠壓孔壁逐步密實。

（3）沖孔：經小沖程、低沖擊力開孔后，后續開始正常沖進階段。此階段可提高沖程，增加沖擊力，加快成孔進度，同時要結合地質情況適時調整沖程，確保成孔質量。當發現地質構造情況與設計不符合時，及時報告，取得業主同意后，確定切實可行的沖孔方案。開孔后將采用三班制，24h不間斷作業，認真做好每天的沖孔記錄。

沖孔過程中要及時檢查泥漿性能指標是否符合規范要求，確保成孔質量，避免擴孔、塌孔等意外事故的發生。沖孔過程要控制提放樁錘的速度，避免松繩過少，沖擊不到位打空錘，使樁機機身、鋼絲繩和卷揚機等承受較大的沖擊荷載。為避免卡錘，每次在清除鉆渣后或其他原因停止沖進后再次開始沖進時，沖程應由低逐步提高到正常沖程。

2.3清孔

當鉆孔孔底標高符合設計要求時，提升鉆頭進行清孔，清孔后由監理工程師進行孔徑、孔深和垂直度等檢查驗收。

樁孔排除沉渣的方式為反循環泥漿排渣法，采用換漿法進行清孔，清孔后孔底沉渣厚度、泥漿含砂率、比重、粘度等指標應檢查符合要求。為避免施工間歇過長造成沉渣等沉淀物沉積厚度增大，要盡快進行清孔，鋼筋籠骨架的安裝和樁身混凝土澆筑工作需在清孔完成后立刻實施。

在鋼筋籠起吊放入樁孔安裝好后，澆筑樁身混凝土前，對樁孔內的沉渣厚度和泥漿的指標性能進行檢查，如超過規定指標要求，需第二次清孔，符合規定要求后才能進行水下混凝土灌注。

2.4鋼筋籠制作、安裝

（1）制作鋼筋籠：本工程鋼筋籠采用現場制作加工。制作步驟如下：①首先根據設計尺寸制作加強箍筋，標識出主筋的位置。把工作平臺上擺放好主筋，標識加強筋的相應位置，安放固定好位置后點焊。②在第一根主筋上將全部加強筋焊好，后人工或用機具轉動骨架，將其余主筋照以上方法逐根焊好。③安放盤筋，按設計要求安放好螺旋筋并與主筋綁扎上，焊接牢固。

（2）鋼筋籠吊放安裝：鋼筋籠制作完成后，采用汽車吊進行吊裝，要采取合理的吊點和吊裝方法以防止鋼筋籠發生變形。對于長骨架，起吊前可在骨架內部采取臨時加強措施以加強其剛度。

吊裝時應與孔位對準，控制垂直度，徐徐放入孔中。若下放受阻不暢，應查明原因并予處理，禁止采用高提猛落的方式強制下入。鋼筋籠下放安裝完畢，立即將其固定在護筒上，以避免在后續混凝土澆筑時鋼筋籠上浮。

2.5灌注水下混凝土

混凝土需通過試驗確定配合比，控制在180～220㎜范圍的塌落度。混凝土制備選用的水泥應性能良好，碎石骨料粒徑合適，以保證混凝土和易性符合要求，為延長初凝、終凝時間，提高混凝土的和易性、流動性，可摻入適當的外加劑，使混凝土性能滿足水下砼澆搗工藝的要求。

樁身混凝土采用導管澆筑，導管直徑為30cm，采用無縫鋼管加工，頂端設置外形為喇叭形的漏斗，導管連接采用密封圈密封，防止漏水、漏氣，使其具有良好的密封性。

水下混凝土灌注工藝要求：第一批混凝土灌注后即刻測量導管埋深，確保導管在封底混凝土中埋深>1.0m。后續混凝土灌注應連續進行，導管在混凝土中的埋深，控制在2～6m之間。為防止鋼筋籠骨架上浮，應控制不同階段的灌注速度。

為了保證樁身混凝土的強度符合設計性能指標，在樁身混凝土澆筑時，澆筑頂面應較設計樁頂標高高出0.5～1.0m。

3.施工中所遇到的問題及防治措施

（1）樁位偏差、樁身傾斜

為保證樁位準確，樁位測放完畢后，應進行復測和檢查。松軟場地施工前場地平整壓實，樁機安裝就位時應確保平整，如遇地下障礙物應予清除以保障樁身垂直。

（2）鋼筋籠上浮

鋼筋籠在護筒上固定不牢固時，在澆筑混凝土提升導管過程中可能會帶起鋼筋籠，另外，澆筑樁身混凝土時如果速度過快，混凝土在孔內上翻會產生較大的上沖力，鋼筋籠也會上浮。應采取以下措施防治：①鋼筋籠在護筒上進行點焊或采取其他綁扎加固措施；②在孔底混凝土澆筑階段，應采取慢速澆筑混凝土的方式，等孔底混凝土將鋼筋籠底部覆蓋后，再采用正常的速度灌注混凝土。

（3）塌孔

孔內泥漿的相對密度過小、樁孔內的水頭壓力較小或者在樁孔內有承壓水、埋設護筒深度不夠、在土質較為松散的砂層中鉆進過快護壁不及時或停在一處空轉時間太長、轉速太快、沖擊錘撞擊孔壁等情況都可能造成塌孔。應采取以下措施防治塌孔：①鉆進時遇到松散砂土土層，應對進尺控制，選用較大相對密度、膠體率、黏度的性能較好的泥漿；②如遇地下水位有較快的變化，可采用提升護筒高度、提高水頭壓力、使用接虹吸管等措施。

（4）斷樁

混凝土灌注時，導管提升量過大、清孔時未將沉渣沖凈即開始混凝土灌注、混凝土灌注時因故中斷、灌注混凝土的質量較差、遇到堵管時沒有及時地排查解決等是造成斷樁的主要原因。因此在施工中應采取如下措施：①控制導管始終在混凝土內；②按清孔等檢查指標要求嚴格檢查沉渣的厚度，在清孔后及時澆筑混凝土；③澆筑樁身混凝土前做好各個施工環節和崗位檢查，采取預防措施，確保混凝土灌注施工作業過程連續；④對混凝土質量加強管理，控制拌制的混凝土性能符合要求；⑤混凝土初凝前接樁方法可采用沖刷法、沉管法等；若遇初凝后接樁可以采用嵌入式或沖刷法。

4.結束語

綜上所述，沿海港口項目中的鉆孔灌注樁施工工況復雜，對施工工藝技術要求較高，如施工工藝及質量控制措施不當，可能會對工程質量和經濟效益產生較大影響。因此在施工中應科學制定施工方案，嚴格控制施工工藝，落實質量控制措施，這樣才能保障工程質量。

參考文獻：

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