港口工程水下嵌巖樁施工技術研究

柳金榮

摘要：樁基是高樁碼頭結構的重要基礎，碼頭上部結構的全部荷載均通過樁基傳遞至地基持力層。對于覆蓋層薄、巖面比較高的地質條件下，采用嵌巖樁施工具有適應性強、施工簡便、工期短等優點，在港口工程中廣泛的應用。本文結合深圳液化天然氣碼頭工程，對港口工程水下嵌巖樁施工技術要點進行分析，以期能夠給予類似工程建設一定的幫助。

關鍵詞：高樁碼頭;樁基;嵌巖樁;施工

隨著我國各大港口的不斷發展，各種適應港口工程的新技術層出不窮，水下嵌巖樁施工能夠適應比較復雜的地質條件而被廣泛應用。要想保證港口工程的質量，必須注重對水下嵌巖樁施工質量進行有效控制，從而實現港口工程的經濟效益。

一、 項目概況

深圳液化天然氣碼頭工程泊位全長398m，棧橋長325m，碼頭前停泊水域寬110m，船舶回旋水域直徑為860m，進港支航道底寬300m，設計底標高均為-15.492m。碼頭結構主要包括8-26.6萬m？LNG卸船泊位1個，呈“蝶”型布置，由1個工作平臺、4個靠船墩、6個系纜墩組成，工作平臺與相鄰靠船墩之間、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覆蓋層嵌入可以作為直接受力的基巖中。由于基巖強度較高，壓縮性極小，能提供很高的承載力且具有較強的抗滑移能力，穩定性方面優于其他樁型。

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、預制型植入嵌巖樁、預制型芯柱嵌巖樁、預制型錨桿嵌巖樁。

本工程嵌巖樁施工數量106根，其中碼頭靠船墩20根、系纜墩23根、棧橋29根、工作平臺14根、控制平臺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. 沖機的就位、檢查與調試

沖擊鉆機進場后，采用水上運輸，利用浮吊現場拼裝完備，拼裝完后應對鉆錘直徑、鉆錘焊接質量、鉆錘轉向裝置、提升鋼絲繩等進行檢查驗收。鉆機拼裝完備并檢驗合格后，根據測量放樣點調整鉆機位置，并將鉆機底盤調成水平狀態，底座用枕木或鋼材墊實塞緊。使沖錘垂直對準樁位，確保施工中不發生傾斜。

2. 開孔與造漿

根據地質情況，采用人工循環水泥漿，用水泥泵循環泥漿池與樁孔的泥漿，當進入粘土層時，若泥漿太濃，必須加水調漿，防止沖錘不能轉動而形成梅花孔。

3. 鉆進

沖孔過程中，鋼絲繩上要設有標記，提升落錘高度要適宜，防止提錘過高擊斷錘齒，提錘過低進尺慢，工作效率低。松繩不應太少以防止打空錘，也不宜松繩太多，容易偏孔或卡錘。一般情況下，發現吸錘現象必須及時調漿，在砂層中沖程以2.0～2.5米為宜。沖孔過程中泥漿比重的大小將會直接影響沖孔進度，因此在沖孔時應視地質條件認真控制好泥漿比重，一般以1.15～1.45為宜，泥漿過濃易斜孔、吸錘，進尺較慢;而泥漿過稀則易塌孔，多沉碴，進尺也慢。在強風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

當鉆孔達到設計標高后，通過鋼尺、測量繩等工具和儀器對孔深、孔徑、孔身傾斜度進行量測，并根據地質資料和現場巖樣判定入巖深度。在各項檢查合格后，通過各方現場分析和判斷，確定是否終孔。

若發現施工中預計終孔位的實際地質情況與詳勘資料不符，應根據設計單位意見調整終孔標高。此后再根據調整后的終孔標高進行鉆孔，再次符合終孔條件后方可進行終孔。

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鋼筋籠，以防時間過長，發生坍孔或縮孔現象。

二次清孔是在樁內鋼筋籠安放完畢，灌注砼前進行的一道工序，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，鋼筋選用具有質量保證書，并通過質量復檢合格的鋼筋，由專職鋼筋工和持證電焊工上崗制作，并對鋼筋搭焊和對焊質量抽樣送檢。

在制作鋼筋籠時，要對選用的鋼筋進行除銹、截斷、折彎和焊接等操作流程，制作時應按照設計圖紙進行實施，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。在鋼筋籠進行吊裝的時候，要先檢查所鉆的孔是否符合標準要求，檢查內部是否有塌陷、孔壁對鋼筋籠安裝是否有影響，以保證安裝的順利進行。在鋼筋籠安裝時要對準孔位，順著樁位進入，當放入過程中遇到阻礙物時應進行相應的處理。

7. 灌注水下混凝土

（1）在二次清孔符合標準后，需灌注水下混凝土，在水下嵌巖樁灌注施工過程中，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量.在施工過程中，應給予重視。混凝土具有一定的流動性，坍落度應控制為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，石料應盡量使用卵石，直徑應為5～30mm，最大粒徑應小于40mm。混凝土需要拌合均勻，盡量縮短灌注時間與運距。

（2）在灌注的過程中，需要連續不間斷作業。確保首批灌注混凝土數量，把導管內水壓出并符合導管初次埋入的長度。在灌注時，需要測量混凝土面與樁頂面之間的距離，計算導管埋入的深度。埋設深度應為2～6m。在導管提升的過程中，避免因為計算失誤或用力過猛將管底提出混凝土表面。全部灌注完成之后，經過養生期，檢測合格后，才可以進行下一道工序。

（3）在水下混凝土灌注中，當出現非連續性灌注時，漏斗中的混凝土下落后，應當牽動導管，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。牽動導管有利于后續混凝土的順利下落，否則混凝土在導管中存留時間越長，其流動性變得越來越差，與導管間摩擦阻力隨之增強，造成水泥漿緩緩流墜。而骨料都滯留在導管中，使混凝土與管壁摩擦阻力增強，灌注混凝土時下落困難，從而導致斷樁。

四、結束語

由于港口的工程建設非常的復雜，所需的投資較為巨大，為此出現重大事故時就會嚴重影響工程的質量和經濟效益。所以，在實際的工程施工中，應該注重水下嵌巖樁施工的質量控制，只有這樣才能確保港口工程質量的有效維護。

參考文獻：

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

（作者單位：大連港口建設監理咨詢有限公司）