探討港口碼頭鉆孔灌注樁施工技術(shù)

劉斯浩 江西省路港工程有限公司

鄧冊 江西省航道工程局

1.工程案例

某碼頭工程，長度和寬度分別為100m和12m，以1000t級大型航標(biāo)船作為初步規(guī)劃；為了能夠保證碼頭和陸域相互溝通，通過設(shè)置引橋的方式來建立起兩地的聯(lián)系，引橋的長度和寬度分別為177m和6.5m。從引橋的灌注樁和管樁的型號選擇來看，常見的為Φ1000灌注樁和Φ800PHC管樁。在施工的過程中，會選用水上打樁船對管樁進行沉樁處理。相比較而言，灌注樁的工程量遠遠小于一般的工程量，但是由于施工周期較短，工序繁瑣，加之海上作業(yè)條件十分惡劣，需要投入大量的人力和財力。在施工的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該事先制定相應(yīng)的計劃，做好施工的組織工作，從而推動整體目標(biāo)的實現(xiàn)。

2.確定施工方案

鉆孔工具一般會選擇半徑為600mm的大鉆頭，在引孔的同時，也要進行鋼護筒的沉管工作。隨著鋼護筒逐漸下沉，等其到達障礙層之后，安排人員進行磨鉆清障操作；對障礙層的位置進行定位，從當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件出發(fā)做好一定的預(yù)防處理。在護筒底部4mm的范圍內(nèi)，很容易出現(xiàn)坍孔的現(xiàn)象。基于以上情況，當(dāng)障礙層實現(xiàn)徹底鉆穿以后，做好填充材料的準備。一般會將黃泥、石膏以及膨潤土按照特定的比例做好攪拌工作，然后將其灌注在孔內(nèi)。一方面可以保證底部的危險區(qū)域的牢固性，另一方面也能夠提升整體的性能。等到所有的操作結(jié)束以后，應(yīng)該停機靜置1±1h左右，直到混合土體徹底凝固形成堅實的厚漿。

3.確定施工工藝和參數(shù)

3.1 確定鉆孔工藝

從具體的施工情況出發(fā)，考慮到一些樁位位于水面之上，為了能夠保證工程順利開展，一般會通過搭設(shè)人工水上平臺來實現(xiàn)灌注樁施工。面對復(fù)雜的地質(zhì)條件，一般會采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)法進行灌注樁的基本施工操作。結(jié)合鉆孔工藝泥漿其它方面的內(nèi)容，需要合理地控制整體的鉆孔效果。所以應(yīng)該充分地了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況，選用合適的沖擊鉆引孔灌注樁設(shè)計來提升整體的性能。選擇的鋼護筒應(yīng)該具有較強的剛度，還要保證泥漿池內(nèi)的循環(huán)系統(tǒng)具有一定的現(xiàn)實可操作性。

3.2 選擇鉆機

鉆孔樁的施工應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場的基本狀況，選擇合適的鉆機進行鉆孔。通常來說，面對復(fù)雜的土層狀況，一般會選用GPS－20型鉆機進行施工。借助三翼刮刀鉆對土層進行全面鉆孔。等到所有的護筒埋設(shè)完畢后，在平臺上進行鉆機分件的組裝。在鉆機正式開展運行之前，還需要對其定位標(biāo)識進行校準。借助水平尺進行校對，保證相關(guān)的數(shù)據(jù)指標(biāo)能夠處于同一水平。等到所有的工作完工之后，再次開展監(jiān)理檢查。從本工程的成孔形成來看，一般會選用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進法進行鉆孔，然后在鉆機上進行鋼絲繩的安裝。為了保證安裝的方向，應(yīng)當(dāng)選用扶正器做好定位工作。為了能夠保證整體的穩(wěn)定性，一般通過增加鉆頭的形式促進整體的平衡。

3.3 鉆孔關(guān)鍵參數(shù)和施工技術(shù)

結(jié)合鉆頭的具體直徑數(shù)值，科學(xué)合理地分析鉆壓。按照公式P=kqD的參數(shù)，做好相應(yīng)的計算工作。其中，鉆頭的總壓力用p表示，比壓用q表示，D表示鉆頭的直徑。至于鉆頭刀具的遮蓋系數(shù)，通常用k表示（1.2＜k＜1.5）。確定好鉆頭比壓之后,綜合相關(guān)的勘察報告，提升整體的抗壓剛度。

3.4 具體施工方法

3.4.1 施工工藝環(huán)節(jié)

大多數(shù)的鉆孔灌注樁樁位處于水平面之上，所以會選用水上工作平臺的形式進行施工。在平臺的搭建過程中，其標(biāo)準高度要高于碼頭的整體高度，這樣可以保證24小時之內(nèi)的連續(xù)作業(yè)不會受到潮水的干擾。平臺應(yīng)該具有較高的承載能力，能夠承擔(dān)起各種設(shè)備和材料的重量；結(jié)合施工現(xiàn)場狀況，發(fā)現(xiàn)新建的引堤上設(shè)立了本工程的灌注樁。在具體的施工環(huán)節(jié)里，直接給整體的操作帶來了極大的困難。基于以上原因，平臺選用了優(yōu)質(zhì)的鋼管作為主要的立柱材料，并以1.5m的間距進行控制。在立柱的周圍，通過挖掘樁孔形式將立柱固定在指定位置上，然后通過沙袋來進行全方位的固定。在低潮位置，通過人工三腳架的搭設(shè)，借助手工葫蘆設(shè)置一個剪刀撐。在其它縱向的位置上，同樣以剪刀撐的形式進行處理。橫縱向的鋼材應(yīng)該借助電焊進行焊接，提升整體的操作連貫性，保證工作平臺的穩(wěn)定。為了能夠讓日常的操作具有一定的便利性，通過鋪設(shè)厚鋼板的形式來增強平臺的穩(wěn)定。位于平臺右側(cè)的位置，通過設(shè)置欄桿的形式來保證人行通道的安全。在通道鋼管縱向的位置上，按照3排的距離設(shè)置剪刀撐來保證整體的效果。

3.4.2 關(guān)鍵流程

（1）制作和埋設(shè)護筒。第一，全面清理樁位位置上的碎石。特別是一些低潮位置上露出水平面的地方，借助抓斗來進行孔位的挖掘。標(biāo)準的外護筒應(yīng)該將其半徑設(shè)置為1m，選用的材料主要厚度為9mm的鋼板。借助三腳架的性能，選用合適的手動葫蘆進行入孔。在其四周，應(yīng)該選用合適的袋裝砂進行充分填埋。以此為基礎(chǔ)，選用合適的樣本進行精確填充。等到護筒埋設(shè)結(jié)束之后，將片石拋填在孔內(nèi)。在施工前期，由于孔底的密實度不夠，很可能會給下沉的效果帶來消極的影響。基于以上原因，需要全面的跟進護筒的效率，以高效的方法來實現(xiàn)護筒的焊接，保證孔口標(biāo)準高度的穩(wěn)定性。

（2）制作和改放鋼筋。選擇質(zhì)量合格的鋼筋作為鋼筋籠的主要制作材料。在材料選擇之前，需要嚴格的按照標(biāo)準流程對材料供應(yīng)商進行資格證書的檢查。在正式入庫前，還需要做好相關(guān)方面的統(tǒng)籌，保證鋼筋質(zhì)量的合格率。安裝鋼筋應(yīng)該結(jié)合多方面的工藝，挑選專業(yè)人員做好日常的電焊工作。在焊接的過程中，確保焊接點能夠即時錯開，將其分散在多個平面上。等到加工工作完成后，全面檢查鋼筋搭接的長度，測量主筋箍筋的間距，采取合適的方式對鋼筋籠的焊接質(zhì)量進行檢查。從本項目的鉆孔樁基鋼筋籠的制作形式來看，一共設(shè)定為五節(jié)，總長度達到45m。在正式制作前，需要做好定位箍的設(shè)置。在鋼筋籠骨架的主體位置上，應(yīng)該保證主筋能夠均勻分布在整個鋼筋籠內(nèi)。然后借助電焊進行焊接，確保整體的牢固性。將制作好的鋼筋籠堆放在支墊上，等待下一流程的工作。在起吊、運輸和安裝鋼筋籠的環(huán)節(jié)里，應(yīng)該避免鋼筋籠出現(xiàn)嚴重的變形。在正式安裝前，應(yīng)當(dāng)做好基本的定位工作，設(shè)置合理的垂直長度。等到正式下籠后，應(yīng)該勻速地將其輕放。在下籠的過程中，如果遇到了阻礙，應(yīng)該安排人員進行故障排查。等問題解決之后，再繼續(xù)進行下籠工作。等到所有的鋼筋籠下放后，將其固定在鋼護筒上。鋼筋籠的制作是通過分段進行的，所以下放之后應(yīng)該進行焊接。在焊接的環(huán)節(jié)里，鋼筋籠要始終保持垂直的狀態(tài)。對主筋進行焊接時，應(yīng)該使用對稱焊接的工藝進行焊接，確保最終的焊接效果能夠符合規(guī)范要求。焊接結(jié)束后，還需要對焊渣進行敲除。

(3)清孔。作為灌注樁的關(guān)鍵步驟，清孔直接關(guān)乎到整體的質(zhì)量。為了能夠滿足樁身和承載力多方面的需求，從施工的環(huán)境出發(fā)進行二次清孔。第一次清孔主要是在終孔后開展，借助掏渣桶進行處理。至于那些粘土和巖土，也需要對其進行集中處理。在掏渣的過程中，應(yīng)該時刻關(guān)注沉渣的變化量，直至最終清除為止。等到第一次清孔結(jié)束后，立馬開展鋼筋籠的安裝工作，這樣可以有效地避免縮孔和坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。在進行第二次清孔時，應(yīng)該確保鋼筋籠能夠徹底完工。等到所有的清孔工作完成后，實現(xiàn)混凝土的現(xiàn)場澆筑，一般將其控制在半個小時之內(nèi)。

4.結(jié)語

本文從某一新建航標(biāo)作業(yè)工作船碼頭樁出發(fā)，在多種施工方法的比較中選擇了鉆孔灌注樁作為主要的施工方案。通過對方案的優(yōu)化升級，一方面降低了施工成本，另一方面提升了整體的施工質(zhì)量。從改良后的施工方案來看，一些全新的施工方法和施工參數(shù)能夠基本符合當(dāng)前的施工需要，對我國未來港口的建設(shè)來說具有重要的現(xiàn)實意義。