港口碼頭鉆孔灌注樁施工技術(shù)

馬磊

(中核港航工程有限公司，廣東廣州 511458)

1 港口鉆孔灌注樁技術(shù)施工常見問題

1.1 鉆孔位置和垂直偏差過大

若鉆孔位置遇到障礙物，則會導(dǎo)致具有很大的垂直偏差，抑或?qū)е裸@孔后平面實際位置產(chǎn)生變化等情況。若鉆孔位置超過規(guī)定范圍則會使得安裝設(shè)備運行時不夠穩(wěn)定，致使施工過程中鉆桿產(chǎn)生彎曲。地面質(zhì)地軟硬存在差異會對鉆機施工的平衡性造成破壞，因此不能保障鉆孔垂直。出現(xiàn)硬物、孤石時土層內(nèi)物質(zhì)混亂也是屬于碰到障礙物的狀況，同樣會使鉆孔位置發(fā)生偏離。

1.2 孔壁坍陷

鉆孔中時常也會發(fā)生一些質(zhì)量問題，比如孔壁坍塌。造成孔壁坍塌的原因大多數(shù)是因為泥漿內(nèi)部含有大量的氣泡，容易出現(xiàn)漏失入股泥漿等情況。泥漿護壁不佳、土質(zhì)松軟、護筒內(nèi)部水位偏低都會在一定程度上加劇孔壁發(fā)生坍塌的概率。使用鉆孔灌注樁技術(shù)過程中，尤為需要重視對鉆孔的速度進行控制，選取最為恰當(dāng)?shù)臅r間完成注漿工作，時間太早或太晚都會產(chǎn)生孔壁塌陷的情況。

1.3 漏漿問題

漏漿情況大多發(fā)生在護筒傾斜、移位過程中。當(dāng)漏漿情況嚴(yán)重時，地基整體會出現(xiàn)下沉情況，嚴(yán)重影響到施工進度。

2 港口鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用要點

某碼頭工程，實際長度為100m，寬度為12m，初步規(guī)劃存在1000t 級大型航標(biāo)船；要想確保碼頭與陸域?qū)崿F(xiàn)有效溝通，可以借助安裝引橋的手段來搭建兩地之間的聯(lián)系，實際引橋的長度是177m，寬度為6.5m。結(jié)合選取引橋內(nèi)部的灌注樁與管樁情況來看，Φ1000 灌注樁和Φ800PHC 管樁，是在使用中比較常見的類型。進行施工時，管樁的施工要選取水上打樁船對其進行沉樁處理。通過對比來說，傳統(tǒng)意義上的工程量要遠(yuǎn)超過灌注樁的工程量，但鑒于其施工時間短、工序復(fù)雜、海上環(huán)境存在風(fēng)險等因素，需要使用大量的人力物力財力資源。進行施工時，需要前期對計劃進行設(shè)計，及時做好施工管理工作，確保有效實現(xiàn)整體施工目標(biāo)[1]。

2.1 確定施工方案

在施工時，要選取半徑在600mm 的大鉆頭作為鉆孔工具，引孔過程中，需要做好鋼護筒的沉管工作。伴隨著鋼護筒緩慢下沉，當(dāng)?shù)竭_障礙層位置時，安排人員實行磨鉆清除障礙的工作；定位障礙層位置，選取地質(zhì)條件佳的地段進行預(yù)防處理。護筒底部在4mm 的范圍之內(nèi)，易發(fā)生坍孔情況。鑒于上述狀況，若障礙物完成鉆穿過后，及時準(zhǔn)備好填充材料。一般操作步驟是，大多把黃泥、石膏等按照科學(xué)的比例進行攪拌，然后向孔內(nèi)進行灌注。不僅能確保底部危險區(qū)域的穩(wěn)固性，也能提高施工整體性能。當(dāng)全部操作完成過后，需要把機器靜置停機1±1h，確保混合土體完全凝固成厚漿[2]。

2.2 埋設(shè)護筒

港口工程對護筒埋設(shè)有著較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。一是要選擇較為堅固且實用性強的護筒。使用剛性、強度高的鋼板進行焊接。護筒內(nèi)徑不應(yīng)該大于樁徑300mm，以便為上部結(jié)構(gòu)奠定良好的施工基礎(chǔ)。可以使用錘擊的方式對水域護筒進行埋設(shè)，對護筒及時做好導(dǎo)向、監(jiān)控和定位工作。要考慮波浪沖擊對護筒埋設(shè)產(chǎn)生的影響，實際施工水位要低于護筒定高1.5～2m。若要避免施工時鉆頭與護筒之間相互碰撞，需要對護筒內(nèi)有無出現(xiàn)冒水問題進行關(guān)注，若出現(xiàn)此問題則鉆孔工作需要及時停止也不能隨意移動護筒位置，若護筒移位則要及時調(diào)整，確保無誤后繼續(xù)施工[3]。

2.3 清孔換漿

對終孔質(zhì)量進行檢測，如符合設(shè)計需求則可以對雜物進行立即處理，杜絕樁基實際承載力遭受沉淀物的作用而產(chǎn)生下降的狀況。同時需要杜絕泥漿沉淀，以免影響鉆孔的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時會出現(xiàn)坍塌事故。清孔換漿時需要結(jié)合土層性質(zhì)、沉渣厚度等具體要求選取合適的設(shè)備。完成兩次清孔換漿后實行混凝土澆筑施工工作。把各個方位導(dǎo)管進行細(xì)微活動，借助泥漿把樁孔底部與四周成渣實行沖擊并帶出雜物。及時檢查泥漿性能指標(biāo)與孔底沉淀物是否達到要求，確保泥漿性能符合要求后方可施工，若未達標(biāo)則重復(fù)上述動作直至驗收合格。

2.4 鋼筋籠的制作和安裝

在安裝鋼筋籠時，保證對鋼筋籠施工材料進行嚴(yán)格把控，把控好除銹、機械連接等各項工作，確保鋼筋籠使用材料的實際質(zhì)量，結(jié)合運輸工具、設(shè)備安裝條件等因素確定施工方案。使用科學(xué)有效的措施保護好鋼筋籠，杜絕搬運、吊裝時鋼筋籠發(fā)生變形的情況。加筋箍筋最為常見使用的手段就是把鋼筋籠內(nèi)側(cè)裝置進行固定，間隔兩米加固箍筋，在每間隔三四米的地方安置加強架，確保加強架在后期使用時能自由進行拆卸。借助混凝土墊塊對鋼筋籠內(nèi)部各個主筋按照具體的要求設(shè)置安全距離，及時對鋼筋籠進行固定，借助導(dǎo)向鋼管當(dāng)作固定工具。對鋼筋籠進行安裝時，確保豎直向孔內(nèi)進行注入，杜絕發(fā)生碰撞情況。若下放時有阻力產(chǎn)生需要及時避讓，不能繼續(xù)下放。需要分析和查找下放未成功原因。要想保障鋼筋籠安裝質(zhì)量，可以借助混凝土導(dǎo)管對內(nèi)部安裝設(shè)備縱向?qū)Ч苓M行調(diào)節(jié)[4]。

2.5 鋼筋籠吊裝

汽車吊是輔助樁基鋼筋籠吊裝到位的主要器械與工具。為方便吊裝，提前分節(jié)段制作好樁基鋼筋骨架，采用單面焊焊接接頭位置的鋼筋，焊接長度超過鋼筋直徑的10 倍，同一截面內(nèi)鋼筋接頭的數(shù)量控制在鋼筋總數(shù)的半數(shù)之內(nèi)，接頭間的距離控制在50cm 以內(nèi)，且超過鋼筋直徑的35 倍。

在入孔作業(yè)開始前確定鋼筋骨架的豎直度，若發(fā)現(xiàn)彎曲應(yīng)立即糾正，待骨架進入孔口將其扶正后再緩慢勻速放下，禁止擺動對孔壁形成碰撞。當(dāng)最后一道加勁箍筋接近孔口時，在護筒上借助小槽鋼對骨架進行支承，此時再將第二節(jié)鋼筋籠吊起，保證它們在同一豎直軸線上后對其進行焊接，焊接時保證平順飽滿，焊接完成后及時敲除干凈焊渣。焊接好接頭后對接頭箍筋進行安裝，再將鋼筋籠稍微吊起，抽出支承小鋼槽后再下放，如此反復(fù)至鋼筋籠被下放到標(biāo)高位置，最后在確保鋼筋籠在孔位中心之后，用4 根鋼筋進行固定[5]。

2.6 灌注水下混凝土

首先，在灌注水下混凝土?xí)r需要及時檢查和考核施工工作人員的施工技術(shù)資質(zhì)和施工技術(shù)，經(jīng)過考核看能否達到施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求。若灌注樁施工時使用分包商承包，則要對承辦單位實際的管理資質(zhì)和技術(shù)水平進行整體考察，確保分包商資質(zhì)符合要求后方可進行灌注樁施工；其次，事先要制定施工時所需的方案和技術(shù)要求規(guī)章制度；施工前，施工成員要仔細(xì)檢查圖紙和施工方法，嚴(yán)格檢查施工設(shè)備的實際運行狀況，對材料質(zhì)量進行嚴(yán)格檢查，確保認(rèn)真核對施工材料、設(shè)備等，保障施工的各項環(huán)節(jié)時符合施工標(biāo)準(zhǔn)和要求的。

進行二次清孔過后對水下混凝土進行灌注，施工最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是進行水下混凝土灌注。施工技術(shù)水平在一定程度上會對灌注樁施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。對此情況，需要對施工各項環(huán)節(jié)和施工技術(shù)進行重視。由于混凝土流動性強，需要對坍落度進行控制，大多港口工程混凝土實際坍塌度都設(shè)置區(qū)間在180～220mm左右。提升混凝土的和易性可以借助摻粉煤灰與減水劑來進行實現(xiàn)。在選擇石料時，將卵石范圍控制在3～5mm，其中最大粒徑也要保持在40mm，以此降低施工時產(chǎn)生卡管的情況。要對混凝土進行均勻攪拌，降低混凝土灌注和運輸時間。

2.7 導(dǎo)管的提拉

提拉導(dǎo)管是為了保證混凝土灌注工作能有序完成，伴隨著導(dǎo)管上下提拉，致使導(dǎo)管外的混凝土面產(chǎn)生變化，為了緩解攪拌質(zhì)量隨著時間的遞增而產(chǎn)生的下降問題，需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，及時有效對提拉的幅度和速度進行控制，降低因為幅度大速度快使得樁身內(nèi)存在混入空氣的情況，同時也要杜絕由于速度緩慢、幅度小引起的混凝土流動性下降的問題。

2.8 鉆孔施工質(zhì)量保證具體措施

鉆進作業(yè)開始前，保證平臺穩(wěn)固，沒有沉降、偏斜風(fēng)險，鉆盤呈水平狀態(tài)，鉆架、鉆桿、孔位三點的中心連線成一條直線。在鉆機鉆進時重錘減壓鉆進，結(jié)合施工實際隨時調(diào)整鉆機垂直度，以此保證樁基垂直度，讓樁基承載力值更精準(zhǔn)；發(fā)現(xiàn)垂直度超標(biāo)立即停鉆，同步進行掃孔糾偏。

開鉆前檢查鋼絲繩和沖擊錘頭錘銷，確保完好無損，鉆孔過程要連續(xù)，且有可靠的補水及泥漿循環(huán)系統(tǒng)，以防坍孔、掉鉆、埋鉆等不安全事故發(fā)生。

鉆孔速度結(jié)合地質(zhì)特性確定，嚴(yán)格取樣，以便記錄各土層起始標(biāo)高。

在黏土中鉆進時調(diào)小泥漿黏度，避免因糊鉆而影響進尺；相反，砂土中鉆進則增大泥漿黏度，防止出現(xiàn)坍孔問題。

混凝土澆筑前嚴(yán)格檢測二次清孔后的泥漿的沉淀系數(shù)、擴孔系數(shù)、鉆孔垂直度等指標(biāo)，為試驗分析整理樁成果提供相關(guān)依據(jù)。

3 結(jié)語

港口工程建設(shè)施工周期較長，需要投入大量的建設(shè)資金，施工較為復(fù)雜。對此，需要對技術(shù)進行升級，提升施工現(xiàn)場的質(zhì)量和安全管理。對港口進行建設(shè)時，需要廣泛使用鉆孔灌注樁技術(shù)，這是因為此技術(shù)具備成本低、適應(yīng)性強的特點。但具體施工時很難對內(nèi)部狀況進行有效觀察，因此，需要嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)的各項流程，杜絕產(chǎn)生質(zhì)量安全問題，及時對鉆孔灌注樁進行監(jiān)控，確保對施工方案進行升級，以此有效提升港口工程實際施工效果。