港口碼頭鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

劉建東

（中交四航局第二工程有限公司，廣東惠州 516000）

1 引言

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提高以及各種高科技技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，港口工程的施工技術(shù)也得到了長足的進步，在施工中，采用了各種先進的施工方法，同時對港口工程的施工質(zhì)量提出了更高的要求。現(xiàn)階段，我國在進行港口施工時，廣泛應(yīng)用的是預(yù)制樁技術(shù)和鋼管樁技術(shù)，對鉆孔灌注樁技術(shù)沒有引起足夠的關(guān)注。本文將圍繞港口碼頭鉆孔灌注樁技術(shù)進行探討。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)的特點

鉆孔灌注樁技術(shù)的工作流程是使用各種類型的鉆孔方法，鉆出具有一定形狀的井孔，在這些井孔滿足實際施工要求后，把鋼筋骨架放入已鉆好的井孔中，然后在這些井孔中注入混凝土，靜置一段時間后，形成具有一定強度和承載力的樁。

鉆孔灌注樁技術(shù)具有諸多優(yōu)點，例如，成本較低、施工過程便捷以及適應(yīng)性強等，該技術(shù)憑借這些優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用到了許多工程項目中，但受諸多因素的影響，這項技術(shù)還沒有被廣泛應(yīng)用到港口工程。這主要是因為港口施工環(huán)境非常特殊，施工難度較大，同時需要較高的施工技術(shù)。此外，港口工程一般具有非常大的承載荷載，要在有限的時間內(nèi)完成相關(guān)施工工作，需要面對和處理諸多困難。現(xiàn)階段，我國的港口工程在施工時，往往選用預(yù)制柱或鋼管柱等樁基形式。與鋼管樁和預(yù)制樁相比，鉆孔灌注樁技術(shù)擁有更多優(yōu)勢，這種優(yōu)勢體現(xiàn)在成本、樁基承載力等方面，如果在港口工程中廣泛應(yīng)用該項技術(shù)，有利于促進我國港口工程的發(fā)展。鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用于港口工程，包括較小的棧橋式碼頭、內(nèi)河中的小碼頭以及沿海附近的大型碼頭等。

一般情況下，由于港口和碼頭附近的路面鄰近水域，造成這些區(qū)域的地質(zhì)條件不太理想，并且極大地削弱了它們的承載力。為了使地面上的港口工程質(zhì)量滿足要求，需要應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)。除此之外，重力式沉箱碼頭的后軌道梁所承受的荷載主要為垂直方向，在這種情況下，如果采用混凝土預(yù)制樁或鋼管樁等形式，施工成本較為高昂，并且會嚴重受到現(xiàn)場各種因素的制約，進而影響施工進度與工程質(zhì)量，而鉆孔灌注樁技術(shù)在高樁碼頭中擁有較大的應(yīng)用優(yōu)勢。

3 鉆孔灌注樁技術(shù)在港口工程應(yīng)用中需要注意的問題

3.1 鉆孔發(fā)生傾斜

港口工程施工時，現(xiàn)場的施工環(huán)境往往不太理想，由于是在室外施工，在施工時，往往會受到外部環(huán)境的嚴重干擾。在港口工程中采用鉆孔灌注樁技術(shù)，安裝鉆機時可能會受到各種外部條件的限制，這種限制嚴重影響了鉆機的正常運行，降低了鉆孔的穩(wěn)定性，造成鉆機在鉆孔時產(chǎn)生一定的誤差，與設(shè)計方案不匹配，不能滿足后續(xù)施工的需要。同時，港口的地理位置大多處于水陸交界地帶，地層的軟硬度存在較大的差異，并且存在于這些土層中的一些障礙物同樣會嚴重干擾到鉆機的正常運作，使鉆頭不能按照既定的方向工作，在這種情況下，鉆孔易發(fā)生傾斜的情況。

為了盡可能避免鉆孔發(fā)生傾斜，需要格外重視鉆機的安裝工作，如果鉆機的安裝環(huán)境比較惡劣，要采取多種措施對鉆機進行加固。同時，在安裝鉆機之前，做好充分的勘測鉆機定位與尺寸測量工作，讓鉆機精準(zhǔn)安裝到預(yù)定位置，盡可能減少安裝鉆機時產(chǎn)生的偏差。安裝鉆機時，對施工場地做好平整與加固工作，以此進一步提升鉆機工作時的穩(wěn)定性，最大限度地消除由外部因素對鉆機工作產(chǎn)生的影響。

3.2 鉆孔發(fā)生塌陷

由于港口位于水路交界地帶，土質(zhì)較為松散，這種松散的地面給鉆孔工作帶來了極大的不便。如果在鉆孔時，沒有對這些松散的土層采取任何措施，鉆孔時容易發(fā)生塌陷，同時發(fā)生泥漿泄漏等問題。除此之外，很多施工企業(yè)為了縮短施工時間，在施工時片面追求施工效率，沒有精準(zhǔn)地把控鉆孔速度，這就造成了鉆孔速度過快，或者鉆孔完成以后未能及時澆筑混凝土，使鉆孔發(fā)生塌陷。

為了最大限度地減少鉆孔塌陷，在進行正式鉆孔之前，要做好相應(yīng)的前期準(zhǔn)備，在鉆孔前，做好護筒密封、泥漿護壁工作，同時，在鉆孔的過程中，盡可能使用質(zhì)量較好的泥漿，管理好鋼筋籠的運輸工作，在運輸時避免由于外力而使鋼筋發(fā)生變形，在安裝時要嚴格按照施工要求進行，這樣才能減少由于碰撞而導(dǎo)致鋼筋發(fā)生變形的情況。

除了嚴格把控鉆孔的速度外，在鉆孔時還需要使用黏土做好護筒的密封工作，提高護筒的密封性，在鉆孔完成以后，及時澆筑混凝土，控制好澆筑混凝土的時間。

3.3 混凝土澆筑質(zhì)量問題

在水下進行混凝土灌注中，如果出現(xiàn)間斷的情況，在漏斗中的混凝土在水中下落之后，要對導(dǎo)管進行適當(dāng)牽動，同時密切觀察孔口的返漿情況，只有孔口不再發(fā)生返漿，才可以繼續(xù)在漏斗中加入混凝土。對導(dǎo)管進行牽動能夠合理引導(dǎo)混凝土下落，讓混凝土落在指定區(qū)域內(nèi)，如果不進行這項工作，導(dǎo)管中的混凝土?xí)媪糨^長時間，隨著時間的推移，這些混凝土的流動性會越來越差，還會增加混凝土與導(dǎo)管內(nèi)壁之間的摩擦阻力，導(dǎo)致混凝土下落緩慢。在這種情況下，骨料會受到較大的阻力并滯留在導(dǎo)管中，進一步加強混凝土與導(dǎo)管內(nèi)壁之間的摩擦，讓混凝土的下落非常困難，進而產(chǎn)生斷樁的情況，嚴重阻礙施工進度。同時，一般情況下粗骨料之間會存在較大的空隙，這些空隙在后續(xù)混凝土的作用下會形成一種高壓氣囊，進而產(chǎn)生強大的壓力作用于密封膠墊上，造成密封膠墊脫落，最終產(chǎn)生漏水的現(xiàn)象。

4 水下鉆孔灌注樁技術(shù)在港口工程應(yīng)用中的要點

4.1 在鉆孔之前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作

任何工程施工都需要做好前期的準(zhǔn)備工作。在正式鉆孔之前，需要準(zhǔn)確進行放樣并提前埋設(shè)護筒。準(zhǔn)確放樣是護筒埋設(shè)工作的前提，如果放樣不準(zhǔn)確，護筒埋設(shè)工作將不能順利進行。在水下進行鉆孔時，埋設(shè)護筒時可以使用錘擊打入的方式，這種方式更加便捷和穩(wěn)妥。需注意的是，在護筒上口要對樁中心進行明顯的標(biāo)記，護筒打樁工作根據(jù)這些標(biāo)記進行。在鉆孔工作的整個過程中，一定要時刻關(guān)注鉆孔機的水平度與垂直度提高鉆孔的精確度為后續(xù)工作的時行提供保障。

4.2 埋設(shè)護筒

護筒的質(zhì)量會對港口工程的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，因此，港口工程對護筒的施工質(zhì)量要求非常嚴格，要求護筒堅實耐用，不允許發(fā)生滲漏等現(xiàn)象，護筒材料通常選擇鋼材，護筒尺寸要根據(jù)實際施工情況合理選擇，其直徑一定要比鉆孔直徑大，具體數(shù)值視實際情況而定。例如，如果使用的鉆機是潛水鉆，護筒的直徑要比鉆孔的直徑大40 cm；如果采用的是旋轉(zhuǎn)鉆，護筒的直徑要比鉆孔的直徑大20 cm。在埋設(shè)護筒時，要保證坑地以及坑地周圍具有合適的含水量，同時，在埋設(shè)護筒時要在合適的位置進行開孔工作，對護筒進行開孔能夠減少地下水對護筒的壓力，減少護筒因地下水的壓力而造成的變形。鉆頭在上升或下落時，盡可能避免與護筒發(fā)生碰撞，如果兩者發(fā)生碰撞，可能會對它們產(chǎn)生破壞，不利于后續(xù)工作的開展。鉆孔時，如果發(fā)現(xiàn)護筒內(nèi)有水向外冒出，應(yīng)立刻停止鉆孔工作，加固護筒周圍的黏土。

4.3 鉆進成孔

鉆機工作時會通過自身的旋轉(zhuǎn)對土層進行切削，在鉆進過程中，要合理利用鉆頭的特點，在鉆頭提升時將一些泥渣排出。需要注意的是，在鉆孔的整個工作過程中，要對泥漿濃度以及孔內(nèi)部的水位進行合理控制，利用這種方式能夠有效保護鉆孔內(nèi)壁，減少坍孔事件的發(fā)生。同時，在實際施工時，要根據(jù)不同地區(qū)的土質(zhì)情況合理控制泥漿的濃度及鉆進速度，盡可能減少在鉆孔工作中發(fā)生鉆孔偏斜、鉆孔負荷超載以及卡鉆的情況。在整個鉆孔工作期間，不能出現(xiàn)間斷，沒有特殊情況，中途不得停止鉆孔工作。在鉆孔工作完成后，需要對深度、傾斜度、樁位以及樁徑等各個要素進行仔細的檢查[1，2]。

4.4 清孔

清孔工作在整個施工中具有非常重要的作用。鉆孔的位置、直徑以及深度都會對樁身曲直產(chǎn)生直接的影響，如果不能及時對孔底進行清理，會造成泥漿在孔底發(fā)生沉積，有時甚至?xí)?dǎo)致鉆孔塌陷的嚴重事故。進行鉆孔工作時，鉆頭達到既定深度之后，需要對其進行一定程度的提升，提升鉆頭之后要緊接著對鉆井進行清理工作。清孔時，采用的機械設(shè)備一般為抽渣筒、正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機等，如果在清孔時遇到較大的石塊，應(yīng)當(dāng)對這些石塊進行攪碎，然后再進行清孔[3]。清孔工作本身并不是獨立的，需要與其他工程工序配合，只有合理配合，才能加快施工進度。

4.5 混凝土的灌注

在對鉆孔灌注混凝土?xí)r，一定要連續(xù)工作，不間斷作業(yè)。灌注混凝土?xí)r，合理地計算與控制首批灌注的混凝土量，把存在于導(dǎo)管內(nèi)的水壓出，并且充分考慮導(dǎo)管初次埋入的長度。在對混凝土進行灌注時，必須精準(zhǔn)測量護筒頂面與混凝土面之間的距離，還要計算導(dǎo)管埋入深度。在一般情況下，導(dǎo)管的埋設(shè)深度為2～6 m。在提升導(dǎo)管的工作中，需要仔細認真，盡可能避免對導(dǎo)管進行猛拉，使導(dǎo)管與混凝土表面強行分離。混凝土在澆筑到樁頂時，應(yīng)當(dāng)超過樁頂1 m 左右，這樣才能保證樁頭的質(zhì)量。在完成這些灌注工作后，采用合理的方法拔出鋼護筒。

當(dāng)混凝土全部注入以后，要等待一段時間才能進行基坑開挖工作，然后將樁頭鑿出，對外漏的聲測管進行檢測，在檢測合格后，才能開展后續(xù)的工作。混凝土受溫度的影響較大，如果施工環(huán)境的溫度在0 ℃以下，需要對澆筑的混凝土采取保溫措施，保證這些混凝土在澆筑時的溫度不低于5 ℃。如果施工環(huán)境超過30 ℃，同樣需要對混凝土進行溫度控制，避免混凝土的溫度過高。如果施工地區(qū)的地質(zhì)情況較為惡劣，或者鉆孔內(nèi)的泥漿密度過大、樁徑較大等，要根據(jù)實際情況適當(dāng)提高灌注高度。對于超灌部分，在后續(xù)的施工過程中進行鑿除，鑿除時，要保證樁頭密實，并且不能存在松散層。

5 結(jié)語

鉆孔灌注樁技術(shù)擁有施工便捷、施工周期短、適應(yīng)性較強以及成本較低等諸多優(yōu)勢。因此，要加大鉆孔灌注樁技術(shù)在港口施工中的應(yīng)用，提高其應(yīng)用效果，擴大其應(yīng)用范圍。