港口工程鉆孔灌注樁施工技術質量控制

黃文濤

（九江市港口航運管理局，江西 九江 332500）

鉆孔灌注樁施工是我國對港口建設中的重要的環節，對于提高港口工程的質量有非常重要的作用。施工企業需要對港口工程鉆孔灌注樁施工技術進行深入研究，掌握其應用要點，明確其施工原則，進而提高該技術應用水平。

1 工程概況

1.1 工程簡介

工程項目位于長江中游九江大橋水道下段右岸一側，處于九江大橋水道向張家洲水道的過渡段，其上游約 1.0km 處為九江長江大橋。地理坐標為東經116°01′30″，北緯 29°44′30″，水路距吳淞口約 788km。本工程擬建2 個泊位，1 個10000 噸級散貨泊位和1 個 5000 噸級散貨泊位，均可停靠10000 噸級散貨船，滿足年貨物吞吐量 511 萬噸的要求。主要建設內容包括：水工碼頭結構施工、水工引橋結構施工、建筑結構施工等項目。

鉆孔灌注樁共計199根，灌注樁計劃施工期為70天，灌注樁施工進度取決于鉆機成孔速度，砼澆筑穿插進行。施工中根據天氣變化、工作面因素、設備等現場實際情況做相應調整。

1.2 鉆孔灌注樁質量標準參數

所有樁基100%超聲波檢測樁基完整性，其中碼頭平臺對樁總數1%—3%的樁基進行取芯檢測，引橋和變電所平臺、調車平臺上的樁基在混凝土澆筑異常和超聲波檢測異常的樁應進行鉆芯取樣檢測，樁質量檢測標準見下表。

表1 灌注樁成孔孔位允許偏差

圖1 工程位置示意圖

圖2 結構樁立面圖

2 施工質量控制措施

2.1 施工前期準備

（1）為提高工程整體質量，應用鉆孔灌注樁施工技術時，需對現場情況進行全面了解，并制定出相應的施工方案，仔細審閱圖紙，吃透設計意圖，熟悉圖紙內容，施工前對其施工地點的地質情況進行詳細勘察和分析，了解施工場地的地質情況，明確施工場地中是否存在有障礙物，掌握其水下地形，知曉地下水位的情況，并制定合理的施工方案和計劃。

（2）對鉆孔灌注樁施工過程中的相關設備進行檢查，確保其能正常使用，在檢驗過程中，需要明確設備檢驗要點，如鉆機、泥漿循環系統、鉆頭、吊錘和鉆桿等。例如，肉眼觀察鉆機的鉆桿是否有明顯彎曲現象、鉆頭是否磨損嚴重等，通過儀器測定泥漿循環系統中的泥漿密度，判斷泥漿密度是否符合設計要求，而在鉆頭和鉆桿中檢驗中，可以使用測繩法，若是發現有磨損情況，則需要及時更換，并且在檢查過程中測量其鉆進速度，如果發現速度過慢或者過快則需要及時調整。

（3）對施工場地的基本情況進行詳細了解，做好測量，掌握各項參數，如土地的土質情況、地面平整度、地面障礙物等。在測量施工場地時，可以利用測繩測定地面的高程，確保施工場地的平整和清潔。也可以采用全站儀對鉆孔灌注樁施工場地內的地形地物進行測量，確保其符合設計要求。當鉆機進場之后，需要對鉆機進行全面檢查，并且在鉆機使用過程中，應該按照相關規定，定期對鉆機的運行情況進行檢查，確保其能正常工作。通常情況下，施工企業需要安排專業人員操作鉆機，避免在運行過程中出現安全隱患事故，導致工程受到影響。

（4）施工前對施工人員進行安全教育和技術培訓，充分做好開工前的各項技術準備工作。當培訓完成以后，施工人員只有經過考核以后才能進入施工現場開展作業。

2.2 施工過程監管

（1）加強對施工人員的管理，施工時必須嚴格按照施工技術規范和標準進行作業，關鍵工序嚴格控制，按工藝流程施工，嚴格按照規范要求開展作業，確保施工質量。

（2）施工中要注重加強對施工過程中的管理和控制，不斷強化工程現場管理力度，確保施工符合設計要求。質量管理堅持事前控制、事中控制、事后驗收，經常檢查工作質量、工序質量和中間過程質量。

（3）施工過程中如果出現施工問題，需做好數據收集，了解各類問題出現的具體機制，及時對其進行處理，避免相同問題重復出現影響工程質量，導致該技術無法全面落實，在具體管理過程中可以派遣專業人員開展全方位的管控，根據各項工序的實際情況，制定相應的管理措施，進而讓管理方案符合工程修建需求，提高該技術的應用價值，嚴格規范各項施工技術，明確其操作流程，實現規范化、標準化作業，保證施工生產計劃有步驟、連續、均衡地進行。

2.3 鉆孔成孔檢查

（1）孔徑和孔形檢測。孔徑檢測在樁孔成孔后，下入鋼筋籠前進行。采用籠式探孔器檢測，其外徑等于鉆孔樁的設計孔徑，長度等于孔徑4.5 倍，詳見下圖。檢測時，將檢孔器吊起，孔的中心與起吊鋼絲繩保持一致，慢慢放入孔內，上下通暢表明孔徑符合設計要求。成孔后樁中心軸線偏位不大于40mm。

圖3 探孔器示意圖

（2）孔深和孔底沉渣檢測。孔深及沉渣采用標準測繩檢測，測繩采用鋼尺進行校核。在測繩的底部墜以圓錐形測錘，圓錐平面直徑不小于10cm，質量不小于5kg。為準確判定孔底碴是否清完，還需用一個平底測錘兩次測孔，若兩次測孔深度相同并與終孔數字相符時測證明孔碴已清理干凈，否則還需繼續清孔以達到要求，本工程允許沉渣厚度不得大于5cm。

（3）成孔豎直度檢測。孔的豎直度采用測錘法檢測，將重量較大的測錘緩緩吊入孔底，然后緩慢移動測錘感覺測錘碰到孔壁，量取該位置時測繩到護筒的距離及測繩長度，根據測繩長度及測繩到護筒的距離算出垂直度，這樣沿孔壁反復量測4～6 個位置，然后將幾個數值綜合比較得出最終的孔身垂直度。

2.4 提高鋼筋籠性能

（1）鋼筋籠的制作，需要結合設計樁徑、樁長及施工機械能力等因素開展綜合分析，確定制作參數，并在工地試驗室進行試制，經試驗合格后方可使用。施工企業需要嚴格按照相應的順序制作鋼筋籠，如先下后上的順序，即上部為主筋、下部為箍筋。

（2）鋼筋籠在現場組裝時，應分段制作，每一段長度一般不小于5m。同時，在現場拼裝時，施工企業要注意分段部位的剛度及形狀尺寸，在安裝前進行驗收，確保其性能。

（3）在鋼筋籠安放之前，必須對鋼筋籠吊放的中心線與護筒中心線及孔位進行核對，使其符合設計要求后，方可進行吊裝。在吊裝前必須仔細檢查鋼筋籠的結構尺寸和外形尺寸，不得有變形、扭曲、彎曲等現象，如發現變形或扭曲等現象，需及時矯正或更換。并且在安裝時鋼筋籠的中心與樁位偏差應不大于10 mm，垂直度偏差不大于1%，鋼筋籠頂面與地面的高差不大于10 mm。鋼筋籠在搬運中嚴禁碰撞、摩擦和拖拉等。

（4）在鉆孔灌注樁中，主筋與箍筋通常采用焊接連接或綁扎連接，應該采取相應的防變形措施，為了保證整體受力情況，一般會在每個主筋上都安裝一些小箍筋，加強其整體受力性能。例如當主筋數量較少時，如3 根主筋，應將主筋全部安裝到位，當主筋數較多時，如4～6 根，應將每根主筋上都安裝一排小箍筋，加強其整體受力性能。可以通過焊接主筋，提高鋼筋籠的整體受力性能。

（5）鋼筋籠固定。橫向水平方向固定控制需安裝鋼筋保護層墊塊，每層均布四塊保護層墊塊，層與層之間間隔4m 上下錯開布置。縱向高度固定控制采用井口固定懸吊法，是在最后一節下沉入孔時，在鋼筋籠頂部焊接兩根吊筋，懸吊鋼筋的長度由設計標高和孔口標高來確定，吊筋長度計算公式為：護筒頂標高-樁頂標高-外伸鋼筋長度+墊木頂至護筒高差+支撐槽鋼高度（所有尺寸均為m），吊筋采用φ16 圓鋼筋，吊筋端頭將彎成U 型固定在支撐槽鋼上，用吊車根據吊筋長度及標高吊入下放，將整個鋼筋支托于枕木上，使鋼筋籠保持在設計標高的位置上。見下圖。

圖4 鋼筋籠固定示意圖

吊筋計算說明：

鋼筋籠總重G 取最大值92100N(按最大樁徑1.3m最大樁長53.5m 的鋼筋籠計算)

每根吊筋實際承受拉力F1=G/2=46050N

每根吊筋理論截面面積S=3.142*8mm*8mm=201.1 mm2

每根吊筋抗拉強度設計值f=270N/mm2

每根吊筋理論承受拉力F2=f*S=54297N＞F1(實際)

根據上述計算，采用兩根直徑16mm 規格為HPB300 的圓鋼筋作為吊筋滿足施工要求。

吊放前在護筒兩側平臺放兩根平行的枕木（高出護筒5cm～10 左右cm），在護筒上拉上十字線，找出樁中心并標記支撐槽鋼上，鋼筋籠吊筋定位時要使吊筋（即鋼筋籠）中心與標記中心重合。

2.5 合理開展混凝土灌注作業

（1）在灌注混凝土前，必須進行鋼筋籠的吊裝和安放，就位后檢查鋼筋籠的位置、標高和質量，發現偏差應及時糾正。

（2）當鋼筋籠安裝完成以后，才能進行混凝土灌注，而在灌注時需要控制其時間，最主要是由于混凝土在灌注時，溫度容易影響材料的性能，所以應盡量縮短混凝土灌注時間。

（3）為了保證灌注樁的質量，導管一次埋入混凝土面不應少于2m，且不應小于1.5m。通常情況下，導管埋深宜為2～6m，最大不超過10m。

（4）在水下混凝土灌注時，應保持連續作業，如因故中斷，其時間也不能超過3h 時，如果在灌注水下混凝土時發生故障時，應及時報告監理工程師，采取措施處理，出現斷樁、樁身斷裂或混凝土表面與鋼筋碰撞時，應立即停止灌注并檢查原因，當發現樁身混凝土強度達不到設計要求時應立即停止灌注。

（5）嚴格按照相應的流程開展混凝土灌注。①做好混凝土原材料的選擇，其配合比應符合規范要求，嚴禁使用過期水泥和水化熱大的混凝土。②為保證導管使用的安全性，在導管制作時，應開展強度試驗，如水密性能試驗、承壓試驗。③在灌注時，其土面必須保持高出鋼筋籠2m 以上，如導管提升過慢，可將混凝土與導管內的水混合，使導管內的水達到一定高度后，再提升導管。④當灌注完畢后，應盡快將導管提出水面，以防止鋼筋籠上浮。

（6）混凝土澆筑。首批澆筑混凝土數量（以最大樁長53.5m，樁徑1.3m 為例）計算圖示如圖所示：

圖5 混凝土澆筑示意圖

式中：V 為灌注首批混凝土所需數量（m3）；D 為樁孔直徑（m）；1.3m；H1為樁孔底至導管底端間距，一般為0.4m ；H2為導管初次埋置深度（m），取1.0m；d 為導管內徑（m），取0.25m；h1為樁孔內混凝土達到埋置深度H2時，導管內混凝土柱平衡泥漿壓力所需的高度（m），=52.1*12/24=26.05m；Hw為孔內混凝土面以上泥漿深度（m）,53.5-0.4-1=52.1m；為孔內泥漿的容重（kN/m3），取最大值=12 kN/m3；為混凝土的容重（kN/m3），取24 kN/m3；

計算后的徑首批混凝土澆筑量：

V ≥3.14*1.4*1.3*1.3/4+3.14*0.25*0.25*26.05/4=3.14m3

3 結語

總而言之，施工企業在具體作業時需要嚴格按照相應的原則，以國家規范為標準，根據工程的實際情況合理應用該技術，提高技術的應用水平。此外，施工企業還需要從不同維度入手，加強技術研究，提高自身技術應用水平，進而讓技術能更好地服務于工程建設。