沉管灌注桩在港口土建工程中的应用

郝帅　王健

摘要：我国经济的大力发展需要各种基础设施的支持，而港口建设也是经济贸易需要的重要基础设施，我国进出口贸易的发展也需要加大港口建设。在港口建设中质量问题是关键，近年来，沉管灌注桩在港口土建工程中的应用越来越广泛，因此，需要对其在土建中的应用进行具体分析研究。

关键词：沉管灌注桩；港口；土建工程；应用

沉管灌注桩在建筑工程中的应用很广泛，相对于其他工程中的大量使用，在港口土建中其使用还没有那么广泛，这主要是因为在具体的应用方面研究还不足。为了提高建筑工程的质量，大力的使用沉管灌注桩是非常重要的，但是沉管灌注桩在使用中对技术和施工条件的要求很高，要想在港口土木工程中使用，就需要对其施工技术、施工条件、具体工艺、质量要求等各个方面和各个环节进行大力研究。

一、沉管灌注桩简述

沉管灌注桩是土木工程中常用的基础桩之一，它的工作原理是把钢筋骨架套管和桩端一起沉入土中，并使其在振动和浇筑同時进行的情况下完成灌注桩。它的振动可以用锤击技术，也可以利用振动器实现。在地下施工条件教复杂的地区经常会用到这种灌注桩。在具体施工中不同的地质条件需要不同的施工原理，不同施工原理的技术难度也是不一样。这就需要施工人员在施工时从材料、设备、工艺等方面进行严格把控，保证施工的质量。

二、当前的具体应用情况

灌注桩在港口土建中应用的时间不长，应用的技术还没有完全成熟。港口土建工程的建设难度大，技术要求高，质量要求也高，但是施工条件又比较差，预留的施工时间也不会太长，这些都给港口土建中灌注桩的建设增加了难度。鉴于港口的灌注桩需要承担的荷载量较大，且来自水平和垂直两个方向，一般都会在水工结构中选择桩基，而预制桩和钢管桩的成本较低，不会使总造价过大。但是灌注桩对承载负荷较高的工程比较使用，而且它的桩径大，可以节省钢材，也不会增加造价，这些都是它的优势。

在重力要求较高的码头目前大多都在使用灌注桩。其使用的位置一般在后轨道梁中，因为该位置的垂直荷载较大，而使用预制桩的施工条件限制太多，钢管又会增加造价，相比较而言，还是灌注桩比较实用优惠。还有一个比较常见的使用位置就是港口后方的陆地附近的水域，这一区域的地质环境复杂，长期的海水冲击导致水底的底层环境复杂，尤其是软弱地层，施工技术要求更高。因此，在建筑过程中，一般都会采用桩基，其中灌注桩的使用更广泛。

三、施工工艺

（一）施工材料准备

在沉管灌注桩的施工中主要材料有水泥、中粗砂、石子、钢筋、桩尖等。水泥需要选择具有出厂证明的，还要通过抽样的方式对其进行检查。还要注意不同施工条件对水泥性质的不同要求。中粗砂要比较坚硬、干净的河砂，其中的泥土不能超过3%。石子一般选比较坚硬的卵石或碎石，但是其颗粒不能太大，另外对其粒径、净距、含泥量也有具体要求，（具体要求为石子粒径≤40mm，且≤1/3钢筋最小净距；针片状石子≤25%；含泥量≤2%）施工单位要严格按照要求准备石子材料。钢筋也需要出厂证明，还要检验钢筋的抗压和抗弯性能。桩尖使用较多的是混凝土的，也会有钢材质的。

（二）施工条件

施工之前的勘察工作是必不可少的，通过地质勘察要对施工的条件、难度、工艺要求有一个详细的了解，然后进行施工设计，准备材料设备等。在施工前最好通过实验的方式对打桩的工艺进行完善。在进行沉管灌注桩的施工时，最好的方式是沿着水流的流动方向进行，同时，还要考虑群桩的距离，最好不要互相影响。在用到桩机时，要保持桩架底座的水平稳定。需要注意的是，桩架必须保持水平，其垂直的偏差度要小于或者等于0.5%。开始机打时，要慢慢机打，还要不断的检查，避免桩管出现较大倾斜。如果出现无法改善的问题，要和负责人员和设计人员进行协商。沉桩时要不断的检查桩管和桩尖情况，如果发现问题，就需要及时拔出，重新开始。

四、容易出现的问题及其预防措施

（一）断桩

容易出现断桩情况的地方一般在地下软硬层一到三米的交接部位。在这个位置出现断桩的原因主要可能是灌注桩之间的距离太小，这就会使灌注桩之间互相挤压，挤压的力量就会使灌注桩向上隆起，引起断桩；地下的不同软硬层之间传递的水平力大小不同，会产生剪应力，这也会使灌注桩断裂；如果灌注桩施工不久，还没有完全凝固，不能完全承受外部的压力，这也会引起断桩。

通过对各种断桩问题发生的原因进行分析，在以后的灌注桩施工时灌注桩与其中心的距离最好不要超过桩径的3.5倍。还要对打桩的顺序进行规范，要使桩机的行进线路不影响到新的打桩工作。也可以通过控制时间，或者跳打的方式来合理的规划打桩的顺序，减少临桩之间的互相影响。

（二）缩颈

如果施工环境中的土质中有大量的水，会产生大量的水压力，这就会对水下施工产生影响，在拔管时水压力会作用到新的灌注桩上，造成缩颈。如果拔桩的速度太快，或者混凝土的质量不达标，就会导致出管时的扩散性下降。

预防缩颈这种问题需要采取合理措施，把地下水位降低，从而使压力降低。另外，在拔管的过程中要从拔管的速度、混凝土的坍落度等方面严格的控制施工，避免缩颈现象的发生H。拔管的速度一般在每分钟1.5米之内，在土层情况比较特殊的地方或者距离地面较近的地方施工时，拔管的速度要控制在每分钟10米之内，如果速度过快，就会出现裂缝。

（三）吊脚桩

吊脚桩的问题发生的位置一般在水位比较高或淤泥比较多的区域。主要原因可能是桩尖变形或者是其和套管的连接出现问题，这就会时泥沙、水等进入到套管中去。施工人员可以在施工前把水泥砂浆倒入套管之中，用其封底，再继续灌入混凝土增加压力，这样就可以继续进行沉管施工。

五、结束语

沉管灌注桩是一种质量比较可靠的施工方式，但是它的施工要求比较高，在港口土建工程中应用沉管灌注桩需要从材料、工艺、技术等方面进行严格的管理，保证其施工质量。