码头工程水上钻孔桩施工技术及控制要点探讨

2020-12-01于博康平县自然资源保护与行政执法中心

珠江水运 2020年21期

◎ 于博康平县自然资源保护与行政执法中心

港口码头工程建设中，普遍应用钻孔灌注桩施工，其具有技术含量高、工作量大，且需在短期内持续完成水下隐蔽工程，要求施工技术满足各类复杂地质条件。同时此技术拥有较多优势，如环境污染小、施工便捷、抗震性能佳等，被广泛应用于各类工程中，施工中钻孔灌注桩可将上部负荷，传输至土层中，避免不稳定沉降发生。具体工程建设中，若想确保施工质量达到预期，需对施工各个阶段予以严格把控，为工程顺利施工做以支撑。

1.钻孔灌注桩施工技术特点

钻孔灌注桩为，在地层中通过各类钻孔方式构成特定形状井孔，待设计标高符合要求后，将钢筋骨架放置于井孔内，灌注混凝土成为桩的基础，其钻孔灌注桩施工工艺流程如图1所示。

钻孔灌注桩具有适应性强、施工简易及成本低优势，当前被普遍应用于各大工程中。在港口码头工程中应用此技术，工程施工环境具有一定特殊性，对技术要求愈发严格，且工程所需承载力较大，若想短期内完成施工作业，面临困难较多。码头工程基础施工选取桩基形式、钢管桩、预制桩等，其中钻孔灌注桩技术，与钢管桩基预制桩相较，在承载力、成本等方面具有较佳优势，在港口码头建设中，会取得较佳成效。港口码头地质条件较差，且承载力较薄弱，为确保地面港口码头工程满足建设要求，需选取灌注桩基础。此外，针对重力式沉箱码头后轨道梁，需承受垂直负荷，若应用钢管桩或混凝土预制桩成本较高，且影响因素较多，选取钻孔灌注桩施工具有显著优势。

图1 钻孔灌注桩施工

2.码头工程中水下钻孔桩施工技术要点分析

2.1 钻孔灌注桩施工前准备工作

钻孔之前需进行准确放样并埋设护筒，埋设护筒时需确保放样准确。水上实施钻孔，需通过锤击打入方式埋设护筒，以此更为便捷及稳固，需注意在护筒口将桩中心做好，利于钻机对中心处理。钻孔全过程中，需对钻孔机垂直度及水平加以关注。

2.2 护筒的埋设

港口码头工程建设中，对护筒具有较高质量要求，需具备稳固持久，且禁止出现渗漏，通常会选用以钢为材料护筒，护筒直径需比钻孔大，具体数值确定决定于采用哪种钻头。譬如使用旋转钻，护筒需比钻孔直径大20cm，使用前水钻护筒直径需比钻孔直径大40cm。护筒埋设时，应确保坑底与四周保持最佳含水量，在护筒适当位置开孔，减少静水压力对孔内造成损伤，钻头起落期间需避免与护筒发生直接碰撞，若钻孔进程中发现护筒存在冒水现象，需立即停止钻孔，对四周粘土进行填实，若护筒出现移动，需对其进行重新安装。

2.3 钻进成孔

利用钻具自身旋转，对土体进行切削，随着持续性钻进，可将泥渣及时排出。钻孔进程中需确保孔内水位及泥浆浓度，以此满足护壁要求，避免发生坍塌。根据土质实际状况，对钻进速率、泥浆浓度进行调整，防止出现卡钻、钻孔偏斜、钻机负荷超载状况。待成孔完成后，需对桩径、桩位、倾斜度、深度等予以仔细检查。

2.4 清孔

钻孔深度、直径、位置及孔形对桩身曲直具有较大作用，若对孔底未能及时清理，使泥浆发生沉积，严重状况下发生钻孔坍塌。钻头钻进一定深度，应将高度提升，且对其孔内部进行清理，清孔通常应用正循环旋转钻机、反循环旋转钻机真空吸泥、抽渣筒等进行清孔，将较大石块进行搅碎，便于清除。

2.5 钢筋孔的制作和吊装

钢筋笼制作进程中，需对使用钢筋进行除锈、截断、折弯、焊接等，严格按照相关标准进行实施，成品钢筋笼需确保尺寸满足工程要求。钢筋笼吊装之前，需将钻孔检查是否满足标准、内部是否存在坍塌、孔壁对钢筋笼是否存在影响，为钢筋笼吊装顺利实施做以保证。钢筋笼安装时，需将孔位对准，尽可能竖直进入，吊装进程中存在阻碍物，需对其进行立即处理，安放切勿起落速度过猛或强行下放，否则会使孔壁出现坍塌。

2.6 灌注水下混凝土

①水下混凝土灌注桩施工前，需对施工人员技术资质予以检查，确保建设企业技术水平及管理满足施工所需。同时将施工方案、施工技术组织方案予以明确，对图纸及施工方法进行检查，且对施工设备运行状况予以熟悉，使用材料严格检验。②二次清孔完成后，与相关标准相符，需灌注水下混凝土，其为整个施工环节核心部分，与桩施工质量息息相关。混凝土具有一定流动性，需对其坍落度予以控制，一般为180-220mm为宜，为提升混凝土和易性，在其内部加入粉煤灰及减水剂。防止存在卡管，石料应尽可能选用卵石，最大粒径不超过40mm，缓凝土需拌和均匀，尽可能缩短灌注时间及运输距离。③灌注进程中，需持续性进行，灌注时候需将混凝土面积护筒顶面间距，进行仔细侧测量，避免计算失误过用力过猛，将管底提升至混凝土表明，灌注至桩顶时，为确保桩头质量，应超灌1m。待灌注完成后，通过养护期，对其承载台基坑进行开挖，将声测管露出，检测符合标准后，方可进行下一道工序。温度对混凝土具有较大影响，若温度在0℃以下，需适当采取保温措施，浇筑时温度需大于5℃。④水下混凝土灌注时，若存在非连续性灌注，应牵动导管，观察孔口返浆情况，待孔口不再出现返浆，再实施灌注。牵动管道可将后续加入缓凝土顺利下落，避免在导管内存留时间过久，流动性降低，与导管摩擦阻力增高，引发混凝土下落受阻。

3.码头钻孔桩施工技术实际应用

3.1 实际案例

某港口码头需建设一个5000DWT杂货、一个7500DWT甲板船，码头总长度为372m。此工程中布设两座固定引桥，码头结构为高桩，与码头接近区域使用冲孔灌注桩，其桩体直径均为1.0m，使用混凝土结构，与防洪堤接近区域，最后一排灌注桩直径均为1000mm，左侧设置为26根，右侧为4根，根据梅花布设形式。码头所处位置，为水道泄洪、纳潮核心区域，受波浪、潮汐等影响，此区域建设难度较大，需根据工程实际状况设计施工平台。

3.2 码头钻孔桩技术施工注意事项

3.2.1 钻孔倾斜

码头施工环境较为恶劣，施工受各类因素影响，应用钻孔灌注及时，钻机安装条件受限，给其稳定性造成影响，致使钻孔存在较大偏差，难以符合施工要求。港口码头处于软硬不均位置，内层存在障碍物影响钻头正常作业，产生钻孔倾斜，水平及垂直方向予以设计不吻合。为避免上述问题，需立足施工实际环境，对钻机安装采取固定措施，且对其尺寸进行测量，确保安装具有精准性。

3.2.2 钻孔坍塌

港口码头处于邻水区域，地质土层较为松散，若不采取有效措施，钻孔极易出现坍塌，及泥浆漏失等。同时，多数工程出于进度考量，钻孔速度控制不当，致使钻孔坍塌。为减少此类现象发生，需在正式钻孔前，对泥浆护壁、护筒进行密封，选取优质泥浆，对钢筋笼运输做好管控，避免因外力发生形变。此外，需对钻孔速率予以控制，待钻孔成型后及时进行混凝土浇筑，避免时间过久影响成孔质量。