货柜码头迁建工程灌注桩施工技术分析

石瑜 保利长大工程有限公司

货柜码头是一种大型的货运码头，是港口的重要组成要素[1]。针对该类型码头的迁移建设工程，需要构建一个稳定的加固结构，侧向扩大港口码头的应用覆盖面积，采用灌注桩进行方位式承压搭接[2]。但由于货柜码头的不稳定因素较多，为确保工程的灌注质量，会采用多维同步灌注处理的模式，完善施工的结构，逐步营造一个更为稳定的工程环境[3]。但当前方法应用下很容易出现灌注桩偏位等问题，为解决这一问题，本文对货柜码头迁建工程灌注桩施工技术进行分析与验证。考虑到最终施工结果的真实可靠，以较为真实的工程作为研究背景，结合施工需求及标准，构建更为灵活、多变的工程建设结构，有针对性地对码头灌注桩布设进行调整和设置，促使其符合码头迁建的各项要求，为后续的施工建设奠定基础环境。

1.码头迁建工程灌注桩施工技术

1.1 工程概况

该工程规模相对较大，位于我国的珠江口东岸，其南距深圳约70km、香港约47海里，北到广州约90km，距东莞市区约29km。近期由于为围海造地工程造成水道增宽约650～1200m，为提升高码头的应用稳固性与安全性，针对实际的建设情况，需要加大灌注桩的施工建设处理程度。在工程前期，位于港口的灌注桩排列平稳，起到较强的支撑作用，一定程度上强化了迁建工程结构的整体平稳性。但是后期进行灌注桩的关联时，部分区域对于灌注桩的搭接与浇筑出现了或多或少的问题。具体表现如下：其一是部分位置的灌注桩下设的护筒不平稳，导致上方的灌注桩常常出现下沉、塌陷甚至断裂现象，对后期工程的执行造成一定的阻碍。其二是灌注桩搭接不紧密、空隙较大现象。部分区域的灌注桩在施工的过程中并未与码头实际的迁建需求相结合，桩体之间的缝隙较大，这对于迁建结构的设计与建设造成消极影响。上述因素拉低灌注桩的工程进度，促使施工现状堪忧。为解决这一现状，需要进行码头迁建工程灌注桩施工技术设计，以下将展开分析。

1.2 灌注桩施工技术设计

1.2.1 护筒预埋

护筒埋设是灌注桩体安装施工的主要支撑，同时也可以起到一定的加固作用[4]。首先，在进行该步骤前需要进行施工平台搭设，平台设计承载力为2台冲机及25t汽车吊同时作业时荷载，平台设Φ630mm钢护筒作为临时桩基，贝雷及型钢为平台结构，采用50t履带吊及振动锤吊打钢护筒，25t汽车吊从岸边向水中推进搭设平台。在完成施工平台搭建后，再根据码头的迁建需求及标准，结合初始承压结构的稳固性，选择合适类型的承压钢材，设定护筒的尺寸直径为1.2m左右，钢板厚度可以使用6.5mm规格的。在预埋的位置进行环境测定，确保不存在岩石类、坚硬石板等，保证护筒埋设后的安全性。还需要提升护筒埋设位置的高度，在合适的位置进行开孔工作，设定护筒的埋设深度为6.25m，宽为2.3m，测算护筒的埋设间距，如公式1所示：

公式1中：G表示护筒埋设间距，α表示承载压力，φ表示外在压力，1κ和 2κ分别表示预设形变极限值和实测形变极限值，e表示埋设距离差。结合得出的护筒埋设间距，进行预设布设，在标定的位置上按照顺序排列，完成预埋目标，为后续的施工处理奠定基础。

1.2.2 钻进成孔及孔内处理

在将护筒预埋在标定位置后，为提升后续灌注桩的施工稳固性，需要在护筒外侧打孔，利用钢丝固定。利用钻头分别在护筒的上方边缘位置、护筒中心位置以及下方位置分别打下2个小孔，每个孔的直径为0.15mm，使用钢丝穿过小孔，进行排列关联，具体如图1所示。

图1 护筒钻进成孔结构图示

结合图1可以完成护筒钻进成孔整体结构的设计。在合理的范围内，连接每一个护筒，在此过程中需要排除部分的泥渣和泥浆，确保护筒内部的清洁。完成护筒的固定之后，随机在边缘外侧利用混凝土进行预埋，调整下设护筒的偏移、下沉等问题[5]，填补空隙，增强护筒整体的稳固性。在此基础上，进行孔内处理[6]。这部分主要针对孔的位置、直径以及深度进行处理调整，尽量避免泥浆在孔底发生沉积，形成护筒下沉或者坍塌等问题[7]。具体来看，孔内处理分一次清孔和二次清孔。一次清孔在终孔后进行。采取在孔内加清水，降低泥浆比重至1.15左右，粘度在17s～20s左右，使孔底沉渣小于50mm。一次清孔后立即安放桩内钢筋笼，以防时间过长，发生坍孔或缩孔现象。二次清孔需要在桩内钢筋笼安放完毕，灌注砼前进行，目的是清理在钢筋安放期间孔底形成的新的沉渣，使沉渣厚度在灌注砼前小于50mm。拟采用泥浆泵正循环方式清孔，在灌注砼之前，泥浆比重宜为1.10～1.20，含砂率宜为4%～6%，稠度宜为20～22s，孔底沉渣厚度小于5cm。可以利用水枪在孔外进行冲击，搭配机械设备，例如合理利用抽渣筒、正循环旋转钻机等设备抽除对较大的石块、沙粒，加快施工进度。

1.2.3 灌注桩钢筋笼安装及桩体灌注搭接

完成以上操作后，结合实际的施工需求及标准，标记灌注桩的布设位置。制作出合理规格的钢筋笼，采用长线法在钢筋笼的顶端口部位增设一个纵向的主筋，在预埋护筒的中心位置先按直钢筋下料，待桩帽搭接之后，钢筋进行折弯，完成箍筋的纵向安装。这部分需要注意的是，钢筋笼需要分节安装，将其标准长度设定为8.5m，宽度为3.5m，使用焊接连接的方式将灌注桩和钢筋笼连接，并在下方增设加工台座，如图2所示。

图2 灌注桩钢筋笼安装加工台座设计图

结合图2可以完成对灌注桩中辅助钢筋笼的安装，随后，在预埋护筒的底端设定一个辅助结构，调整加劲箍筋位置，使其与主筋呈垂直状态，依据需求将灌注桩分别埋设在钢筋笼的覆盖面积之中，利用笼体外部结构的限制进行布设。此时的灌注桩桩体与钢筋笼之间处于相互承压的状态。采用双向重合的方式焊接固定，前端使用挡板挡住，在灌注的过程中配合吊装，完成码头迁建灌注桩的布设。

1.2.4 导管安装及清孔

在灌注桩的侧向位置进行加固，安装直径φ200的导管进行水源排放，以提升灌注桩的稳定性与安全性。在桩体的上方安装一个漏斗，使用3mm的A3钢板进行承压，在码头灌注桩所施工的位置布设低高度的辅助桩体，对钢板进行加固，以尽量避免其出现移位或者下沉等问题[8]。需要注意的是，为确保后期灌注桩不会出现偏位等问题，可以在桩体与钢板之间设定一个过渡架，促使桩体的结构处更加平稳、坚固[9]。随后，分别将两侧的导管在范围之内排布开来，测定埋设深度，将其确定为1.5m，此时采用侧向关联的形式安装导管，缩小整体排布空间，消除存在灌注桩之间无法填补的缝隙。与此同时，导管安装完毕之后，还需要进行混凝土喷射，混凝土数量计算过程如公式2所示[10]：

公式2中：L表示混凝土数量，W表示导管长度，Z表示宽度，h1表示桩体深度，h2表示极限最长桩底标高，H表示桩面高。结合得出的混凝土数量对灌注桩进行加固处理，依据上述的清孔环节，对孔内的混凝土渣及砂石清除，确保可以顺利排水。

至此，完成码头迁建灌注桩施工技术的设计。

2.实验分析

本节主要是对设计的货柜码头迁建工程灌注桩施工技术实际应用效果进行分析与研究。考虑到最终测试结果的真实可靠性，将该工程的测试区域划分为三个阶段，每一个阶段均需要对灌注桩进行施工处理，针对施工建设的需求及标准测定出最终的结果。首先，针对该区域的施工情况，需要测定出灌注桩的预埋深度，并测算桩体之间的荷载值，具体如公式3所示：

公式3中：U表示桩体之间的荷载值，η1和η2表示埋设深度和预设深度，λ表示移位距离，ϑ表示承压强度波动比。结合得出的桩体之间荷载值。设定该工程的灌注桩的埋设深度在3～5.5m之间，在4个周期之内测定出三阶段灌注桩发生的偏位值，如公式4所示：

公式4中：P表示灌注桩偏位值，ℑ表示标定受力范围，ξ表示桩体的厚度，m表示桩体最大移动距离，ℑ1和ℑ2分别表示桩体覆盖总距离和重叠距离。结合得出的测试结果，最终可以进行比照分析，如表1所示。

表1 施工结果比照分析表

结合表1中的数值信息进行研究与验证，可以发现，通过三个阶段的对比，设计技术应用后最终得出的灌注桩偏位值均控制在了1.5mm以下，表明在实际施工过程中，设计技术的偏移误差较小，应用效果更好，具有实际的应用价值。

3.结束语

综上所述，便是对货柜码头迁建工程灌注桩施工技术分析研究的全过程，针对复杂的码头迁建工程，需要加强灌注桩的布设，加强控制成孔质量、混凝土浇筑、桩基标定等施工过程，最大程度降低码头迁建工程灌注桩施工建设过程中出现的误差，确保灌注桩所承受的压力保持均衡，不会出现较大的偏位，以进一步增强码头迁建工程的安全性与可靠性。与此同时，在建设时需要结合码头的日常应用需求，对桩体的设定情况进行不断调节，从而更好地改善存在的迁建结构问题，加大各项灌注桩技术在港口施工中的应用，提升灌注桩施工效果。