碼頭樁基灌注樁施工技術探析

工程概況

某碼頭項目為沿海城市某地的重要碼頭工程，該工程為碼頭承臺+引橋式布置，布置兩個7萬噸級泊位，分別為2號、3號泊位，兩個泊位總長度542m，碼頭承臺寬度30.5m。碼頭采用高樁梁板結構。排架間距為9m，每個排架上布置8根鋼管樁，包括一對雙直樁、兩對叉樁和兩根單直樁。鋼管樁直徑為Φ1000mm和Φ800mm。引橋采用高樁梁板結構。引橋下部樁基靠近碼頭三排選用650mm×650mm預應力混凝土空心方樁，其余部分選用中Φ800mm灌注樁，鉆孔灌注樁樁徑為800mm，共78根。引橋接岸擋土墻灌注樁樁徑為600mm，共52根。

灌注樁施工

1. 鉆孔平臺搭建

由于灌注樁前排泥面標高較低，在施工中需要搭設鋼平臺確保設備能夠正常施工，水上部分由于壓腳塊石平臺基礎承載力較好，利用吊機安裝鋼桁架結構，上部使用大型型鋼將桁架結構連接成整體，形成工作平臺。平臺長36m，西引橋寬12m，其他兩座引橋寬23.5m，平臺頂標高5.5m，以保證高潮位時不被淹沒。

2. 鉆機選擇

選用沖擊鉆和回旋型鉆機配合。主要性能：鉆孔直徑80cm（擋土墻鉆孔6ocm），鉆孔深度37m（擋土墻鉆孔深度28m，動力功率30KW）。

3PN型泥漿泵：泵流量54～151m3/h，泵壓0.26MPa～0.15MPa，～ 522KW。

3. 鋼護筒制作、下沉

引橋灌注樁鋼護筒內徑85cm，壁厚6mm，護筒長度13 5m；擋土墻灌注樁鋼護筒內徑65cm，壁厚6mm，護筒長度4 5m。為了保證振沉護筒過程中不卷邊，在護筒底焊接15cm長、6mm厚的加強鋼板。

使用吊機吊振動錘沉放鋼護筒，并將護筒頂與工作平臺固定。沉放時用吊機吊護筒先自沉，然后再用振動錘將護筒沉至-8.0m處。

護簡埋設時，護筒深度視地質情況而定，并保證伸人呢層3.0m以上，達到不跑漿為止及灌注混凝土不露漿，不造成斷樁；護筒中心與樁位偏差不得大于50mm，護筒斜度偏差不大于1%。

護筒沉放后測量必須復核偏位，偏位符合規范要求才可開鉆，若超過規范允許偏差則重新調整護筒。

采用振動錘下沉鋼護筒工藝。振動錘選用DZ40型振動錘：擊振力139～335kn，功率40KW。

4. 施鉆要點

穩鉆平面位置誤差≯1cm，鉆進時檢查鉆盤水平度和鉆桿傾斜度是否合格（水平氣泡偏位半格以內，傾斜度<1/300H為合格），不合格時應調整至合格后再鉆進。

鉆進過程中對照“地質柱狀圖”及時撈取鉆渣，分析地質吻合情況，以便調整鉆速和泥漿指標。密切觀察有無異常情況，發現異常立即停鉆，及時處理。

鉆進過程中直至成樁前，始終保持孔內水頭高度高于海水水位2m，使孔內產生0.02MPa的靜水壓力。

終孔時，使用測深錘量測孔深與鉆具的有效進尺長度是否符合。無誤且孔深滿足要求后即抽漿渣清孔。

5. 成樁施工

鋼筋的加工制作以及單件焊接接長，按常規法施工。鋼筋骨架的分節制作，采用胎具法成型，在每節骨架首尾兩端箍筋圈上加焊臨時加固鋼筋，吊裝入孔時割除。吊架入孔時按掛牌編號逐節起吊骨架就位。兩點水平起吊，待骨架立直后由上吊點吊人孔內。各節鋼筋骨架主筋的整體組裝結合，采用上層鋼筋籠主筋與下層鋼筋籠主筋搭接焊接形成整體的工藝。

灌注水下混凝土使用內徑250ram、壁厚10mm的卡口式導管，導管使用前經過水密性試驗和過球檢驗，均能滿足要求。然后按入孔順序逐節編號和標定累計長度。導管人孔時在底節設置保護鋼絲繩，以備意外故障發生時提拔導管之用。

6. 水下混凝土配制和灌注

水下混凝土的配合比按規范有關規定通過試驗確定。防止水下混凝土在灌注過程中的凝固而導致重大質量事故發生。混凝土采用陸地攪拌站供灰，混凝土泵送工藝。以剪球排漿方式灌注首批混凝土，整個灌注過程連續進行并在首批混凝土初凝前完成。

水下灌注過程中的導管埋深保持在2m～9m。一般每次導管上提前埋深為9m，上提6m。最后一次上提導管的埋深不大于6m，并緩慢提出，以免樁內夾人泥芯或形成空洞。

灌注的關鍵是準確測量水下混凝土頂面高程和確保混凝土連續灌注。混凝土樁頭預留0.5m，待混凝土強度達到10MPa后再用風鎬鑿至設計高程。

常見問題處理和預防

1. 塌孔與縮徑

鉆孔過程中，在淤泥質地層鉆進時，容易產生縮徑。為了保證孔徑符合設計要求，可以采用上下反復掃孔，擴大孔徑。另外，應經常檢查鉆錐尺寸，如發現鉆錐磨損過大應及時更換，保證孔徑滿足設計要求。在砂層中鉆進容易產生塌孔，為了防止塌孔可以適當加大泥漿比重，控制鉆機鉆進速度，以穩定土壁。

2. 孔身偏斜

鉆孔中如遇孔身偏斜、彎曲時，應分析原因，進行處理。一般可在偏斜處吊住鉆頭往復掃孔，使鉆孔正直。或使用粘土回填到偏斜處，待沉積密實后鉆進。防止發生上述現象的主要措施有：保持鉆機平穩，鉆進速度均勻，并及時檢查垂直度。

3. 漏漿

成孔過程中，泥漿向孔外漏失，原因主要是透水性強的土層或護筒埋設較淺，回填土不密實或護筒接縫不嚴密等致使漏漿產生。若產生時宜采取將護筒周圍回填土夯實，封閉接縫，穩住水頭等措施。

4. 糊鉆及埋孔

成孔過程中，若遇此情況應對泥漿稠度、鉆渣進出口、鉆桿內徑大小、排渣設備進行檢查計算，并控制適當的進尺。若已嚴重糊鉆，應停鉆，提出鉆錘，清除鉆渣。

5. 掉鉆落物

掉鉆落物時，宜迅速打撈，使用打撈叉、鉤、繩索等工具打撈。若落物已被泥砂埋住，應按前述各條，先清除泥砂，使打撈工具接觸落體后再打撈。

（作者單位：中鐵港航局第二工程有限公司）