水運工程灌注樁設計施工難點解析

陳穎

摘要：由于水運工程相對于工民建工程具有自身的特殊性，給灌注樁施工帶來了一些施工困難，對此，文章對水運工程灌注樁設計施工難點與解決措施進行討論。

關鍵詞：水運工程；灌注樁設計；施工難點

隨著現代科學技術的不斷發展，水運工程發展的大型化的趨勢也不斷的在加快，船塢、港口的吊機起重變得越來越大，水運工程當中灌注樁基礎的應用也越來越廣泛，成為當前水運工程當中不可缺少的一個部分。

一、灌注樁施工技術的概述

根據成孔的不同方式，灌注樁分為許多種類型，其中應用最為廣泛的則是鉆孔灌注樁和嵌巖灌注樁。鉆孔灌注樁根據護壁的形式，又可以細分為全套鉆孔灌注樁和泥漿護壁灌注樁。在各種類型的工程中，往往采用后一種形式。泥漿護壁施工方法可以對鉆具起到潤滑的保障效果，在孔壁內形成的泥皮，防止鉆孔的塌陷。這是一種較為新型的灌注樁技術，在我國建筑工程，包括在水運工程當中，起著重要的作用。嵌巖灌注樁適用于各種較為復雜的地質，與其它類型的樁基相比，嵌巖鉆孔灌注樁具有以下優點：一是嵌巖部分充分利用基巖的承載性能，具有較高的側阻力和樁端阻力；二是因基巖壓縮性小，單樁的沉降小，群樁沉降不會因群樁效應而增大，群樁承載力也不會因群樁效應而降低；三是以嵌巖樁為基礎的建筑物在地震過程中所產生的地震效應弱，抗震性能較好。但群樁嵌巖鉆孔灌注樁要求每根樁都必須合格，不允許有任何疏忽，這就要求施工技術人員把好每個質控要點。嵌巖灌注樁也存在最幾個缺點，施工工期較長，施工難度較大，比較耗時、耗勞動力。隨著成樁深度越來越深，嵌巖灌注樁施工的難度也越來越大，成本也會增加。

二、水運工程灌注樁設計中質量控制

1、對成孔進行質量控制。混凝土灌注樁施工中的一個重要的組成部分便是成孔，如果成孔的質量控制的不好，就會產生塌孔、樁孔偏斜、縮徑等問題，還會出現影響樁身的質量和使樁承載力下降等問題。所以，在成孔的施工質量控制方面我們應該加強監控的力度，保證樁身成孔垂直的精度，這是灌注樁能夠進行順利施工的重要條件之一，否則鋼筋籠和導管將沒有辦法沉放，另外，還要確保樁頂和樁位的成孔深度，并對回填土的密實程度進行認真地檢查，防止鉆孔的過程中發生漏漿的現象。

2、加強清孔工作。清孔主要是清除孔底的沉渣，孔底沉渣是影響灌注樁承載力的重要因素之一。清孔是利用泥漿在流動的過程中產生的動能沖擊樁孔底部的沉渣，讓沉渣中的砂礫和巖粒處在懸浮的狀態下，然后利用泥漿膠體的粘結力，讓沉渣隨著泥漿的循環流出樁孔，最終將孔中的沉渣處理干凈。

3、對成樁質量進行控制。對進場原材料的質保書進行嚴格的檢查，鉆孔灌注水下混凝土的施工在當前采用最多的是導管灌注技術，混凝土中的離析現象是比較普遍存在的，但是良好的配合比可以讓離析的程度減小，所以，對于現場的配合比例我們要按照水泥品種、石料規格、砂等材料的含水率的變化進行反復的調整，這樣才能夠讓每一根樁的配合比十分完美，在混凝土攪拌前要進行復核配合比并確保其準確性，我們要進行嚴格地測試和計量的管理，并將原始材料情況和制作試件情況完整記錄。在運用混凝土灌注的時候要加強對混凝土坍落度的控制并且加強對混凝土攪拌時間的控制，防止夾泥、斷樁等現象的發生。

三、常見的灌注樁設計施工難點

1、吹填區及拋石區灌注樁的設計施工

船塢的吹填區，需要在較為軟質的地基上灌注施工，因此，設計施工較有難度。其中主要有兩個難點，一個難點是地基的承載能力太差，鉆孔設備不容易駐位使用。另一個難點是，軟質的地基往往塌陷嚴重，因此無法完全保證樁孔的形狀，甚至有可能由于鉆孔設備的震動而導致樁孔的移位。

2、碼頭拋石棱體上灌注樁的設計施工

以大連中遠船務海工制造區碼頭工程為例。碼頭后方建有能夠接納萬噸級造船的平臺滑道板。建設此碼頭，水上施工的順序是先進行沉箱安裝，然后則是墻后回填，完成這兩道工序，則能夠形成陸域施工條件，之后才能進行灌注樁施工。但是由于拋石棱體連接著拋石基床，海水相通導致灌注樁護壁泥漿的滲透特別嚴重，以致無法正常成孔，給施工造成極大不便和困難。泥漿護壁有其自身的原理，采用鉆孔中填充粘土的方式造漿，從而較少其塌落量，保證樁孔形狀的形成。為了減少沉箱后方的壓力，設計施工人員一般選擇體積大的石塊，而沉箱基礎也是由石塊構成的，沉箱后方的灌注樁柱孔不具備裝漿能力，所造的泥漿也由于一些外部因素從石塊間流出，根本無法起到保護內壁的作用，因此也就造成了沒有孔底的現象，以致無法成孔。

四、灌注樁設計施工的解決方案

1、采取水上灌注樁施工的方式

水上灌注樁施工有其自身存在的缺點，一共有以下幾點：一、施工成本大幅度增加，水上施工作業需要埋設鋼護筒，需要配備施工船，等等；二、后續的棱體拋填難度系數加大，拋填密實困難，加上需要對樁身進行保護，往往會留下諸多隱患；三、即使樁打成以后，若回填前樁身埋在土層中的深度過淺，容易造成樁身的倒坍。四、護筒底部位于沉箱拋石的石基床上，埋設困難重重。基于以上水上灌注樁施工的四條缺點，水上施工作業的方法需要在施工前慎重選擇，需從可行性方面和經濟性方面加以論證，然后再決定能否采用此工藝施工。

2、優化設計方案

在施工過程中，常會遇見漏水的情況。漏水情況下的灌注樁施工，如果僅從施工工藝方面加以改進，改進的空間很小。也就是說，在回填大石塊基礎的前提下，任何一種施工工藝都很難再加以改進。

設計方案的優化，主要是考慮加厚沉箱厚壁，然后將滑道板直接安插在沉箱厚壁上面。從經濟學的角度考慮，此方案主要用于水上灌注樁施工作業。這種操作簡便的解決方案，有一個前提，就是需要設計施工人員在施工前確保沉箱厚壁能夠加厚。

3、采用石灰攪拌淤泥的方法

利用挖掘機將石灰和淤泥攪拌在一起，在施工過程當中，僅僅把表層的淤泥和石灰摻雜在一起進行攪拌即可，待施工完畢，淤泥便形成具有硬度的硬殼。石灰的摻加量需根據當地的淤泥狀態確定，不同的淤泥，石灰的摻加量也有所不同，一般來講不超過10%。石灰攪拌淤泥的原理和水泥攪拌樁相似，一方面是石灰發生化學反應需要消耗水分，一方面則是膠凝材料的固結會形成一種具有一定強度的固體。根據大連碼頭建筑的施工經驗，一般夏季四五天淤泥便可固結，承載能力即滿足施工需要。

4、采用振動錘埋設鋼護筒的方法

在一些水運工程中，往往出現淤泥厚度比較深厚的狀況。遇到這種狀況時，可采用振動錘埋設鋼護筒的方法。護筒埋設完畢，就不必擔心孔壁塌陷所帶來的影響。孔壁內的淤泥不易塌陷，就解決了柱孔容易變形移位的老大難問題。而對于淤泥厚度小的施工現場，灌注樁施工作業過程當中一般采取的是使用鉆機埋設鋼護筒的方法。采用此種方法應按照以下步驟：先將護筒擺放在樁孔上，再在其上面放上一張鋼板，然后重錘反復錘擊，將鋼板護筒埋設到位。

結論

灌注樁基礎是一種施工工藝成熟，承載力較高，經濟性比較好的基礎形式，目前已經在水運工程當中得到了廣泛的應用。因為水運工程相對于工民建工程來說有著自身的特殊性，所以給灌注樁施工帶來了很多的施工難點，為了降低施工難度，最大限度的提高施工的經濟性，我們要充分考慮施工中的各種問題，優化設計方案，努力使水運工程灌注樁設計施工做到完善。

參考文獻

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[2]林君玉。試論建筑工程中灌注樁后注漿施工技術。科學之友，2013（8）