碼頭工程水上鉆孔樁施工技術及控制要點探討

◎ 于博 康平縣自然資源保護與行政執法中心

港口碼頭工程建設中，普遍應用鉆孔灌注樁施工，其具有技術含量高、工作量大，且需在短期內持續完成水下隱蔽工程，要求施工技術滿足各類復雜地質條件。同時此技術擁有較多優勢，如環境污染小、施工便捷、抗震性能佳等，被廣泛應用于各類工程中，施工中鉆孔灌注樁可將上部負荷，傳輸至土層中，避免不穩定沉降發生。具體工程建設中，若想確保施工質量達到預期，需對施工各個階段予以嚴格把控，為工程順利施工做以支撐。

1.鉆孔灌注樁施工技術特點

鉆孔灌注樁為，在地層中通過各類鉆孔方式構成特定形狀井孔，待設計標高符合要求后，將鋼筋骨架放置于井孔內，灌注混凝土成為樁的基礎，其鉆孔灌注樁施工工藝流程如圖1所示。

鉆孔灌注樁具有適應性強、施工簡易及成本低優勢，當前被普遍應用于各大工程中。在港口碼頭工程中應用此技術，工程施工環境具有一定特殊性，對技術要求愈發嚴格，且工程所需承載力較大，若想短期內完成施工作業，面臨困難較多。碼頭工程基礎施工選取樁基形式、鋼管樁、預制樁等，其中鉆孔灌注樁技術，與鋼管樁基預制樁相較，在承載力、成本等方面具有較佳優勢，在港口碼頭建設中，會取得較佳成效。港口碼頭地質條件較差，且承載力較薄弱，為確保地面港口碼頭工程滿足建設要求，需選取灌注樁基礎。此外，針對重力式沉箱碼頭后軌道梁，需承受垂直負荷，若應用鋼管樁或混凝土預制樁成本較高，且影響因素較多，選取鉆孔灌注樁施工具有顯著優勢。

圖1 鉆孔灌注樁施工

2.碼頭工程中水下鉆孔樁施工技術要點分析

2.1 鉆孔灌注樁施工前準備工作

鉆孔之前需進行準確放樣并埋設護筒，埋設護筒時需確保放樣準確。水上實施鉆孔，需通過錘擊打入方式埋設護筒，以此更為便捷及穩固，需注意在護筒口將樁中心做好，利于鉆機對中心處理。鉆孔全過程中，需對鉆孔機垂直度及水平加以關注。

2.2 護筒的埋設

港口碼頭工程建設中，對護筒具有較高質量要求，需具備穩固持久，且禁止出現滲漏，通常會選用以鋼為材料護筒，護筒直徑需比鉆孔大，具體數值確定決定于采用哪種鉆頭。譬如使用旋轉鉆，護筒需比鉆孔直徑大20cm，使用前水鉆護筒直徑需比鉆孔直徑大40cm。護筒埋設時，應確保坑底與四周保持最佳含水量，在護筒適當位置開孔，減少靜水壓力對孔內造成損傷，鉆頭起落期間需避免與護筒發生直接碰撞，若鉆孔進程中發現護筒存在冒水現象，需立即停止鉆孔，對四周粘土進行填實，若護筒出現移動，需對其進行重新安裝。

2.3 鉆進成孔

利用鉆具自身旋轉，對土體進行切削，隨著持續性鉆進，可將泥渣及時排出。鉆孔進程中需確保孔內水位及泥漿濃度，以此滿足護壁要求，避免發生坍塌。根據土質實際狀況，對鉆進速率、泥漿濃度進行調整，防止出現卡鉆、鉆孔偏斜、鉆機負荷超載狀況。待成孔完成后，需對樁徑、樁位、傾斜度、深度等予以仔細檢查。

2.4 清孔

鉆孔深度、直徑、位置及孔形對樁身曲直具有較大作用，若對孔底未能及時清理，使泥漿發生沉積，嚴重狀況下發生鉆孔坍塌。鉆頭鉆進一定深度，應將高度提升，且對其孔內部進行清理，清孔通常應用正循環旋轉鉆機、反循環旋轉鉆機真空吸泥、抽渣筒等進行清孔，將較大石塊進行攪碎，便于清除。

2.5 鋼筋孔的制作和吊裝

鋼筋籠制作進程中，需對使用鋼筋進行除銹、截斷、折彎、焊接等，嚴格按照相關標準進行實施，成品鋼筋籠需確保尺寸滿足工程要求。鋼筋籠吊裝之前，需將鉆孔檢查是否滿足標準、內部是否存在坍塌、孔壁對鋼筋籠是否存在影響，為鋼筋籠吊裝順利實施做以保證。鋼筋籠安裝時，需將孔位對準，盡可能豎直進入，吊裝進程中存在阻礙物，需對其進行立即處理，安放切勿起落速度過猛或強行下放，否則會使孔壁出現坍塌。

2.6 灌注水下混凝土

①水下混凝土灌注樁施工前，需對施工人員技術資質予以檢查，確保建設企業技術水平及管理滿足施工所需。同時將施工方案、施工技術組織方案予以明確，對圖紙及施工方法進行檢查，且對施工設備運行狀況予以熟悉，使用材料嚴格檢驗。②二次清孔完成后，與相關標準相符，需灌注水下混凝土，其為整個施工環節核心部分，與樁施工質量息息相關。混凝土具有一定流動性，需對其坍落度予以控制，一般為180-220mm為宜，為提升混凝土和易性，在其內部加入粉煤灰及減水劑。防止存在卡管，石料應盡可能選用卵石，最大粒徑不超過40mm，緩凝土需拌和均勻，盡可能縮短灌注時間及運輸距離。③灌注進程中，需持續性進行，灌注時候需將混凝土面積護筒頂面間距，進行仔細側測量，避免計算失誤過用力過猛，將管底提升至混凝土表明，灌注至樁頂時，為確保樁頭質量，應超灌1m。待灌注完成后，通過養護期，對其承載臺基坑進行開挖，將聲測管露出，檢測符合標準后，方可進行下一道工序。溫度對混凝土具有較大影響，若溫度在0℃以下，需適當采取保溫措施，澆筑時溫度需大于5℃。④水下混凝土灌注時，若存在非連續性灌注，應牽動導管，觀察孔口返漿情況，待孔口不再出現返漿，再實施灌注。牽動管道可將后續加入緩凝土順利下落，避免在導管內存留時間過久，流動性降低，與導管摩擦阻力增高，引發混凝土下落受阻。

3.碼頭鉆孔樁施工技術實際應用

3.1 實際案例

某港口碼頭需建設一個5000DWT雜貨、一個7500DWT甲板船，碼頭總長度為372m。此工程中布設兩座固定引橋，碼頭結構為高樁，與碼頭接近區域使用沖孔灌注樁，其樁體直徑均為1.0m，使用混凝土結構，與防洪堤接近區域，最后一排灌注樁直徑均為1000mm，左側設置為26根，右側為4根，根據梅花布設形式。碼頭所處位置，為水道泄洪、納潮核心區域，受波浪、潮汐等影響，此區域建設難度較大，需根據工程實際狀況設計施工平臺。

3.2 碼頭鉆孔樁技術施工注意事項

3.2.1 鉆孔傾斜

碼頭施工環境較為惡劣，施工受各類因素影響，應用鉆孔灌注及時，鉆機安裝條件受限，給其穩定性造成影響，致使鉆孔存在較大偏差，難以符合施工要求。港口碼頭處于軟硬不均位置，內層存在障礙物影響鉆頭正常作業，產生鉆孔傾斜，水平及垂直方向予以設計不吻合。為避免上述問題，需立足施工實際環境，對鉆機安裝采取固定措施，且對其尺寸進行測量，確保安裝具有精準性。

3.2.2 鉆孔坍塌

港口碼頭處于鄰水區域，地質土層較為松散，若不采取有效措施，鉆孔極易出現坍塌，及泥漿漏失等。同時，多數工程出于進度考量，鉆孔速度控制不當，致使鉆孔坍塌。為減少此類現象發生，需在正式鉆孔前，對泥漿護壁、護筒進行密封，選取優質泥漿，對鋼筋籠運輸做好管控，避免因外力發生形變。此外，需對鉆孔速率予以控制，待鉆孔成型后及時進行混凝土澆筑，避免時間過久影響成孔質量。

4.結束語

港口碼頭工程中，應用鉆孔灌注樁技術，不受地質條件限制、施工較為簡單、設備投入較小，成為日后碼頭工程建設主趨，但其仍存在部分不足，如施工進程難以觀測、成樁無法驗收，一旦施工進程出現問題，造成嚴重損失。因此，建設單位需對工程各個環節加以管控，確保鉆孔灌注樁施工質量，為日后實際碼頭建設提供經驗及參考。