关于港口工程钻孔灌注桩施工质量的探讨

关于港口工程钻孔灌注桩施工质量的探讨

李健峰

李健峰

广州港工程管理有限公司广东，广州510730

摘要：随着我国各大港口的不断发展，我国的航运建设也取得了一定的成就，各种适应港口工程的新技术层出不穷，钻孔灌注桩施工方法由于它自身的优越性而受到大众的青睐。要想保证港口工程的质量，在施工的过程中必须严格按照国家的相关规范标准和设计要求，控制好施工质量。本文就港口工程中钻孔灌注桩施工质量进行探讨。

关键词：港口；工程施工；质量；钻孔灌注桩

1.钻孔灌注桩在港口工程中的应用现状

钻孔灌注桩在桥梁工程等其他工程领域有广泛的应用，但在港口工程中应用较少，其根本原因是因为港口工程具有施工条件差、承载载荷大、施工工期短等特点，致使在港口工程的基础选型中即使采用桩基，也大多选择钢管桩或预制桩，且对工程成本也不会造成很大影响。目前，钻孔灌注桩在港口工程中的应用主要有：

（1）在内河小码头的应用。（2）在一些小的栈桥式码头中的应用，例如福州港魁岐码头二期工程。（3）在港口码头后方建筑中的应用。因为港口码头后方陆域临水，地质条件较差、承载力弱，所以建筑物基础一般采用造价低、施工简单的灌注桩基础。（4）在重力式沉箱码头的后轨道梁中的应用。重力式沉箱码头的后轨道梁主要承受垂直荷载，采用钢管桩或混凝土预制桩成本较高，且往往容易受到施工现场条件的限制，所以灌注桩基础广泛地应用于重力式沉箱码头后方轨道梁等结构基础。

总之，钻孔灌注桩有其自己的特点，相对于钢管桩或预制桩而言，其具有桩基大、承载力高、成本较低的优势，这必将会使灌注桩在以后的港口工程中（尤其是集装箱港口工程）取得越来越广泛的应用。

2.应用过程中存在的主要质量问题及防治方法

2.1钻孔灌注桩的施工工艺流程

在港口工程的应用中，钻孔灌注桩的施工工艺流程如下：（1）场地准备；（2）桩位测量放样；（3）埋设护筒；（4）制备泥浆；（5）钻孔；（6）钢筋笼制作与安装；（7）清孔；（8）水下混凝土浇筑；（9）桩头破除；（10）检验桩。

2.2钻孔过程中容易出现的质量问题及防治方法

2.2.1桩孔出现平面位置和垂直度偏差过大

在钻孔过程中，若施工平台稳定性差，钻机安装就位稳定性差，导致钻机工作不稳，则可能造成钻孔位置与垂直度偏差较大。此外，若地层软硬不均匀或者其内部分布有阻碍钻头的障碍物（例如较大的孤石或其他硬物等），这些都会使桩孔平面位置和垂直度出现偏差。

主要防治方法包括以下几点：陆上场地夯实、整平，水上施工平台确保排架稳定，尽量避免钻孔施工过程中因外在因素引起的晃动；钻机应选用既能将障碍物击碎，又能抓出石块的冲抓型钻机；钻机安装要保证位置精确，钻杆位置偏差要控制在200mm以内；在不均匀地层进行钻孔作业时，要尽量选用钻杆刚度大的钻机进行缓慢作业；如遇钻孔偏斜可提起钻头进行复钻，若复钻纠偏无效，可在孔内填充粘土后重钻。

2.2.2孔壁坍陷

土质松散、泥浆浓度偏低护壁不好、有溶洞、护筒周围未用粘土紧密填封等都可能导致钻孔过程中排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，这些都是孔壁坍塌的表现。此外，钻孔作业过快、成孔后没有及时进行混凝土浇筑等也可能引起孔壁坍塌。

主要防治方法包括以下几点：使用优质泥浆；加大护筒埋深；钢筋笼在运输使用过程要避免变形，安装时要对准孔位，防止碰撞孔壁；用粘土密实填封护筒四周；成孔后及时进行混凝土浇筑，并尽量缩短混凝土的灌注时间。

2.2.3成孔后的孔径小于设计孔径

缩颈主要是由塑性土膨胀引起的，防治方法主要包括以下几点：采用优质的泥浆；采用上下反复扫孔的方式扩大出现缩孔现象的孔径。

2.2.4孔底沉渣厚度过大

清孔不干净或清孔后没有及时进行混凝土浇筑，都可能会产生泥浆沉积。此外，混凝土注入量未达到要求而使沉渣没有浮起，或者钢筋笼安装过程中碰撞孔壁使泥土坍落孔底，都可能造成孔底沉渣厚度过大。

主要防治方法包括以下几点：成孔后保持钻头慢速空转一段时间以进行清孔；采用优质泥浆；钢筋笼在吊、安装时要对准孔位，防止碰撞孔壁；钢筋笼就位后，检查沉渣量，若沉渣量未达标，则要进行二次清孔；混凝土的储备量要足够，进而利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣。

2.3水下混凝土灌注过程中容易出现的质量问题及防治方法

2.3.1断桩

导管埋深过小，出现拔脱提漏现象易形成夹层断桩，而导管埋深过大时会加长灌注时间，导致已灌混凝土流动性降低，从而可能引发断桩。另外，导管漏水、卡管、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。

主要防治方法包括以下几点：严格遵守操作规程，必须进行认真清孔；随时控制混凝土面标高和导管埋深，准确可靠提升导管；混凝土灌注过程要连续、快速，混凝土用量要充足；加强事先检查，预防在灌注过程中出现停电、停水以及卡管等现象。

2.3.2钢筋笼上浮

钢筋笼放置的初始位置过高或导管在混凝土中埋置深度过大，都可能被浇筑过程中混凝土产生的冲击力推动其上浮。

主要防治方法包括以下几点：加快混凝土灌注速度，或掺外加剂，防止混凝土顶面进入钢筋笼时流动性变小；混凝土灌注接近钢筋笼时,导管埋深应控制在2.0m左右；保证钢筋笼初始位置的准确；依据混凝土的浇筑过程，随时掌握浇筑的标高及导管埋深；如果出现钢筋笼上浮现象，应立即停止灌注并对导管埋深和已浇混凝土面的标高进行重新计算，再按计算结果进行灌注。

2.3.3混凝土流失

若孔底遭遇地下暗流、溶洞，混凝土灌注下去后会流失，则可能使灌注过程中使用的混凝土量远远超过计算所需方量，甚至无法成桩。

主要防治方法包括以下几点：成孔后，若发现孔中水位过低，可在投入较大石块后立即进行灌注，灌注用混凝土可适当加大水泥用量，以保证与投入石块能较好的混合在一起；为保证桩的质量，首次灌注的混凝土应比设计要求高一个强度等级。

3.钻孔灌注桩在港口工程中的应用前景

3.1在护岸工程中的应用

很多大型港口陆域均为填海形成，地质条件较差，此时如采用直立式沉箱结构方案，承载力较难达到要求，或者开挖方量和抛石基床均较大，既造成了宝贵土地资源的浪费，工程量和造价也难以令人接受，在这种情况下，如设计钻孔灌注桩作为基础，可在保证工程安全的前提下有效降低工程成本。

3.2在高桩码头接岸结构中的应用

许多港口工程处于河口三角洲地带，地层为海陆交互沉积，形成一套淤泥质土、粘性土和中粗砂、粗砾砂、粉细砂相交互的地层结构，这种地层结构的岸坡稳定条件相对较差，在结构设计中常为斜坡式接岸结构，但斜坡式接岸结构的断面工程量及占地均较大，且抛填前还需进行地基处理和大量开挖，施工复杂，工期长，后期使用沉降亦较大。

此时如采用灌注桩方案，用钻孔灌注桩加拱形水泥土搅拌桩组合形成拱形水泥土支护结构，支护结构形成后，再开挖并抛填块石，形成接岸结构，可以大大减少开挖和抛填工程量。

3.3在墩式码头基础中的应用

墩式码头基础一般采用椭圆型或者圆形沉箱，这种结构虽然能有效地减轻水流波浪作用力，但对码头基础地基要求较高，从而增加了工程造价，又可能在工程结束后引起一定沉降，对港口使用不利，而大直径灌注桩作基础加墩台，则可以较好地解决上述问题。

3.4在栈桥中的应用

随着港口大型化、深水化的发展趋势，港口的离岸距离也越来越远，接岸主要是采用栈桥形式。因此，与桥梁工程类似，钻孔灌注桩也将有较大的应用前景。

4.结束语

随着社会经济发展的需要以及灌注桩理论及施工工艺的不断发展完善，灌注桩的承载能力和结构安全性也越来越高，它既可以保证工程质量，又能节省工程造价、减少工程量，这必将会使其在港口工程中拥有很好的应用前景。

参考文献：

[1]李秉银.港口工程中钻孔灌注桩漫谈[J].建筑知识：学术刊,2013（B4）

[2]陈晓明.港口工程水上钻孔灌注桩全过程质量控制[J].中国新技术新产品,2010（18）

[3]高义慧.浅谈港口工程钻孔灌注桩施工质量控制[J].中国科技财富.2011（10）

[4]张卫华，苏鑫.港口工程中钻孔灌注桩常见的质量问题及控制[J].江西建材.2012（3）