港口码头钻孔灌注桩施工技术分析

刘建东

（中交四航局第二工程有限公司，广东惠州 516000）

1 引言

随着我国社会经济发展速度的不断提高以及各种高科技技术的不断涌现，港口工程的施工技术也得到了长足的进步，在施工中，采用了各种先进的施工方法，同时对港口工程的施工质量提出了更高的要求。现阶段，我国在进行港口施工时，广泛应用的是预制桩技术和钢管桩技术，对钻孔灌注桩技术没有引起足够的关注。本文将围绕港口码头钻孔灌注桩技术进行探讨。

2 钻孔灌注桩技术的特点

钻孔灌注桩技术的工作流程是使用各种类型的钻孔方法，钻出具有一定形状的井孔，在这些井孔满足实际施工要求后，把钢筋骨架放入已钻好的井孔中，然后在这些井孔中注入混凝土，静置一段时间后，形成具有一定强度和承载力的桩。

钻孔灌注桩技术具有诸多优点，例如，成本较低、施工过程便捷以及适应性强等，该技术凭借这些优点已被广泛应用到了许多工程项目中，但受诸多因素的影响，这项技术还没有被广泛应用到港口工程。这主要是因为港口施工环境非常特殊，施工难度较大，同时需要较高的施工技术。此外，港口工程一般具有非常大的承载荷载，要在有限的时间内完成相关施工工作，需要面对和处理诸多困难。现阶段，我国的港口工程在施工时，往往选用预制柱或钢管柱等桩基形式。与钢管桩和预制桩相比，钻孔灌注桩技术拥有更多优势，这种优势体现在成本、桩基承载力等方面，如果在港口工程中广泛应用该项技术，有利于促进我国港口工程的发展。钻孔灌注桩技术应用于港口工程，包括较小的栈桥式码头、内河中的小码头以及沿海附近的大型码头等。

一般情况下，由于港口和码头附近的路面邻近水域，造成这些区域的地质条件不太理想，并且极大地削弱了它们的承载力。为了使地面上的港口工程质量满足要求，需要应用钻孔灌注桩技术。除此之外，重力式沉箱码头的后轨道梁所承受的荷载主要为垂直方向，在这种情况下，如果采用混凝土预制桩或钢管桩等形式，施工成本较为高昂，并且会严重受到现场各种因素的制约，进而影响施工进度与工程质量，而钻孔灌注桩技术在高桩码头中拥有较大的应用优势。

3 钻孔灌注桩技术在港口工程应用中需要注意的问题

3.1 钻孔发生倾斜

港口工程施工时，现场的施工环境往往不太理想，由于是在室外施工，在施工时，往往会受到外部环境的严重干扰。在港口工程中采用钻孔灌注桩技术，安装钻机时可能会受到各种外部条件的限制，这种限制严重影响了钻机的正常运行，降低了钻孔的稳定性，造成钻机在钻孔时产生一定的误差，与设计方案不匹配，不能满足后续施工的需要。同时，港口的地理位置大多处于水陆交界地带，地层的软硬度存在较大的差异，并且存在于这些土层中的一些障碍物同样会严重干扰到钻机的正常运作，使钻头不能按照既定的方向工作，在这种情况下，钻孔易发生倾斜的情况。

为了尽可能避免钻孔发生倾斜，需要格外重视钻机的安装工作，如果钻机的安装环境比较恶劣，要采取多种措施对钻机进行加固。同时，在安装钻机之前，做好充分的勘测钻机定位与尺寸测量工作，让钻机精准安装到预定位置，尽可能减少安装钻机时产生的偏差。安装钻机时，对施工场地做好平整与加固工作，以此进一步提升钻机工作时的稳定性，最大限度地消除由外部因素对钻机工作产生的影响。

3.2 钻孔发生塌陷

由于港口位于水路交界地带，土质较为松散，这种松散的地面给钻孔工作带来了极大的不便。如果在钻孔时，没有对这些松散的土层采取任何措施，钻孔时容易发生塌陷，同时发生泥浆泄漏等问题。除此之外，很多施工企业为了缩短施工时间，在施工时片面追求施工效率，没有精准地把控钻孔速度，这就造成了钻孔速度过快，或者钻孔完成以后未能及时浇筑混凝土，使钻孔发生塌陷。

为了最大限度地减少钻孔塌陷，在进行正式钻孔之前，要做好相应的前期准备，在钻孔前，做好护筒密封、泥浆护壁工作，同时，在钻孔的过程中，尽可能使用质量较好的泥浆，管理好钢筋笼的运输工作，在运输时避免由于外力而使钢筋发生变形，在安装时要严格按照施工要求进行，这样才能减少由于碰撞而导致钢筋发生变形的情况。

除了严格把控钻孔的速度外，在钻孔时还需要使用黏土做好护筒的密封工作，提高护筒的密封性，在钻孔完成以后，及时浇筑混凝土，控制好浇筑混凝土的时间。

3.3 混凝土浇筑质量问题

在水下进行混凝土灌注中，如果出现间断的情况，在漏斗中的混凝土在水中下落之后，要对导管进行适当牵动，同时密切观察孔口的返浆情况，只有孔口不再发生返浆，才可以继续在漏斗中加入混凝土。对导管进行牵动能够合理引导混凝土下落，让混凝土落在指定区域内，如果不进行这项工作，导管中的混凝土会存留较长时间，随着时间的推移，这些混凝土的流动性会越来越差，还会增加混凝土与导管内壁之间的摩擦阻力，导致混凝土下落缓慢。在这种情况下，骨料会受到较大的阻力并滞留在导管中，进一步加强混凝土与导管内壁之间的摩擦，让混凝土的下落非常困难，进而产生断桩的情况，严重阻碍施工进度。同时，一般情况下粗骨料之间会存在较大的空隙，这些空隙在后续混凝土的作用下会形成一种高压气囊，进而产生强大的压力作用于密封胶垫上，造成密封胶垫脱落，最终产生漏水的现象。

4 水下钻孔灌注桩技术在港口工程应用中的要点

4.1 在钻孔之前做好相关准备工作

任何工程施工都需要做好前期的准备工作。在正式钻孔之前，需要准确进行放样并提前埋设护筒。准确放样是护筒埋设工作的前提，如果放样不准确，护筒埋设工作将不能顺利进行。在水下进行钻孔时，埋设护筒时可以使用锤击打入的方式，这种方式更加便捷和稳妥。需注意的是，在护筒上口要对桩中心进行明显的标记，护筒打桩工作根据这些标记进行。在钻孔工作的整个过程中，一定要时刻关注钻孔机的水平度与垂直度提高钻孔的精确度为后续工作的时行提供保障。

4.2 埋设护筒

护筒的质量会对港口工程的质量产生重大影响，因此，港口工程对护筒的施工质量要求非常严格，要求护筒坚实耐用，不允许发生渗漏等现象，护筒材料通常选择钢材，护筒尺寸要根据实际施工情况合理选择，其直径一定要比钻孔直径大，具体数值视实际情况而定。例如，如果使用的钻机是潜水钻，护筒的直径要比钻孔的直径大40 cm；如果采用的是旋转钻，护筒的直径要比钻孔的直径大20 cm。在埋设护筒时，要保证坑地以及坑地周围具有合适的含水量，同时，在埋设护筒时要在合适的位置进行开孔工作，对护筒进行开孔能够减少地下水对护筒的压力，减少护筒因地下水的压力而造成的变形。钻头在上升或下落时，尽可能避免与护筒发生碰撞，如果两者发生碰撞，可能会对它们产生破坏，不利于后续工作的开展。钻孔时，如果发现护筒内有水向外冒出，应立刻停止钻孔工作，加固护筒周围的黏土。

4.3 钻进成孔

钻机工作时会通过自身的旋转对土层进行切削，在钻进过程中，要合理利用钻头的特点，在钻头提升时将一些泥渣排出。需要注意的是，在钻孔的整个工作过程中，要对泥浆浓度以及孔内部的水位进行合理控制，利用这种方式能够有效保护钻孔内壁，减少坍孔事件的发生。同时，在实际施工时，要根据不同地区的土质情况合理控制泥浆的浓度及钻进速度，尽可能减少在钻孔工作中发生钻孔偏斜、钻孔负荷超载以及卡钻的情况。在整个钻孔工作期间，不能出现间断，没有特殊情况，中途不得停止钻孔工作。在钻孔工作完成后，需要对深度、倾斜度、桩位以及桩径等各个要素进行仔细的检查[1，2]。

4.4 清孔

清孔工作在整个施工中具有非常重要的作用。钻孔的位置、直径以及深度都会对桩身曲直产生直接的影响，如果不能及时对孔底进行清理，会造成泥浆在孔底发生沉积，有时甚至会导致钻孔塌陷的严重事故。进行钻孔工作时，钻头达到既定深度之后，需要对其进行一定程度的提升，提升钻头之后要紧接着对钻井进行清理工作。清孔时，采用的机械设备一般为抽渣筒、正循环旋转钻机等，如果在清孔时遇到较大的石块，应当对这些石块进行搅碎，然后再进行清孔[3]。清孔工作本身并不是独立的，需要与其他工程工序配合，只有合理配合，才能加快施工进度。

4.5 混凝土的灌注

在对钻孔灌注混凝土时，一定要连续工作，不间断作业。灌注混凝土时，合理地计算与控制首批灌注的混凝土量，把存在于导管内的水压出，并且充分考虑导管初次埋入的长度。在对混凝土进行灌注时，必须精准测量护筒顶面与混凝土面之间的距离，还要计算导管埋入深度。在一般情况下，导管的埋设深度为2～6 m。在提升导管的工作中，需要仔细认真，尽可能避免对导管进行猛拉，使导管与混凝土表面强行分离。混凝土在浇筑到桩顶时，应当超过桩顶1 m 左右，这样才能保证桩头的质量。在完成这些灌注工作后，采用合理的方法拔出钢护筒。

当混凝土全部注入以后，要等待一段时间才能进行基坑开挖工作，然后将桩头凿出，对外漏的声测管进行检测，在检测合格后，才能开展后续的工作。混凝土受温度的影响较大，如果施工环境的温度在0 ℃以下，需要对浇筑的混凝土采取保温措施，保证这些混凝土在浇筑时的温度不低于5 ℃。如果施工环境超过30 ℃，同样需要对混凝土进行温度控制，避免混凝土的温度过高。如果施工地区的地质情况较为恶劣，或者钻孔内的泥浆密度过大、桩径较大等，要根据实际情况适当提高灌注高度。对于超灌部分，在后续的施工过程中进行凿除，凿除时，要保证桩头密实，并且不能存在松散层。

5 结语

钻孔灌注桩技术拥有施工便捷、施工周期短、适应性较强以及成本较低等诸多优势。因此，要加大钻孔灌注桩技术在港口施工中的应用，提高其应用效果，扩大其应用范围。