浅谈当前港口工程中水下钻孔灌注桩施工技术

李思强

【摘 要】近年来，在各类建筑工程中，钻孔灌注桩施工方法运用的尤为广泛。此施工方法可以适应复杂多样的地质条件，施工噪声小、成本低、安全、设备简单、抗震性能比较好。本文主要对港口工程的水下钻孔灌注桩施工过程中常见的质量问题和预防方法进行了分析。

【关键词】港口工程；水下钻孔；灌注桩；施工

引言

钻孔灌注桩施工相对于一般的施工工艺来说是一种比较先进的技术，因此在对其进行使用过程中，必须要严格要求使用工序。每一道施工都必须严格按照程序来执行，任何一个错误都可能带来不可挽回的损失。本文希望通过对钻孔灌注桩施工方法的研究，能够给予现实工程建设一定的帮助，从而保证工程质量的安全性，避免事故的发生。从根本上提高工作效率，促进社会和经济的发展。

一、港口工程水下钻孔灌注桩施工技术

1、钻孔施工过程

1.1正循环钻孔施工方法

钻机转动起来带动钻杆和钻头同时运转进而达到破石削土的目的，在钻孔的时候利用泥浆来保护孔壁并且带走孔内的一部分残渣，钻杆、泥浆泵、钻孔、泥浆池这几个设施构成了泥浆运动的整个循环过程，这整个过程叫做正循环施工方法。如图1所示：泥浆经过泥浆泵到达钻杆内部后经钻头喷出，这样就可以使碎渣沿着孔和钻杆之间的空隙溢出孔口，从而到达预先设置好的泥浆池内，经过沉淀以后下次继续使用，这样周而复始的运行就可以将整个孔内的碎渣排除。

1.2反循环钻孔施工方法

进行反循环钻孔施工时，回转钻进的方法是把护筒设在桩的顶端，护筒的直径应大于桩直径约15%，护筒中的水面应比自然水位高超过2m，才能保证孔壁的每一部分的静水压力都大于0.02MPa，这样就可以保证孔壁不会倒塌，从而取消套管，钻机一开始工作，旋转盘就使钻头在不断的钻挖，随着钻机的不断推进，泥浆就从孔壁与钻杆的空隙之间进入低端，然后经过循环到达地面，这样就可以带走孔内存在的一些渣土，此外，冲洗液再次流入孔中，如此反复的进行上述过程，这种方法就称为反循环钻进法。

2、清孔过程的质量监测

2.1清孔目的

清孔可以使孔内的泥浆不断更换，这样就可以有效的降低泥浆的粘度、相对密度等指标，那么孔底沉降的渣土就会不断减少，那么就会避免桩孔由于泥浆的沉淀的原因而塌陷。尤其是伴着施工工艺的不断进步，大直径钻孔桩已被广泛运用，施工时，孔底残渣的完全清除可以在很大程度上利用桩底部的原有土层进行支撑，增加直径较大桩的承受能力。进行混凝土水下灌注之前，应将孔清理干净，能够准确的测量、灌注，并且混凝土质量得到保障，不会出现大的质量问题。

2.2清孔的新型技术

使用空压机式吹砂管的反循环进行清孔原理为：使用软风管把空气吹入管底，将相对密度较小的此混合物从吹砂管排出，让泥浆快速流动与桩孔沉渣的排出同时进行，此外，已沉淀的泥浆再次流回，维持管孔中的原水位，直至清理沉渣的程度满足设计规范和施工要求。这种方法也是使用气体进行上举从而清孔法的一种，也叫气举法。优势：清孔耗时较少，可迅速高效地清孔，即使桩孔较深亦可以保持较高的清孔效率。因为时间较少，使用高速能降低塌孔和直径缩小的概率。劣势：清孔机械较多，施工步骤繁杂，常常由于工序过多而产生错误，从而引起不必要的麻烦。同时，吹砂管连接头的连接方法如果使用法兰进行衔接，就可能造成接、拆管过程的时间过长，使用管卡进行连接则很可能引起掉管从而产生事故。空压机吹砂管的反循环清孔法的主要劣势是吹砂管的直径不大，清除孔底残留粗渣的效率与使用其他方法清除明显没有优势。

二、钻孔灌注桩施工常见的质量问题

1、缩颈

在具体施工过程中容易出现实际的孔径小于图纸上设计孔径的情况，也称缩颈。一般来说，缩颈是由于塑性土膨胀造成的。塑性土有受水浸湿后膨胀，失水后收缩的特性，故在其上的建筑物随季节变化而反复产生不均匀的升降，可高达10cm，使建筑物受到破坏。这种破坏，使建筑物产生大量竖向裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪上胀隆起，出现纵向长条和网格状裂缝，使建筑物开裂和损坏。一般成群出现，尤以对低层平房带来极大的危害，往往不易修复。由此可见，缩颈可以对工程的质量产生重要的影响。

2、桩底沉渣过多

桩底沉渣量过多会严重影响工程的质量，会影响建筑的使用，威胁正常的安全生产。有很多因素可以造成樁底沉渣过多。例如在工程施工过程中，如果清孔不干净或者没有进行二次清孔这个流程。同时，钢筋笼吊起过程中就会增加桩底的沉渣。因为钢筋笼的重量很大，不易控制。一旦吊起的钢筋笼不能对准孔位，在吊起的过程中不断的碰撞孔壁就会致使孔壁上的泥土脱落到桩底。注水后，慢慢形成沉渣。值得注意的是，清孔后桩底沉渣也可以增加。如果从清孔后到灌注的时间过长，也会导致孔内的泥浆沉积，逐渐变成沉渣。

3、卡管

在钻孔灌注桩施工过程中常常会出现导管堵塞的现象，也称其为卡管。造成这种问题的原因有许多，例如导管的法兰盘渗水，导致导管内的混凝土中间被水层隔开，混凝土在导管内不能自由流动，最终导致导管堵塞。导管出现裂缝也会导致卡管现象的发生，有的导管管壁太薄，在施工过程中又不断的发生摩擦，造成管壁出现裂缝。由于孔内的水压较大，导管中的水可以把管内的混凝土稀释，从而混凝土就缺少了灵活地流动性，在管内的混凝土与管壁的摩擦力就增加了，进而就出现了卡管。

三、预防措施

1、预防缩颈的方法

在工程施工过程中，选好材料很重要。一定要使用优质泥浆，这样可以大大地降低失水量。在钻孔完成时需要增加泵的力度，使钻孔速度增加，这样在成孔的这段时间内孔壁上会形成一层泥皮。既可以阻止孔壁渗水，又能够避免膨胀。但是孔壁上形成泥皮又会影响桩身与土体的结合效果，孔内的泥浆也会对泥浆中的流动水产生压力从而导致自由水向桩下的土体中流动，土体会慢慢软化从而降低强度和摩擦力，会影响桩的承载能力。所以在施工时，如果出现缩颈，需要反复上下扫孔来扩大孔径增加桩的承受能力。

2、防止卡管的方法

一定要避免导管壁上出现裂缝。通常是因为导管壁用料太薄才会导致导管壁出现裂缝，当然这也与导管的使用年限太长而受到磨损而形成。这就要求在导管制作使用的材料上要严格控制，要使用大于3cm的钢板，保证厚度才可以保证导管壁的耐磨度。如果使用旧导管时要注意进行检查，若不符合厚度要求应该马上更换新的导管。在导管的制作上应该注意焊缝处必须要结实，不能漏水，成品需要经过检验，如果不合格需要补焊更换新的材料。最后在混凝土的使用上也应该尤为注意，要科学配置混凝土，根据具体材料按比例配置。另外，混凝土的灌注应该是一个连续的过程，不要有间断，否则容易导致混凝土离析。

3、防止桩底沉渣过多的方法

钻孔完成后应该注意清孔，应该间隔30min循环清孔，同时要采用优质泥浆。在泥浆的调配上要注意泥浆的比重和粘合度，不可以使用清水与泥浆置换。在钢筋笼的吊放过程中要保证钢筋笼的稳定性，使钢筋笼中心与桩的中心尽量保持在同一条直线上，避免碰撞孔壁而致使泥土脱落而增加沉渣。在钢筋笼使用过程完成后应该检查桩底的泥沙沉淀量，如果超过对沉渣的规定那就应该再次进行清孔，以便最终达到沉渣量符合规定的要求。

结束语

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，在施工的各个阶段都必须认认真真做好每一道程序。

参考文献 ：

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