钻孔灌注桩技术在港口中的运用

孙泉水

摘要：港口工程的施工地形较为复杂，水上工作量大，部分现场还受自然环境的影响。港口建设不但质量要求高工期也短，传统的建筑技术以落后于现代的港口发展，钻孔灌注桩作为一种新型建材，省去了传统桩制作运输的过程，其应用为工程降低了人力耗资成本。其具有施工简单，承载压力大可现场加工等优点。但在实地运用中还存在着一些技术性问题，探讨改进这些问题对港口工程的发展有着重大意义。

关键词：钻孔灌注桩：港口工程；具体应用

一、钻孔灌注桩应用在港口工程中的重要性

经济快速发展促使对港口的应用越来越广泛，对其承载力要求也随之增大。桩基作为工程的基础建设以很多形式存在，其共有优点包括抗压力强、对施工地形要求不高、体积小等。钻孔灌注桩是按照制桩方法分类的一种桩型，成桩过程只需要原地钻孔，在孔中放入混凝土和钢筋，待其凝固。港口筑造过程中，一部分作业需要在海上开展，大型运输机械很难进行运作，应用钻孔灌注桩技术，可有效的节省时间且操作简单，更能缩短工期，对港口工程的发展起到了促进作用，还可扩大建设场地的选择目标，减小整个工程的财务支出。

二、钻孔灌注桩在港口工程中的应用现状

1、钻孔灌注桩的应用范围

钻空灌注桩在施工过程中不需要传统的捶打，大大的减小了振动，其筑造过程是钻空填充完成，可以应用在坑基工程 。噪音小、对周围土层不存在挤压，在人流量大建筑物密集的市区建筑工程中选择使用可以有效的减小噪声污染。目前在一些高端领域建设中也应用广泛。

2、钻孔灌注桩在港口中的应用范围

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。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。

三、应用过程中存在的主要质量问题及防治方法

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）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）水下混凝土浇筑；（8）桩头破除；（9）检验。

2、钻孔过程中容易出现的质量问题及防治方法

钻孔过程中会产生大量的泥土垃圾，对工地现场要求严格。钢筋笼放入后触碰到周围的孔壁，壁面上的泥浆掉落崩塌，砸落到钢筋笼上使钢筋产生变形，导管很难继续输送，造成后续浇筑难进行。在钻孔过程中，安装设备的平台若稳定性差，工作中产生的压力会致使设备偏差，成孔后便不是垂直的，由于土地各层次矿物质结构不同，钻头可能会遇到坚硬的障碍物。这严重影响了转孔尺寸的精准度。总结其防治办法主要有以下几种：钻孔前先对要摆放设备的原路面进行处理压实，确保设备摆放稳定，避免工作中受外力因素干扰引起震荡。对钻头的选用也要合理，选择可以击穿障碍物的为佳。钻机安装要保障位置精确，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。孔壁坍陷。土质松散、泥浆护壁不好、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。

3、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。

4、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。

5、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。

四、钻孔灌注桩在港口工程中的应用前景

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。

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。

小结：建筑业的大力发展促使了很多先进技术的产生，建筑稳固安全的港口对进出口贸易、交通运输都起着重要作用。港口工程耗資巨大，钻孔灌注桩的运用有效提高工作效率，节省了开支，它的诸多优点夸大了建筑选址的范围，解决了很多技术上的难题。在具体运用中根据地形地质的差异还要对施工规划作出调整，不断的完善桩基基础。

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）：360.

【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）：60.