黎远征

摘要：在港口的工程建设当中，水下钻孔灌注桩是我们常会见到的技术工艺之一。这种施工方法的适应能力比较强，而且成本投入不高、工期短，还具备较强的抗震能力，发生沉降的可能性也低，因此被广泛运用于港口建设当中。本文主要分析探讨了钻孔灌注桩的施工工艺以及施工时的注意事项，希望能为广大港口建设者带来一定的参考。

关键词：港口工程 水下钻孔灌注桩 施工

1.前言

随着我国经济建设步伐的加快，我国的港口建设也得到了很大的发展空间，而在港口工程的建设当中，因为其施工环境比较复杂，成本也高，因此更需要我们采取实用而且科学的建设方法来提高工程的质量。水下钻孔灌注桩就因为其施工简便、承载能力强等优势而被大量应用于港口建设中。为确保整个工程的质量，在灌注桩的钻孔、清孔以及混凝土灌注三大施工步骤中我们都需要注意保证其施工质量。

2.钻孔施工分析

2.1 正循环钻孔施工

正循环施工方式指的是，在钻机转动的时候会带动钻头以及钻杆一起运作，继而使其能够破碎岩土，钻孔时我们可以通过泥浆来达到保护孔壁的同时将孔里面的一些残渣带走的目的，而整个泥浆运动的循环过程，其构成包括钻杆、钻孔、泥浆池以及泥浆泵，这个过程就是正循环施工方式。如图1所示，当泥浆流经泥浆泵然后到达钻杆里之后会经过钻头而喷出来，继而使得碎渣会跟着钻杆与孔之间的缝隙而流出孔外，再流到设定好的泥浆池里边，泥浆沉淀之后还能继续用于下一次的施工。

2.2 反循环钻孔施工

反循环回转施工方式指的是，在桩顶的地方装置一个护筒，注意护筒的直径必须较之桩径还要高出15%左右，同时护筒里的水位也要比自然地下水位高于2米，以此保证孔壁里的每一个地方都能够有超过0.02MPa之上的静水压力，这样才不会使孔壁出现坍塌的情况。所以在钻挖的时候不需要使用套管，在钻机进行施工作业的时候，其旋转盘会将钻杆头部的钻头自然带动起来钻挖内土。

3.清孔施工

3.1 清孔的作用

做清孔工作主要有以下几大作用：首先，它可以让孔里面的泥浆不停的进行替换，以此来减少泥浆的相对密度以及粘度等等相关指标，同时孔底里沉淀下来的渣土数量就能够大大降低，以防桩孔因为泥浆的沉淀而出现倒塌和下陷。其次，当今科学技术发展很快，工程施工的技术和工艺都有了很大的改进，让大直径的钻孔桩得到了大规模的应用，这样一来，彻底清理干净孔底余留下来的残渣能够更有效的通过桩底部存在的原来的土层来进行支撑，以加大直径较大桩自身的承受力。第三，在做混凝土的水下灌注作业以前，将孔内的残留的物质清除干净还可以让施工人员在测量和灌注的时候更精确更顺利，以此来确保混凝土的质量，从而最大程度的避免因为混凝土质量不过关而发生断桩等事故。

3.2 清孔的标准要求

清孔的时候必需要保证正确的施工顺序和施工方法，以确保其质量有所保证，一般我们要求清孔时必须达到以下三个标准：首先，清孔工作完成以后，其孔底里余留的沉渣的高度和端承桩之间的比例必需要小于50毫米，和摩擦桩之间的比例要小于300毫米。另外，端承摩擦桩与摩擦端承之间的比要小于100毫米。第二，当清孔作业完成之后，在灌注之前要确保灌注的混凝土要符合以下标准：孔底500毫米以内全部泥浆的比重都需要小于1.25，其含砂率则应小于8%，粘度要确保小于28s。最后，在孔口做完检查之后就应该立刻对其进行清孔作业，若是间隔时间越长，则沉淀下来的泥浆和钻渣等物质就会越多，这样一来就会让清孔作业变得比较困难，甚至会因此而出现坍塌的情况。当清孔工作完成以后还须尽快做好混凝土的灌注工作，以此确保混凝土的质量。

3.3 清孔新工艺

应用空压机式吹砂管的反循环来进行清孔作业的工作原理是：通过利用软风管将空气吹到管底里面，借此让泥浆化成密度比较低的泥浆空气混合物，然后在水压力的作用之下顺着吹砂管而流出来，在这个过程当中，泥浆的流动速度非常快，它会带动桩孔内的沉渣一起流到孔外。而已经沉积下来的泥浆会出现循环流动，再次流入桩孔内，这样一来就能够确保孔里面的水位保持不变，直到将沉渣清理干净并满足相关规定和施工设计标准的要求才能停止作业。这种方式也被称之为气举法，因为它是利用气体进行上举的作用来达到清理桩孔沉渣的目的。

该方法在清孔方面的优势主要是清孔花费的时间比较短，能够实现高效率的清孔作业，在桩孔比较深的情况下作业一样能够达到比较高的工作效率。而且因为花费的时间比较短，因而它还能够大大减少塌孔以及直径被缩小的情况发生。

相对的，这种清孔方法也有其缺陷：首先，它所需要使用到的机器设备比较多，作业的工序也比较繁杂，正是因为这一原因而导致在作业过程中经常出现施工差错，致使一些不必要的问题和麻烦出现。第二，要是吹砂管连接头用法兰连接的话则很容易出现接管和拆管的时间都比较长的情况，但如果连接时用的是管卡，却又很容易出现掉管的情况，一旦出现掉管就会很容易发生事故而带来严重的后果。最后，因为吹砂管的直径比较小，因此在孔底残留下来的粗渣清理方面，该方法并没有突出的长处。

4.水下混凝土的灌注

水下钻孔灌注桩的施工作业当中，其最重要的一个施工步骤之一便是混凝土的灌注。其施工质量对于整个桩基以及工程的质量有着直接的影响。所以，施工作业人员更需要规范施工方法，并应用科学有效的混凝土灌注工艺进行作业。

（1）第一批混凝土的灌注

在灌注的时候，需要遵循以下原则，孔径如果比较大，则第一次灌注进去的混凝土数量则愈多，但因为混凝土需要的量比较多，因而所需要搅拌的时间会更长，因而混凝土发生离析的可能性更大。因为第一批混凝土在下落的时候，其和易性会降低，所受的阻力加强，因此导管内部充满混凝土、漏斗里面残存混凝土的情况时有发生，这个时候的解决办法就是提高机器设施的起重能力，使得混凝土能够在短时间内加到漏斗里，接着轻轻动—下导管即可。

（2）混凝土灌注的后期工作

在灌注的时候，如果出现混凝土下落不顺利，出现一段时间内的停留则说明其流动性不佳，继而致使阻力加强，泥浆的流动性也会随之变差，最终致使骨料都附在了导管壁上，摩擦力也会随之加强而导致了混凝土不能下落，让桩出现断裂的清孔。与此同时，骨料里的缝隙并不少，要是在这种情况下接着注入混凝土，那么就会出现高压气囊，把管节之间那些有密封作用的胶垫给挤破，最终出现管节漏水，混凝土呈蜂窝状，则灌注桩的质量就会受到严重影响。

（3）灌注混凝土需要注意的问题

在水下进行混凝土的灌注工作一定要快，以防速度慢而让泥浆出现大量的沉积致使塌孔。一般来说，每一根灌注桩在灌注混凝土的时间都应保持在8小时之内。为确保上面一层混凝土的流动性保持不变，施工人员还要注意提升导管的时候不能超出10米。

本工程为高桩梁板式结构，码头平台长30On，宽3m，共设34个排架，间距9m；引桥长63.4m，宽15m，设6个排架，间距10m。码头桩基共有嵌岩灌注桩328根。其中码头平台Φ1200mm的桩284根，Φ1600mm的桩20根；引桥Φ10OOmm的桩12根，Φ120Omm的桩12根。最大桩长59.41m，最小桩长5.21m。桩嵌入中风化岩深度分3.5m、4m和4.5m三种。

5.结语

在港口工程的建设当中，钻孔灌注桩是最常用到的施工技术，而这一施工技术多为水下作业，所以不仅作业的过程很难进行质量监督，在灌注完成之后也不会开挖来验收其质量。所以，在整个施工过程当中，施工人员更需要注意按照相关标准和工程的施工方案要求来进行作业，确保每一道工序都符合质量标准，以此保证工程的质量。endprint