袁泉 湖南省航務(wù)工程有限公司

結(jié)合現(xiàn)階段我國(guó)的建筑工程實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，鉆孔灌注樁施工工藝應(yīng)用程度非常高，但是在港口碼頭施工項(xiàng)目中，由于其會(huì)涉及到水環(huán)境作業(yè)內(nèi)容，所以鉆孔灌注樁施工技術(shù)在港口碼頭項(xiàng)目中的應(yīng)用程度并不是很高。究其原因，主要是因?yàn)榇a頭一般都是分布在水域附近，現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件不是很理想，且地基的承載力不滿足施工需求，所以假若將鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用在港口碼頭施工項(xiàng)目中時(shí)，必須要加大對(duì)鉆孔灌注樁施工工藝的各項(xiàng)施工工序的管理力度，以保證項(xiàng)目施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

1.工程概況

本文以長(zhǎng)沙港銅官港區(qū)二期工程作為研究案例，該項(xiàng)目需要建設(shè)2個(gè)通航泊位，泊位的規(guī)格設(shè)計(jì)為3000噸，泊位的服務(wù)能力設(shè)計(jì)為150萬(wàn)噸/年，同時(shí)項(xiàng)目?jī)?nèi)配備有堆放場(chǎng)地、貨物倉(cāng)庫(kù)、生活區(qū)域、新建道路等等。水環(huán)境下作業(yè)的工程涵蓋：混凝土工程、鋼筋工程、土石方工程、設(shè)備安裝工程、疏浚工程、地基工程等等。

2.施工方法比選

（1）方案1:鉆孔灌注樁深護(hù)筒施工方法。如若采用深護(hù)筒方式進(jìn)行護(hù)壁，則應(yīng)該對(duì)鉆孔多次進(jìn)行磨鉆，需要穿過(guò)障礙層。施工過(guò)程中，應(yīng)該保證深護(hù)筒的垂直度符合管理規(guī)范的基本要求，使用吊機(jī)配合振動(dòng)錘完成護(hù)筒的下沉作業(yè)，護(hù)筒的壁厚不得小于10mm，此外，護(hù)筒在承受激振力的過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)變形現(xiàn)象。這種施工方法可以良好的解決鉆孔與海水之間出現(xiàn)串孔現(xiàn)象，但是內(nèi)護(hù)筒在樁基施工完成以后，無(wú)法被拔出，會(huì)在一定程度上增大施工單位的施工成本。由此可以發(fā)現(xiàn)，雖然這種方法雖然具備技術(shù)可行性，但是其并不具備經(jīng)濟(jì)可行性要求。

（2）方案2:對(duì)方案1進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)施淺護(hù)筒施工方法。這種方法是對(duì)方案1進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而到達(dá)降低成本、縮短施工工期的效果。具體的施工方法為：使用1200的鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔處理，擴(kuò)孔的同時(shí)落放鋼護(hù)筒，護(hù)筒的壁厚確定為5mm；當(dāng)鋼護(hù)筒落放至障礙層以后，進(jìn)行磨鉆清障作業(yè)。將混合土體投放在孔內(nèi)，通過(guò)干鉆將其攪拌均勻，鉆機(jī)靜置10—12h，以保證混合土體能夠轉(zhuǎn)化為膠凝狀態(tài)。這種施工方法能夠保證護(hù)筒的底部與砂土之間形成良好的應(yīng)力緩沖區(qū)域，降低后期塌孔事故出現(xiàn)的可能性。當(dāng)鉆機(jī)靜置完成以后，換用970mm鉆頭進(jìn)行成孔作業(yè)，而后進(jìn)行其他各道施工工序。相對(duì)比而言，方案2的經(jīng)濟(jì)性明顯的強(qiáng)于方案1，具備較強(qiáng)的可行性。

3.鉆孔灌注樁施工技術(shù)

A、B、C軸的樁基頂部標(biāo)高設(shè)計(jì)為22.6m，一般情況下，流域的平均水位為27.31m，所以施工單位決定在枯水期進(jìn)行施工，預(yù)計(jì)在2020年1月15日之前完成作業(yè)平臺(tái)區(qū)域的樁基施工。由于E、F軸樁基標(biāo)高比較高，所以需要對(duì)地面進(jìn)行平整處理以后，才能夠進(jìn)行施工。施工流程見(jiàn)圖1。

圖1 鉆孔灌注樁施工流程圖

3.1 施工準(zhǔn)備工作

3.1.1 內(nèi)業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備

（1）正式施工之前，施工單位應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的水文條件、地質(zhì)條件有透徹的了解，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行圖紙會(huì)審，并作好詳細(xì)的圖紙會(huì)審記錄。

（2）施工人員應(yīng)該對(duì)施工區(qū)域的地下構(gòu)筑物進(jìn)行探測(cè)，例如，高壓線、通信管線、雨污水管道、天然氣管道等等，保證鉆孔作業(yè)過(guò)程中，不會(huì)對(duì)地下構(gòu)筑物造成損壞。

（3）施工班組應(yīng)該對(duì)施工機(jī)械、施工工藝有全面的了解。

（4）混凝土配合比：嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)拌制混凝土。

3.1.2 外業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備

（1）對(duì)已經(jīng)布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)及控制點(diǎn)的高程進(jìn)行復(fù)核；

（2）組織機(jī)械設(shè)備、原材料有序運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，所有原材料必須進(jìn)行質(zhì)量、性能檢查；

（3）場(chǎng)地平整、筑島：結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙要求以及施工實(shí)際情況，沿著邊坡開挖土方，開挖出來(lái)的土方用于回填圍堰，圍堰的頂部標(biāo)高設(shè)計(jì)為25m。作業(yè)平臺(tái)區(qū)域的場(chǎng)地需進(jìn)行平整處理，經(jīng)過(guò)平整以后的場(chǎng)地標(biāo)高控制在24.2m。

3.2 圍堰筑島施工

圍堰頂部的寬度設(shè)計(jì)為2m，圍堰的迎水面設(shè)計(jì)為1:1.5，圍堰的背水面設(shè)計(jì)為1:1，圍堰的頂部標(biāo)高設(shè)計(jì)為25.0m。在對(duì)圍堰進(jìn)行施工之前，施工人員應(yīng)該將區(qū)域內(nèi)的雜物、淤泥清理干凈，保證邊坡不會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，提高邊坡的穩(wěn)定性。施工過(guò)程中，使用專業(yè)化的測(cè)量設(shè)備放線出作業(yè)平臺(tái)的位置，使用自卸汽車將粘性土回填在淺水區(qū)域，并對(duì)回填土方進(jìn)行碾壓處理。圍堰的邊坡內(nèi)外側(cè)均需要設(shè)置土工布，將土工布作為隔水層，然后將袋裝卵石覆蓋在土工布外部，卵石覆蓋的厚度控制為80cm，具體的施工情況可以參照設(shè)計(jì)圖紙。當(dāng)圍堰施工完成以后，應(yīng)該及時(shí)將圍堰內(nèi)的積水抽干，向圍堰中回填土方并進(jìn)行碾壓處理。

3種消減措施處理糙米、莖葉和根Cd累積量均低于 CK處理，稻草離田處理（T1）相比還田處理（CK），早晚稻糙米 Cd累積量分別降低了41.3%和19.7%，早晚稻不同時(shí)期莖葉中Cd累積量20.2%和11.8%，而根的Cd累積量早稻晚稻時(shí)期分別降低21.9%和36.9%，這可能由于稻草還田后土壤中微生物分解時(shí)釋放出有機(jī)酸和水溶性有機(jī)碳，土壤溶解有機(jī)碳增加，活化了土壤中的Cd，增加了土壤中有效態(tài)Cd含量（單玉華等，2008；張晶等，2013；Bai et al.，2013），使得植株的組織器官對(duì)Cd的吸收量增加，這與封文利等（2018）研究得出移除稻草有利于降低 Cd在水稻中的累積結(jié)論一致。

3.3 場(chǎng)地平整

當(dāng)安裝鉆機(jī)之前，需要對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的雜物進(jìn)行清理，結(jié)合地下水的水位確定出作業(yè)平臺(tái)的高度，作業(yè)平臺(tái)的標(biāo)高至少高于地下水位2m，同時(shí)不得低于樁頂50cm。

3.4 開挖泥漿池

為了保證鉆孔作業(yè)不會(huì)對(duì)地下水造成污染，施工單位必須要對(duì)泥漿池與沉淀池作抹灰處理，將5個(gè)墩位作為一個(gè)單元。泥漿池與沉淀池應(yīng)該設(shè)置在施工區(qū)域的中間部位，泥漿池與沉淀池的容量設(shè)計(jì)為360m，具體的容量可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行合理的調(diào)整，但是不得小于樁孔體積的1.2倍。

3.5 樁位放樣

施工人員使用全站儀測(cè)量放線出樁孔的中心部位，結(jié)合樁孔中心位置測(cè)量放線出控制護(hù)樁的位置。利用控制護(hù)樁的位置來(lái)保證護(hù)筒埋設(shè)位置與鉆進(jìn)安裝部位的精準(zhǔn)性。

3.6 制備泥漿

使用泥漿護(hù)壁進(jìn)行成孔作業(yè)時(shí)，假若地下水位比較低，且土層屬于是粘性土?xí)r，可以在注漿孔內(nèi)注入清水，通過(guò)清水與粘性土充分融合形成漿液。其他地層則是使用事先準(zhǔn)備好的漿液進(jìn)行灌注。泥漿不但能夠發(fā)揮出護(hù)壁的作用，同時(shí)還能夠?qū)⒖變?nèi)的廢渣排放至孔外。

泥漿的性能指標(biāo)要求可以參照表1中所示信息。

表1 泥漿性能參考指標(biāo)表

3.7 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒選擇使用鋼板加工制作而成，鋼板的厚度控制在10—14mm之間，每節(jié)護(hù)筒的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為2m或是3m，護(hù)筒的直徑大于樁孔直徑10cm比較合適，應(yīng)該保證護(hù)筒的中心點(diǎn)與樁孔的中心點(diǎn)保持重合，二者之間的最大偏差不得超過(guò)5cm。此外，護(hù)筒還應(yīng)該高于地面30cm，以免地表水流入孔內(nèi)（見(jiàn)圖2）。

圖2 護(hù)筒埋設(shè)示意圖

鋼護(hù)筒的外側(cè)必須要涂刷環(huán)氧瀝青防腐油漆，底層涂刷的厚度為80um，中間層的涂刷厚度為120um，然后涂刷面漆，面漆的涂刷厚度為100um，鋼護(hù)筒涂刷油漆的總厚度不得小于300um。

護(hù)筒埋設(shè)完成，且周圍土方夯實(shí)密實(shí)以后，使用水準(zhǔn)儀對(duì)護(hù)筒的頂部高程進(jìn)行測(cè)量，并填寫完整的測(cè)量記錄。當(dāng)護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)完成以后，施工人員可以著手安裝鉆機(jī)。

3.8 成孔

（1）準(zhǔn)備工作。在鉆孔作業(yè)之前，施工單位的質(zhì)檢員應(yīng)該對(duì)鉆孔的位置進(jìn)行檢查，在檢查合格的情況下，報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收，在監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格的情況下，才能夠進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。當(dāng)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作均完成以后，將鉆機(jī)移動(dòng)至指定部位，保證鉆頭的中心點(diǎn)與護(hù)筒的中心點(diǎn)相互重合，將其作為零位置。

（2）鉆孔作業(yè)。施工人員啟動(dòng)鉆機(jī)，將鉆頭緩慢的下放至護(hù)筒的頂部，利用計(jì)算機(jī)復(fù)位功能將顯示儀設(shè)置為零，對(duì)鉆進(jìn)作業(yè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將鉆頭緩慢的下放至護(hù)筒中，按照正方向的順序進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。

鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)該保持低轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)的方式進(jìn)行作業(yè)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩承受的荷載不得低于鉆桿、鉆具總重量的20%，避免孔位出現(xiàn)偏差。鉆進(jìn)至粘性土層時(shí)，換用高檔位快鉆速的方式進(jìn)行鉆進(jìn)，每次鉆進(jìn)的深度控制在60cm以內(nèi)。當(dāng)鉆進(jìn)至砂層時(shí)，由于砂土的穩(wěn)定性比較差，土體在受到擾動(dòng)以后出現(xiàn)塌孔的可能性比較大，所以應(yīng)該降低鉆進(jìn)的速度，每次鉆進(jìn)40cm比較合適，鉆進(jìn)的過(guò)程中可以適當(dāng)?shù)募哟竽酀{灌注量，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

施工人員在提升鉆桿過(guò)程中，泥漿會(huì)對(duì)孔壁進(jìn)行沖刷，在特殊情況下，可能會(huì)在孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)，所以在這種情況下，應(yīng)該嚴(yán)格的控制鉆進(jìn)的速度與提桿的速度。通常情況下，鉆桿升降速度保持在0.5m/s以內(nèi)比較合適。

鉆進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，施工人員必須要嚴(yán)格的控制進(jìn)尺的速度，全程監(jiān)測(cè)孔內(nèi)的變化狀況，假若孔內(nèi)漿液面降低，則應(yīng)該立即作補(bǔ)漿處理。補(bǔ)漿通常都是使用泵送方式進(jìn)行，泥漿的高度不得低于地下水的水位，且不得低于護(hù)筒的底部，否則會(huì)有一定的可能性出現(xiàn)塌孔事故。

3.9 成孔檢測(cè)

使用測(cè)試?yán)K子、探孔器對(duì)成孔深度、樁孔的直徑、傾斜度、孔底的沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，施工單位的質(zhì)檢員組織監(jiān)理單位對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。在驗(yàn)收合格以后才能夠進(jìn)入下一道施工工序。

成孔深度檢測(cè)：為了提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，施工單位選擇使用鋼絲檢測(cè)繩，鋼絲檢測(cè)繩的重量為2kg，由孔底測(cè)量至護(hù)筒頂部，測(cè)量出成孔深度。

成孔直徑檢測(cè)：使用探孔器進(jìn)行檢測(cè)。探孔器使用螺紋鋼加工制造而成，螺紋鋼的規(guī)格為φ20mm。

3.10 清孔

（1）一次清孔。當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度以后，對(duì)成孔深度、樁孔的直徑、傾斜度、孔底的沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均檢查合格以后，開始對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行清理。清孔作業(yè)選擇使用換漿循環(huán)法，施工單位配備2臺(tái)旋流器進(jìn)行作業(yè)。清孔作業(yè)合格的標(biāo)準(zhǔn)為：孔內(nèi)不再排出2—3mm顆粒，泥漿的比重小于1：1，泥漿的含砂率不超過(guò)2%。

清孔作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)保證孔內(nèi)的水位不會(huì)降低，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

清孔作業(yè)完成后，嚴(yán)格的按照監(jiān)理單位的要求填寫完整的檢驗(yàn)報(bào)告，并組織監(jiān)理單位進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，簽字確認(rèn)。成孔質(zhì)量檢驗(yàn)合格以后，進(jìn)入下一道工序進(jìn)行施工。

（2）二次清孔。在澆筑水下混凝土之前，應(yīng)該對(duì)孔底的沉渣厚度進(jìn)行檢查，假若不符合設(shè)計(jì)要求，則需要進(jìn)行二次清孔作業(yè)。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要是對(duì)港口碼頭施工項(xiàng)目中使用的鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行研究分析，通過(guò)實(shí)踐研究以后得出，在對(duì)港口碼頭施工時(shí)，常常會(huì)遇到軟弱地基，使用鉆孔灌注樁工藝可以有效的提高地基的承載力，提高項(xiàng)目的施工質(zhì)量。