水运工程灌注桩设计施工难点解析

水运工程灌注桩设计施工难点解析

武立清

中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：在这一新的历史时期，我国无论是在科技发展上还是在社会经济进步上都取得了长足的进步。其中，水运设施建设成果突出，发展迅速。在这个过程中，在技术设计和施工管理两方面都取得了重大突破和进展。基于此，本文首先阐述了水运工程灌注桩概念，随后分析了其施工难点，最后从四个方面分析了解决策略，以此来供相关人士交流参考。

关键词：水运工程；灌注桩设计；施工难点

随着中国经济的快速发展，我国水运工程发展速度非常快，逐步向大开发方向发展。随着我国港口码头承载能力的提高，对地基荷载的要求也越来越高。因此，水运工程灌注桩设计越来越重要，灌注桩是水运桩基施工中应用最广泛的一种。这种施工技术可以应用于任何形状，可根据施工要求任意改变柱径和分段支座形状。同时，可根据具体要求形成人工石柱、钻杆和实心或电缆柱。但中国的地质条件比较复杂。在受外界自然条件影响的复杂条件下修建水运设施，使得现场打桩的设计和施工困难重重。

一、水运工程灌注桩概述

根据钻孔形式的不同，钻孔灌注桩可分为许多类型，其中使用最多的是钻孔灌注桩）。根据护壁形式，抛入场地的空心杆可分为抛入场地的空心杆和抛入剩余护壁场地的桩，这两种形式通常用于各种类型的项目。泥浆护壁施工方法能保证钻具的润滑，并在孔壁上形成泥皮，防止塌孔。近年来，在包括水运项目在内的中国建设项目中发挥了重要作用。与其他类型的电杆基础相比，嵌岩多孔灌注桩具有以下优点，一是嵌岩部分充分利用了岩石承载的基本性能，具有较高的侧向强度和纵向强度。二是岩石基底的压缩性很小，单桩沉降较小，三是嵌岩桩基础施工的抗震效果较弱，抗震性能良好。然而，有岩石附着的空心桩组要求每根桩都合格，不允许疏忽，这要求施工技术人员检查质量控制的每个关键点。在有岩石侵蚀的地区，灌注桩也有一些缺点，首先，施工周期长，施工成本大，费时费力，施工成本也将增加^[1]。

二、水运工程灌注桩设计施工难点

（一）抛石区现场灌注桩的设计和施工

灌注桩需要浇筑到相对较软的地基中，因此设计和施工更加困难。一般很多地基承载力很差，钻机不易使用。另一个困难是软基经常严重坍塌。因此，无法完全保证桩孔的形状，甚至可能是钻机振动导致桩孔位移^[2]。

（二）石质墩柱中灌注桩的设计与施工

以大连某码头的设计为例，对中外船舶进行了船用机械制造。码头后面建了一个平台，可以容纳1万吨的船舶，在水面上施工的顺序是：先安装沉箱，然后在完成这两个作业后，将墙填平，形成地面施工条件，然后进行现场桩堆焊作业。不过，由于棱柱与石地基连接，海水与水连接，灌注桩对墙体的溶质渗透性特别强，无法正常形成孔，对工程的进行造成相当大的不便和困难。等离子体保护器有其自身的原理，用粘土种植柱生产溶液，以减少其坍缩，保证孔形的形成。为了减轻沉箱后面的压力，设计人员和建筑工人通常会选择一块大石头，灌注桩的底座也是由石头组成的。沉箱后，固井不具备泥浆承载能力，泥浆由于一系列外部因素滞留在石块之间，无法保护内壁。因此没有孔底，所以不能形成孔^[3]。

（三）漏水

由于灌注桩在敷设过程中会出现柱体漏水的问题，而主要连接挡土桩注水的管道，主要是由于技术的不足，导致管道接头出现渗漏，导致排水管上升过快，导致了漏水隐患的产生。因此，典型的漏水问题是施工人员将管道绑得不够牢固，管道材料达不到施工标准，导致插入混凝土的管道松动，无法与外界连接，导致进水过程中出现漏水问题。

（四）灌注桩断裂

其主要原因是在施工过程中存在质量恶化的风险，固井桩的使用质量直接关系到施工质量，因此基本上在施工技术的应用中，相应的施工技术不符合施工标准，如管道入土深度达不到标准，打桩时不使混凝土在钻孔过程中正常化，会导致混凝土无法凝结。同时未能准确确定混凝土的铺设时间，浇筑时间过长导致混凝土浓度稀释，浇筑时间过短导致混凝土凝结停止，可能导致浇筑混合最终影响施工质量。

三、水运工程灌注桩设计施工难点解决策略

（一）改善施工方式

一是施工成本大幅增加，水上施工需要安装钢管，需要配备施工船等，二是进一步提高了肋板转接困难系数、密封困难，加上桩体保护的需要，往往留下许多隐患因素，三是如果打桩时，打桩在浅表层，就会导致打桩部分塌陷。四是灌注桩是在地基上，上面放着沉箱。基于上述灌注桩施工的四个缺点，在施工前应仔细选择水上施工方式，从可行性研究的角度进行必要的研究，然后决定是否可以利用该技术进行施工。

（二）优化项目建议书

在现场灌注桩施工中，施工过程中经常发生漏水现象，改进的余地很小。因此在进行施工前首先需要优化设计施工方案，并且可以通过预先进行计算机方案模拟或是现场小范围施工来确保施工方案科学有效。在进行施工项目方案优化设计时，还应当预先设置预留方案，防止在施工过程中出现突发情况而无法调整施工方案。优化方案主要考虑沉箱壁厚的加厚，然后将沉箱直接放置在厚壁上。这是最简单的操作解决方案，有一个前提是，该项目需要在施工前进行，以便扩大厚壁，由于沉箱厚壁的承载力也是确定的，所以不能无限扩张，因此，设计师应根据具体情况增加墙的厚度

^[4]。

（三）石灰混合污泥

施工时用挖掘机将石灰和污泥混合，只混合表面污泥和石灰。施工后，污泥形成硬壳，石灰添加剂应根据当地沉积物的不同而不同，钙的补充量也不同，通常不超过10%。石灰、污泥和水泥搅拌桩的搅拌原理不均匀。石灰的化学反应需要消耗水分，另一方面，水泥的渗碳会形成具有一定强度的固体。根据大连码头的施工经验，通常在夏季的4-5天内，粉土可以固结，承载力可以满足施工需要。钻探作业需要的承载力较小，软基处理用水可以从地表变为高硬度的砾石，以提高其承载能力，更好地满足钻机就位的条件。

（四）用振动充填钢管的方法

在一些水利工程中，淤泥的厚度往往较深。在这种情况下，可以使用振动钻充填钢管。安装保护管后，无需担心孔壁坍塌的影响。井壁沉降不易发生滑坡，而解决了容易使柱孔变形的老问题。一般采用钻机安装钢管的方法来施工淤泥厚度较低的场地。这样的做法应以以下步骤为基础，先在桩孔上放一个保护装置，然后在其上放一块钢板，然后用重锤一次又一次地敲击并安装钢板。这样的做法虽然简单，但却不能循环使用，为保护简而定下的深度为准。从经济角度来看，这种做法的一个缺点是，保护筒的代价特别高。

四、结束语

最后，施工单位应分析水运施工的特点，加强桩基施工的质量管理，根据施工现场条件检查施工过程的质量，明确安全和安全管理标准，做好施工技术和现场安全控制工作，制定科学合理的解决方案，提高施工技术水平，从根本上保证施工质量。这样才能够持续解决在水运工程建设中出现的各种施工难点，提高我国水运工程建设的质量与水平。

参考文献：

[1] 马良, 高天虹. 水运工程灌注桩设计施工的难点分析[J]. 2022(3).

[2] 王燕红. 某工程灌注桩设计及其试验结果分析处理[J]. 2022(3).

[3] 田溪源. 建筑施工中的钻孔灌注桩技术难点及对策分析[J]. 2022(23).

[4] 国伟. 建筑工程中桩基施工关键技术应用分析[J]. 工程机械与维修, 2022(1):2.