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1钻孔灌注桩施工技术概述
1.1钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是港口工程中应用比较广泛的一种施工技术，也被称为桩基应用技术。钻孔灌注桩一般都是作为承重平台，保证施工的顺利进行。相对于别的桩基施工技术，钻孔灌注桩技术建造出的桩基具有较强的抗震性能，并且在施工过程中不会产生较大的噪音。钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，对施工的安全性要求较高。根据护壁形成方式的不同，一般还分为全套管施工法和泥浆护壁施工法两种。由于钻孔灌注桩的优势比较多，因此其被广泛应用到铁路桥梁、公路、港口工程等工程项目中。
1.2钻孔灌注桩的优势
1.2.1稳定性好
港口工程施工过程中使用钻孔灌注桩施工技术，能够提升建筑物地基的稳定性。钻孔灌注桩施工过程中，会对土壤进行劈裂、渗透和压实处理，使土壤的夯实程度得到提升。由于建筑施工会遇到不同的地质条件，土壤存在一些差异。因此，应用钻孔灌注桩施工技术的过程中，需要保证其能够符合土壤的要求。
1.2.2成本较低
随着科学技术的不断发展，相对于传统的打桩技术，钻孔灌注桩具有较强的社会效益以及经济效益。钻孔灌注桩的适用范围比较广，能够应用到各种不同的地质条件中，并且可以根据实际情况作出相应的调整。通过钻孔灌注桩技术的应用，能够降低施工成本和施工周期，提升施工质量和效率，进而为港口工程带来更好的经济效益。
1.2.3安全性高
钻孔灌注桩技术应用到港口工程中，能够建立稳定的地基，主要是由于其能够与土壤紧密的连接在一起。灌注混凝土的过程中，混凝土具有一定的渗透作用，能够提升土壤和灌注桩的紧密性，进而不断提升港口工程的安全性。
2钻孔灌注桩施工前的准备工作
2.1技术准备工作
在进行钻孔灌注桩施工前的技术准备工作时，尤其要做好施工材料、施工机械和施工人员方面的准备工作。也可以建立专门的QC小组及时就钻孔灌注桩的施工方法和技术进行全面审查，确保钻孔灌注桩的施工技术符合要求和钻孔灌注桩的施工质量达标。施工人员要对应用材料的性能进行全面地掌握，了解施工工艺和施工流程。
2.2材料和设备的准备工作
在进行钻孔灌注桩施工过程中，混凝土是主要施工的材料。如果不能保障施工材料的质量，钻孔灌注桩技术也就没有办法起到应有的作用，所以要防止不合格的材料进入施工现常
2.3表面处理技术
在进行钻孔灌注桩施工之前，需要将残留下来的砂浆、油渍和其他杂物进行全面的清理，然后再用高浓度的有机溶剂对钻孔灌注桩的施工环境进行清理。为了防止施工过程中发生大面积的变形和沉降，还需要及时对港口工程的地质环境采用合适的表面处理措施。
3港口工程钻孔灌注桩施工技术
3.1埋设护筒
在钻孔灌注桩施工的过程中，首先要做的就是埋好护筒，这也是施工中最为关键流程，对于后面的施工有着很法的影响，所以必须要确保护筒埋设质量。在实际施工的时候放样必须要准确，定位可以借助于相关的设备，比如全站仪，利用这些精密的现代化设备就能让测量更为准确和可靠，从而达到精确放样的目的。在钻孔灌注桩前要确定孔洞的位置，设计图中对钻孔位置有明确规定，所以必须要结合设计图完成这项工作，防止实际位置和设计图出现误差。在预先设定的位置上放护筒后，要按照要求对护筒位置进行微调，保证埋设的护筒和空洞的中心是完全重合的，护筒的直径要大于桩体，厚度为6毫米，预先埋设的深度要大于155厘米，并且要保证护筒的顶端高于地面，高处的部分在32厘米左右。
3.2泥浆的制备
水、黏土、膨胀土、添加剂等材料都为泥浆的基础施工材料，具有提高润滑性、增加静水压力、冷却钻孔、隔离孔内渗水等作用，同时还可避免钻孔发生塌方。在制备泥浆过程中，施工人员还应根据港口工程施工现场地势变化情况控制泥浆的黏稠程度。如果泥浆程度过稀，钻孔排水能力则相对较弱，护壁效果也明显降低。而泥浆过稠，钻孔施工进程就会受到直接影响，进而降低钻机施工效率。
3.3钻孔技术
完成钻孔灌注桩以上施工步骤，进入钻孔环节。钻孔是该施工技术最为关键的环节之一，钻孔技术直接关系到水利施工质量。按照上述施工案例介绍情况，及时调查施工现场，检查钻机是否能够平稳工作。虽然已经提前检查钻机等设备，但是在实际使用之前还要再次检查。钻孔深度的确定，必须从钻头为计算点，延伸到钻杆位置，至少达到钻杆的2/3。钻孔过程中注意孔径变化，严格控制钻机钻孔速度，避免出现突快突慢情况，钻机晃动不受控制，不能保证孔径一致。钻孔期间适当控制钻压，待钻机深度达到1m以下，适当加快钻孔速度。钻孔作业必须连续进行，如果由于特殊情况必须中断，一定要做好钻孔保护工作，在孔口加盖保护。注意钻头不能留在钻孔中，以防出现埋钻情况。钻孔中及时将钻孔位置变化记录，并且取钻孔浮出的土层渣样检测，并且与施工设计地层数据加以核对，作为施工现场第一手资料，详细整理记录。由于该次施工地点特殊，地层淤泥、亚砂土较多，因此频繁出现缩孔、坍孔等现象。提取泥浆试样加以检测，以适当方式确保钻孔期间泥浆的稠度，并且及时清除泥包，适当调节泥浆黏稠度。钻头尽量选择刮板齿小的类型，同时出浆口较大。与施工现状匹配的钻头，能够有效预防钻孔中出现缩孔现象，严格控制泥浆失水率。
3.4钢筋笼的制作和安装
钢筋笼选用的钢筋要经过除锈、截断以及机械连接或电焊连接等多个流程处理，并满足《水运工程混凝土施工规范》。根据运输、安装条件和施工能力可采用整体制作方式，也可分段制作。搬运和吊装时，要采取施工措施防止过大变形。可以在钢筋笼的内侧设置加劲箍筋，进行预制焊接，每隔2m焊接一个，在内部每间隔3～4m设置一个能自由拆卸的临时加强架。在钢筋笼的各个主筋上，间隔一定距离设置混凝土垫块，最后用导向钢管进行固定。对准孔位安放钢筋笼，保证钢筋笼能竖直进入，避免碰撞孔壁。下放困难时，要立即查找和分析原因，不得强行下放，否则会造成孔壁坍塌。可利用水泥和砂子制成轮形保护块，中间穿钢筋焊接于主筋外侧，形成"轮子"，在钢筋笼放入钻孔时起到引导作用。斜桩钢筋笼可采用在钢筋笼内部增设下放混凝土导管的纵向导轨。
3.5混凝土灌注
混凝土灌注需要下放钢筋笼，提前安装好钢筋笼与导管，为混凝土灌注提供方便。清孔结束后，检查沉渣厚度，在与施工要求相符的前提下，施工技术人员开始进行混凝土灌注。清孔处理期间，已经在为混凝土灌注做准备，检查灌注设备，准备好混凝土灌注材料，并且检查水泵线路、空压机、高压射水管等。导管安装之前严格按照标准完成试拼、水压试验等测试，记录导管测试结果。混凝土灌注还需要安装储料斗，选择钢板材质制作，并且储料斗的四周必须以钢筋条进行加固处理。确保混凝土灌注期间，导管深埋≥1.0m。将搅拌好的混凝土灌注料装入储料斗中。导管按照施工要求放置钻孔内，放置固定位置，将管口以橡胶圈固定，以保证灌注期间不会漏气。导管下置距离与桩底距离控制在30cm~40cm，顺利完成混凝土翻浆操作。搅拌站连续进行混凝土灌注，这个过程中及时探测孔内混凝土标高，确保埋管深度合理。混凝土灌注施工必须有节奏地展开，尽可能将拆除导管的时间缩短，防止导管在拆除期间内部产生大量气压。连续灌注结束，进入后续凿除步骤，做好灌注收尾工作，由此完成钻孔灌注桩施工。
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3.6坍落度
混凝土配置要符合规范要求，严格把控坍落度。混凝土拌合物具备良好的和易性，通常情况下坍落度值控制在180～220mm之间。水下灌注混凝土对材质具有较高的要求。在用砂方面，要做好过筛、去除杂质和冲洗等准备工作。用水量方面，也要做到精确控制，水量小，流动性差，坍落度低，灌注难度大；水量大，则会降低桩身的强度，易发生离析，甚至会导致断桩现象。
3.7导管的提拉
导管提拉主要是为了保障混凝土在灌注过程中的顺畅度。导管外的混凝土面伴随着导管的上下提拉而变化，随着灌注时间增加，搅拌质量下降等情况发生，浇筑过程中混凝土的流动性是逐渐降低的，需根据现场实际情况对提拉幅度和速度进行动态调整。防止速度过快幅度过大，空气进入桩身，导致混凝土疏松，造成蜂窝和孔洞等施工质量问题。灌注工作开展时，提高搅拌质量，可有效缩短连续灌注时间。
4港口工程中钻孔灌注桩施工常见问题以及解决措施
4.1缩径
在工程施工中，因为钻井的压力较大，而且其转速非常快，这样就会使钻头直接穿过淤泥，如果情节严重，还会使淤泥从钻孔流入钻孔内部。如此，便会使得侧压力与孔内泥浆力达到平衡，这样就导致缩颈现象的出现。在工程施工中，因为混凝土出现膨胀的情况，那么就会使已经成孔的直径出现偏差，与初始的设计孔直径不相匹配，这样就会导致缩颈问题的出现。为了解决这一问题，那么在施工过程中，就需要重视对泥浆的选择，要选择质量优良的泥浆，以便达到降低泥浆失水量的目的。当开始实施钻孔之时，施工人员需要提高泵的工作量，要快速完成钻孔作业。然而，在施工之时，施工技术人员需要防止孔壁侧形成泥皮的现象出现，如此一来，混凝土膨胀的问题就能够解决，进而防止缩颈现象的出现。
4.2卡管
卡管就是导管堵塞，导管渗水或者是出现裂缝导致卡管的情况。混凝土质量不达标，级配和搅拌等施工工艺不满足设计要求，均会导致卡管情况。防止卡管可通过两方面控制，一方面使用合格优质材料制作导管，导管平直，内壁光滑不漏水，在焊缝时注意防止裂缝；另一方面，选择优质混凝土，和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求。
4.3桩底沉碴多
清孔不干净或未进行二次清孔，以及吊装钢筋笼等工作都会造成桩底沉碴的增加。充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直至孔口返浆比重持续小于1.1～1.2，孔底沉渣厚度小于50mm时，即可放置钢筋笼和导管。安防完成后，在混凝土浇筑前利用导管进行第二次清孔。采用性能较好的泥浆，不要用清水进行置换。
4.4钻孔倾斜
港口工程的施工条件一般都较为恶劣，受到环境影响的因素较大。施工时，由于施工场地条件影响钻机安装，导致钻孔位置倾斜。此外，地基土层软硬分布不规律，或掺杂大孤石和其他硬物等，也可能导致钻孔位置的倾斜。施工前，分析施工环境，保证施工平台平整，平稳安装钻机，机架垂直减少位置偏差，并在成孔过程中定时检查和校正。施工至坚硬土层中，不强行加压，控制钻进速度。对已偏斜的钻孔，控制钻速慢速提升下降，多次扫孔纠偏。
4.5钻孔坍塌
钻孔坍塌是容易出现的事故。一般在钻孔过程中，如发现排出泥浆不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有钻孔坍塌的迹象。松软地质易造成钻孔坍塌，为赶工期加快钻孔速度或者在钻孔形成后没有及时浇筑混凝土，也会造成钻孔坍塌。为了防止这一问题的发生，需采取必要的保护措施。通过泥浆护壁、护筒密封等方法进行保护。适当埋深护筒，使用优质泥浆，防止受外力影响出现变形。在施工中，一方面要注意钻孔速度，另一方面还要及时进行混凝土浇筑，避免因施工组织不当造成钻孔质量问题。对于趁潮施工的钻孔，要做好充分的准备工作，留出富裕时间，对实施过程中易出现的问题做好预案。在浅滩与趁潮作业时，要指派专人完成水深检测以及报潮位的工作。
4.6钢筋笼上浮
施工过程中，钢筋笼上浮现象发生频率非常高。此类事故一般不能纠正，所以要了解上浮原因，在施工过程中尽量降低事故发生频率。导管埋深过大可引起钢筋笼上福混凝土从导流管流出后冲击力很大，有一定的速度向上顶升，推动钢筋笼上福解决方法是保证首批混凝土的埋管深度不得小于1m，混凝土浇筑过程中，埋设深度应该保证在2～6m之间。导管提升不宜过快，防止导管钩连钢筋笼。混凝土浇筑过快也可引起钢筋笼上福混凝土在孔内上升对钢筋笼产生摩擦力，同时泥浆上升产生摩擦力，而此时钢筋笼在导管底部以下混凝土埋深不够，引起钢筋笼上福解决方法是放缓混凝土浇筑速度，或可暂停10～15min，待钢筋笼稳定后再继续浇筑。
5港口工程施工中钻孔灌注桩施工技术应用中的注意事项分析
5.1泥浆制备质量检测
港口工程施工中钻孔灌注桩施工如灌注泥浆质量不合格，其对于工程的施工质量，工程后期的应用效果，以及工程施工中的安全性控制都造成了极大的影响。因此分析在实际施工中，落实泥浆制备质量检测则为重要的注意事项。具体在施工作业中泥浆植被质量的检测，主要通过检测其组分质量的方式进行落实。如水泥，砂石，水，掺杂料的质量检测，其中水泥的质量检测，可通过放样测试的方式进行检测，根据放样测试检测水泥的强度，耐久性是否符合工艺施工要求，并依据检测数据进行水泥材料的选择。砂石的质量检测主要通过检测砂石粒径，以及砂石含杂量的方式进行检测。规避因砂石中砂石粒径过大造成的卡管现象，同时规避因含杂量过大造成的整体浇筑质量不合格的现象。水的检测主要通过检测混合水的PH值进行落实，规避因水质过酸或过碱，造成的泥浆强度质量不合格现象。掺杂料作为泥浆制备中的辅助材料，其性能的发挥根据材料属性的差异性，具体发挥的作用也存在一定的差异。其中关于掺杂料材料质量的检测，主要通过检测其化学属性的方式，进行对应掺杂料的选择。规避因掺杂料中不良化学组分含量过高，造成的环境污染以及地下水污染现象。
5.2钻孔灌注桩的养护作业
钻孔灌注桩灌注作业完成之后，进行灌注桩的养护作业也为重要的作业项目。具体施工作业中，等待灌注桩完成初凝之后进行灌注桩的养护施工。养护施工中可通过洒水，以及毛毡，草帘遮挡的形式进行灌注桩的养护作业。以确保灌注桩性能的有效发挥，并且降低因养护不到位，造成的结构裂缝等不良现象。
5.3加强施工现场的安全管理
港口工程施工中的钻孔灌注桩施工现场施工管理，为重要的管理作业内容。分析合理有效的现场施工管理，对于工程施工中的安全管理质量提升，以及施工人员的生命安全保障，发挥了重要的作用。具体在施工作业中关于施工现场的安全管理实施，施工单位可通过制定安全管理措施，加强施工人员安全知识教育培训，向着落实施工中安全装备穿戴的方向进行发展。
结语
综上所述，港口工程建设施工难度大、周期长、造价高，一旦发生事故会造成比较严重的经济损失。所以在施工过程中，要尽量采用成熟的技术降低风险，控制成本。钻孔灌注桩施工技术是港口工程建设中广泛应用的技术之一，虽然适应性较强，成本合理，但也存在明显的缺点，如在施工中无法实时观察，对待工艺比较敏感，必须严格按照工艺要求开展每一道工序，任何一个环节漏洞都会造成施工事故或质量事故。所以在日常的施工中，分析该项技术本身特点和易出现的问题，梳理对策和措施，合理编制施工组织方案，确保各个环节质量，对港口工程建设具有重要的理论指导意义和应用价值。
参考文献
[1]范元进.港口工程中钻孔灌注桩施工常见质量问题及防治方法[J].绿色环保建材,2017(05):125.
论文作者:梁宪林
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
标签：钻孔论文; 混凝土论文; 泥浆论文; 导管论文; 钢筋论文; 过程中论文; 港口论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;