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【摘 要】南充港河西作业区化学工业园区专用码头工程钻采用孔灌注桩技术进行基础施工，桩数量较多，多数采用冲孔桩机施工，少数采用旋挖钻机钻孔施工。冲孔桩机施工是施工控制的关键项目，对整个工程资金投入及工期影响较大。因此施工时要根据工程的具体情况，做到科学、合理的安排。本文重点从冲孔桩施工的各个工序入手探讨了其施工技术要点。
【关键词】钻孔;清孔;水下灌注砼
一、工程概况
南充港河西作业区化学工业园区专用码头工程位于四川省南充市嘉陵区河西乡，嘉陵江北岸，距南充市约30km。工程处于东西关水电站库区的末端。码头类别为一类河港，共有8个500t级泊位，中远期考虑停靠1000t级船舶;工程于2013年11月18日开工，合同工期两年。目前是四川省内最大的在建水運工程。本工程从前至后分为码头水域、前沿框架、栈桥和后方陆域，其中前沿框架共5层，采用钻孔灌注桩基础。前沿框架桩基划分为4排共424根，前排106根为1.8m桩径桩基，后3排318根为1.3m桩径桩基。设计桩长9.4m-28.7m，平均桩长19.85m，桩基混凝土强度等级为C30。现场采用26台冲击钻及2台旋挖钻机进行钻孔作业，2013年11月26日开始施工，到2014年月21日桩基全部完成。
二、码头灌注桩施工技术
（一）河内施工平台修筑
由于桩基数量较大，且考虑后续承台地梁施工，结合施工现场实际情况，经方案比选，舍弃钢平台方案，选用筑岛形成桩基施工平台。筑岛顶面标高为250.5m～251.0m左右，局部标高达252。筑岛顶面面积约31200㎡，顶面宽度22.7m～50m，平均宽度约35m，长约890m。筑岛按施工先后顺序依次由以下部分组成：土石方填筑（含粘土芯墙）、泥岩石渣层、护坡土工布（倒滤层）、抛石（砂袋）护脚、块石（砂袋）护坡、顶面碎石层。达到设计标高后，采用压路机对筑岛平台顶面压实，确保筑岛稳定，钻孔过程中不沉陷。
（二）护筒埋设
根据《桩基施工方案专家评审会意见》，江侧第一排（B排）桩基设置永久钢护筒，钢护筒进入（局部冲刷线以下1.0m～1.5m）原河底面以下1.0m～1.5m。后三排（C、D、E排）桩基钢护筒跟进后是否保留根据现场实际情况按程序处理，钢护筒进入原始地面线以下1.0m～1.5m，直径1.8m桩基采用φ2.00*18mm钢护筒、直径1.3m桩基钢护筒采用φ1500*16mm钢管，护筒两端加30cm高抱箍。1.8m桩基钢护筒采用振动锤沉放，沉放时采用两台全站仪成90°角度控制平面位置和垂直度。1.3m桩基采用挖机挖坑安放护筒，在钻进过程中焊接护筒跟进。护筒埋设后，在四周回填袋装土，要求分层进行，确保密实不漏水，护筒顶应高出施工水位0.30m。且保证护筒位置平、直、稳固、准确、不变位。
（三）泥浆制备
由于Φ1300mm和Φ1800mm最大设计桩长28.7米，其桩孔注浆可达40～80m3，故必须设置储浆池泥浆沉淀和泥浆循环池（缸）供钻进成孔时的泥浆的正常循环使用。储浆池的规格宜选用长×宽×深=8m×4m×2m=64m3，沉淀池的规格宜选用长×宽×深=6m×5m×2m=60m3，泥浆循环池的规格宜选用长×宽×深=8m×4m×2m=64m3，与此同时，可按照现场钻孔施工的进度、数量等需要先布设2～3套，后根据钻进情况调整。与以上各类浆池相配套的循环槽（或管）长度不小于15m，安装坡度一般为1：100～1：200左右。
在黏性土中钻孔，泥浆浮渣能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁，可将黏土加工后投入孔中，利用钻头造浆。泥浆也可采用黏性土在泥浆池中造浆，利用泥浆泵将泥浆泵入孔中。泥浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备足制浆用粘土。造浆后对泥浆的全部性能指标进行试验，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。
（四）冲击钻进成孔
成孔是混凝土灌注桩施工的一个重要组成部分，如果控制不严，则可能会发生塌孔、缩孔、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求，直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。为此，要着重做好如下几项工作：
1、钻头选择
根据地质情况及嵌岩深度需采用冲击钻进成孔的桩基，按照规范要求不得缩小钻头直径以减少扩孔的要求，分别选用1.8m直径钻锤和1.3m直径钻锤，锤重5t、3.5t，冲孔作业分班连续进行。
2、水头的保持
本工程所处嘉陵江段位于东西关库区，水位较为平稳，施工期最大潮差约1.5m。偶尔出现水位下降时，利用泥浆泵从护筒内抽出泥浆。水位升高时，从泥浆池内向钢护筒内补充泥浆。这样人为控制水头差在2m-3m内，防止水头过低造成塌孔及水头过高造成泥浆反串。
3、泥浆护壁控制
泥浆在成孔过程中主要维护孔壁的稳定，保证桩径符合设计要求。影响灌注桩成孔质量的泥浆性能指标主要是相对密度和粘度，所以，要严格加以控制，在松散易坍塌地层冲孔时泥浆相对密度为1.20～1.40g/cm3较合适，在一般地层冲孔时则控制在1.05～1.20g/cm3，粘度控制在22～30s。
4、不同地层成孔
a、回填粘土层：开孔时为回填土，该层需低锤密击，防止钻头偏斜，确保不塌孔。遇回填块石时，锤击速度需放慢，有必要时，回填片石，将表面垫平后再钻进。
b、淤泥层成孔：淤泥性质为流动性较大的不饱和状态，要求低锤勤击，防止倒锤，造成孔径过大或过小，及时清浆降低泥浆浓度。对于本工程，该工况较少出现。
c、强风化、弱风化、微风化岩层：当孔深达岩层时，应检查锤牙、锤体是否完好，确保工程进度、质量、避免卡锤等事故的发生。当岩面倾斜度较大时，必须往孔内回填适量硬度与岩石接近的毛石或碎石，直至将岩石面修平为止，这种工作往往需要多次回填才能完成。在冲钻岩层时必须注意及时清孔，保持一定的泥浆浓度，这样既可加快施工进度，又可保证孔的垂直度。 5、对锤的控制
在冲孔过程中对锤的转向装置应检查并使其转向灵活，避免梅花孔;在抛石层、弱风化和微风化花岗岩成孔时，应经常检查锤体的完好性，避免卡锤事故的发生;遇孤石层亦按此处理：起落钻头掌握好高度，锤落到底时，钢丝绳不能放过松，避免倒锤，造成扩孔等，同时钢丝绳尚应稍有富余以避免打空锤。
（五）清孔
钻孔深度达到设计标高下50mm后，应对孔深、孔径、垂直度、孔底基岩情况进行检查，符合设计的要求后与经监理确认后终孔。
开始检孔（探笼直径不小于桩直径，长度为孔径4～6倍）及清孔。用合格的检孔器（钢管焊接成的探测器）进行检孔，孔径、孔垂直度、孔深检查合格后清孔，将钻头提离孔底10cm，以确保孔底钻渣全部清除。清孔同时置换孔内泥浆，并通过泥浆循环，使砂率降至2%以下、粘度控制在17～20s、比重控制在1.03～1.10。清孔完成后平稳提升钻头，尤其要防止钻头钩挂护筒底口。钢筋笼安装完毕后，依次安装储料斗、導管并进行二次清孔。导管采用外径Φ273×9mm的无缝钢管制作，管节间采用快速螺纹接头连接。导管底口距离孔底25～40cm，导管下放完毕，重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超过要求，则进行二次清孔直至孔底沉渣厚度符合要求为止。
（六）砼灌注
采用快速螺纹接头连接导管浇筑水下砼，导管内径30cm。砼由商品混凝土站搅和，砼搅拌罐车运输，砼坍落度18～22cm，埋管深度为2～6m，严禁埋管过深和导管管拔出砼面，并做好试件留样工作并按标准条件养护，以备试验用。桩体水下混凝土采用425#普通硅酸盐水泥，粗骨料采用碎石，其最大粒径不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋净距的1/4，同时不大于40mm，细骨料采用中砂。混凝土的配制强度应大于设计强度15%，混凝土的含砂率40～50%，水灰比采用0.45，为使混凝土拌合物有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著离析、泌水。每立方米混凝土的水泥用量不小于360kg，宜掺外加剂。灌注水下砼是确保成桩质量的关键工序，灌注前应做好一切准备工作，保证砼灌注连续紧凑地进行。单桩砼灌注时间不应超过6小时，上升速度不小于2m/h。导管第一节管大于6m，标准节长度2.7m。导管应全部安装在桩孔内，安装位置居中，导管底端距孔底0.3～0.4m。隔水塞采用钢板焊至，用钢丝绳悬挂于料斗内导管顶。等储料斗内初灌砼足量后，方可快速提起隔水塞的钢丝绳，将砼灌注孔底。砼初灌量应能保证砼灌放后，导管埋入砼深度不少于1.0m。
三、结束语
灌注桩在码头工程中的应用需要保证整个施工过程每道工序的质量，这就要求施工工艺需要做到应用先进的设备、技术过硬的施工人员，有效控制及保障工程施工的有序合理。
参考文献：
[1]钟世心.浅析码头工程钻孔灌注桩的施工质量控制[J].城市建设理论研究，2013年15期.
[2]叶凯，姚莎莎.灌注桩在码头施工中的应用[J].建材发展导向（下），2014年3期.
【关键词】钻孔;清孔;水下灌注砼
一、工程概况
南充港河西作业区化学工业园区专用码头工程位于四川省南充市嘉陵区河西乡，嘉陵江北岸，距南充市约30km。工程处于东西关水电站库区的末端。码头类别为一类河港，共有8个500t级泊位，中远期考虑停靠1000t级船舶;工程于2013年11月18日开工，合同工期两年。目前是四川省内最大的在建水運工程。本工程从前至后分为码头水域、前沿框架、栈桥和后方陆域，其中前沿框架共5层，采用钻孔灌注桩基础。前沿框架桩基划分为4排共424根，前排106根为1.8m桩径桩基，后3排318根为1.3m桩径桩基。设计桩长9.4m-28.7m，平均桩长19.85m，桩基混凝土强度等级为C30。现场采用26台冲击钻及2台旋挖钻机进行钻孔作业，2013年11月26日开始施工，到2014年月21日桩基全部完成。
二、码头灌注桩施工技术
（一）河内施工平台修筑
由于桩基数量较大，且考虑后续承台地梁施工，结合施工现场实际情况，经方案比选，舍弃钢平台方案，选用筑岛形成桩基施工平台。筑岛顶面标高为250.5m～251.0m左右，局部标高达252。筑岛顶面面积约31200㎡，顶面宽度22.7m～50m，平均宽度约35m，长约890m。筑岛按施工先后顺序依次由以下部分组成：土石方填筑（含粘土芯墙）、泥岩石渣层、护坡土工布（倒滤层）、抛石（砂袋）护脚、块石（砂袋）护坡、顶面碎石层。达到设计标高后，采用压路机对筑岛平台顶面压实，确保筑岛稳定，钻孔过程中不沉陷。
（二）护筒埋设
根据《桩基施工方案专家评审会意见》，江侧第一排（B排）桩基设置永久钢护筒，钢护筒进入（局部冲刷线以下1.0m～1.5m）原河底面以下1.0m～1.5m。后三排（C、D、E排）桩基钢护筒跟进后是否保留根据现场实际情况按程序处理，钢护筒进入原始地面线以下1.0m～1.5m，直径1.8m桩基采用φ2.00*18mm钢护筒、直径1.3m桩基钢护筒采用φ1500*16mm钢管，护筒两端加30cm高抱箍。1.8m桩基钢护筒采用振动锤沉放，沉放时采用两台全站仪成90°角度控制平面位置和垂直度。1.3m桩基采用挖机挖坑安放护筒，在钻进过程中焊接护筒跟进。护筒埋设后，在四周回填袋装土，要求分层进行，确保密实不漏水，护筒顶应高出施工水位0.30m。且保证护筒位置平、直、稳固、准确、不变位。
（三）泥浆制备
由于Φ1300mm和Φ1800mm最大设计桩长28.7米，其桩孔注浆可达40～80m3，故必须设置储浆池泥浆沉淀和泥浆循环池（缸）供钻进成孔时的泥浆的正常循环使用。储浆池的规格宜选用长×宽×深=8m×4m×2m=64m3，沉淀池的规格宜选用长×宽×深=6m×5m×2m=60m3，泥浆循环池的规格宜选用长×宽×深=8m×4m×2m=64m3，与此同时，可按照现场钻孔施工的进度、数量等需要先布设2～3套，后根据钻进情况调整。与以上各类浆池相配套的循环槽（或管）长度不小于15m，安装坡度一般为1：100～1：200左右。
在黏性土中钻孔，泥浆浮渣能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁，可将黏土加工后投入孔中，利用钻头造浆。泥浆也可采用黏性土在泥浆池中造浆，利用泥浆泵将泥浆泵入孔中。泥浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备足制浆用粘土。造浆后对泥浆的全部性能指标进行试验，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。
（四）冲击钻进成孔
成孔是混凝土灌注桩施工的一个重要组成部分，如果控制不严，则可能会发生塌孔、缩孔、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求，直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。为此，要着重做好如下几项工作：
1、钻头选择
根据地质情况及嵌岩深度需采用冲击钻进成孔的桩基，按照规范要求不得缩小钻头直径以减少扩孔的要求，分别选用1.8m直径钻锤和1.3m直径钻锤，锤重5t、3.5t，冲孔作业分班连续进行。
2、水头的保持
本工程所处嘉陵江段位于东西关库区，水位较为平稳，施工期最大潮差约1.5m。偶尔出现水位下降时，利用泥浆泵从护筒内抽出泥浆。水位升高时，从泥浆池内向钢护筒内补充泥浆。这样人为控制水头差在2m-3m内，防止水头过低造成塌孔及水头过高造成泥浆反串。
3、泥浆护壁控制
泥浆在成孔过程中主要维护孔壁的稳定，保证桩径符合设计要求。影响灌注桩成孔质量的泥浆性能指标主要是相对密度和粘度，所以，要严格加以控制，在松散易坍塌地层冲孔时泥浆相对密度为1.20～1.40g/cm3较合适，在一般地层冲孔时则控制在1.05～1.20g/cm3，粘度控制在22～30s。
4、不同地层成孔
a、回填粘土层：开孔时为回填土，该层需低锤密击，防止钻头偏斜，确保不塌孔。遇回填块石时，锤击速度需放慢，有必要时，回填片石，将表面垫平后再钻进。
b、淤泥层成孔：淤泥性质为流动性较大的不饱和状态，要求低锤勤击，防止倒锤，造成孔径过大或过小，及时清浆降低泥浆浓度。对于本工程，该工况较少出现。
c、强风化、弱风化、微风化岩层：当孔深达岩层时，应检查锤牙、锤体是否完好，确保工程进度、质量、避免卡锤等事故的发生。当岩面倾斜度较大时，必须往孔内回填适量硬度与岩石接近的毛石或碎石，直至将岩石面修平为止，这种工作往往需要多次回填才能完成。在冲钻岩层时必须注意及时清孔，保持一定的泥浆浓度，这样既可加快施工进度，又可保证孔的垂直度。 5、对锤的控制
在冲孔过程中对锤的转向装置应检查并使其转向灵活，避免梅花孔;在抛石层、弱风化和微风化花岗岩成孔时，应经常检查锤体的完好性，避免卡锤事故的发生;遇孤石层亦按此处理：起落钻头掌握好高度，锤落到底时，钢丝绳不能放过松，避免倒锤，造成扩孔等，同时钢丝绳尚应稍有富余以避免打空锤。
（五）清孔
钻孔深度达到设计标高下50mm后，应对孔深、孔径、垂直度、孔底基岩情况进行检查，符合设计的要求后与经监理确认后终孔。
开始检孔（探笼直径不小于桩直径，长度为孔径4～6倍）及清孔。用合格的检孔器（钢管焊接成的探测器）进行检孔，孔径、孔垂直度、孔深检查合格后清孔，将钻头提离孔底10cm，以确保孔底钻渣全部清除。清孔同时置换孔内泥浆，并通过泥浆循环，使砂率降至2%以下、粘度控制在17～20s、比重控制在1.03～1.10。清孔完成后平稳提升钻头，尤其要防止钻头钩挂护筒底口。钢筋笼安装完毕后，依次安装储料斗、導管并进行二次清孔。导管采用外径Φ273×9mm的无缝钢管制作，管节间采用快速螺纹接头连接。导管底口距离孔底25～40cm，导管下放完毕，重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超过要求，则进行二次清孔直至孔底沉渣厚度符合要求为止。
（六）砼灌注
采用快速螺纹接头连接导管浇筑水下砼，导管内径30cm。砼由商品混凝土站搅和，砼搅拌罐车运输，砼坍落度18～22cm，埋管深度为2～6m，严禁埋管过深和导管管拔出砼面，并做好试件留样工作并按标准条件养护，以备试验用。桩体水下混凝土采用425#普通硅酸盐水泥，粗骨料采用碎石，其最大粒径不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋净距的1/4，同时不大于40mm，细骨料采用中砂。混凝土的配制强度应大于设计强度15%，混凝土的含砂率40～50%，水灰比采用0.45，为使混凝土拌合物有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著离析、泌水。每立方米混凝土的水泥用量不小于360kg，宜掺外加剂。灌注水下砼是确保成桩质量的关键工序，灌注前应做好一切准备工作，保证砼灌注连续紧凑地进行。单桩砼灌注时间不应超过6小时，上升速度不小于2m/h。导管第一节管大于6m，标准节长度2.7m。导管应全部安装在桩孔内，安装位置居中，导管底端距孔底0.3～0.4m。隔水塞采用钢板焊至，用钢丝绳悬挂于料斗内导管顶。等储料斗内初灌砼足量后，方可快速提起隔水塞的钢丝绳，将砼灌注孔底。砼初灌量应能保证砼灌放后，导管埋入砼深度不少于1.0m。
三、结束语
灌注桩在码头工程中的应用需要保证整个施工过程每道工序的质量，这就要求施工工艺需要做到应用先进的设备、技术过硬的施工人员，有效控制及保障工程施工的有序合理。
参考文献：
[1]钟世心.浅析码头工程钻孔灌注桩的施工质量控制[J].城市建设理论研究，2013年15期.
[2]叶凯，姚莎莎.灌注桩在码头施工中的应用[J].建材发展导向（下），2014年3期.