水运工程灌注桩设计施工的难点分析
宗博
摘 要：水运工程是我国建设工程项目中的重点工程，而水运工程中的灌注桩设计施工则是其中的重要组成部分。灌注桩设计施工的工艺比较成熟，且具有经济性号、承载力高等优点，因此在水运工程中得到了广泛的应用。但水运工程相对于其它建筑基础工程而言，自身具有一定的特殊性，会给灌注桩设计施工带来相应的难点。本次研究主要针对水运工程灌注桩设计施工的难点进行分析，并提出了相应的解决对策。
关键词：水运工程；灌注桩；施工难点
中图分类号：U443.15 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）06-0076-02
随着我国经济发展脚步的不断加快，我国水运工程在今年来发展非常迅速，并且逐渐向大型化方向发展。在我国港口与船坞上的吊机起重越来越大，对于基础的承载力要求也相应提高，因此水运工程中的桩基施工显得越加重要。在水运工程中的桩基建设中，灌注桩是其中应用最广的一种施工工艺，这种施工工艺能够在任何一种岩层土质中进行应用，可以根据施工的要求随意改变桩径以及截面桩形，同时也可以根据具体需求形成入岩桩、扩孔桩以及实心或空心桩。然而我国的地质条件比较复杂，水运工程在各种复杂水环境上面施工过程中，很容易受到各种外界自然条件的影响，进而为灌注桩的设计施工增加了难度。因此针对水运工程中灌注桩的设计施工难点以及灌注桩技术中存在的质量风险进行分析，探讨相应的解决方案，对于我国的水利工程建设有很重要的意义。
1 水运工程灌注桩施工中存在的质量风险
1.1 缩颈现象
灌注桩在施工成桩的过程中会出现一种缩颈现象，这种现象主要是因为桩子在施工过程中受到不同地质因素的影响。灌注桩在施工过程中，对于灌注桩的钻孔如果没有做到进行及时有效的清理，在对钻孔进行灌注的过程中由于速度过快，从而导致了钻孔周边的压力增大，钻孔周边的杂物都会进入到钻孔中，最终形成了的缩颈现象。
1.2 漏水现象
灌注桩的漏水现象主要是指灌注桩施工过程中导管连接出现了漏水，造成这种现象的主要因素一般是导管连接不严实，引起导管上升的速度加快，最终出现漏水现象。因此导致漏水现象的主要原因是施工工作人员没有将导管的连接处绑好，导管在插入混凝土中工作的过程中造成了连接处的松动，进而出现漏水。
1.3 灌注桩断裂
灌注桩出现断裂是施工质量不合格的表现，造成灌注桩施工质量不合格的因素主要是施工过程中的相关工艺没有达标。比如在施工过程中导管插入的深度不够，在对钻孔灌注的过程中混凝土没有进行有效的凝结，这些因素都有可能导致灌注桩的断裂。同时如果在灌注的过程中时间没有控制好，灌注的时间过长与过短，很容易造成混凝土的稀释以及阻断混凝的凝结，最终影响灌注桩的施工质量。
2 水运工程灌注樁设计施工的难点
2.1 船坞吹填区灌注桩施工难点
船坞吹填区灌注桩的施工属于水运工程灌注桩施工中的一个典型难点，造成灌注桩施工难度大的主要原因是船坞吹填区地质较软，在这种地质基础上施工有很大的难度。比如青岛北船重工的1号与2号造船坞，在进行灌注桩施工的过程中，灌注桩的施工就处于吹填区淤泥土质地基上面。在这种土质上进行灌注桩设计施工的难点包括两个方面，一方面是地基的承载力较差，在进行钻孔施工是无法有效驻位，另外一方面则是因为地基的地质比较软，进而容易导致地基坍塌，同时也很难固定钻孔的形状，在钻孔过程中受施工震动影响甚至会出现桩孔的整体位移。青岛北船重工的1号、2号造船坞工程施工完成之后，虽然采用打塑料排水板进行了排水减压，但地基中的淤泥颗粒太细，导致排水的效果并不明显，最终在凝结后的承载力偏低。淤泥地基的吹填深度一般比较大，平均深度一般在10-14米之间，同时淤泥地质比较薄弱，在采用传统冲击钻机设备进行钻孔的过程中，施工设备一般很难知直接运到孔位处且设备驻位也很困难，再加上淤泥的流动性较强，在打桩的过程中常常会出现孔壁坍塌以及孔顶偏位等情况，进而容易相处大头桩等不规则的桩形，这些因素都会严重影响到灌注桩的施工质量。
2.2 码头抛石棱体上的灌注桩施工难点
码头抛石棱体上进行灌注桩施工同样是水运工程灌注桩设计施工中的一个重要难点，比如在大连中远船务海工制造区的舾装码头工程施工建设的过程中，码头的后方连接的是万吨级的造船平台滑倒板，滑倒板的下方即为灌注桩的基础，灌注桩所处的位置属于回填棱体区，这个部位的地质中抛填了10-100kg的块石。在码头施工过程中，一般先安装沉箱，然后进行墙后回填，当陆域施工条件完成之后再进行相应的灌注桩施工。灌注桩的施工的地基为棱体棱体连接抛石基床，地基中的石块空隙非常大，空隙还与海水相通，导致灌注的护壁泥浆容易出现渗漏，很难起到护壁的效果，进而导致孔壁的坍塌比较严重，很难真正形成桩孔，这些因素为灌注桩的设计施工带来了很大的困难。灌注桩设计施工中的护壁泥浆比重一般是1.5-1.6，通过护壁泥浆能够有效减少孔壁的塌落量，使得桩孔能够更好的成型。然而在抛石棱体基础上，沉箱之后的灌注桩桩孔很难盛装泥浆，桩孔中盛装的泥浆会随潮汐的变化从石块缝隙中渗漏，进而也就无法起到护壁的作用，孔壁周边的石块由于缺少护壁的泥浆，很容易掉落到桩孔内，最终也就很难形成标准的桩孔。
3 水运工程灌注桩设计施工的解决对策
3.1 抛石棱体上灌注桩设计施工的解决方案
针对水运工程灌注桩设计施工中遇到的难点，通过对设计方案的优化是解决难点的有效途径，且针对码头抛石棱体灌注桩施工中遇到的渗漏难点，也很难从施工工艺上进行改进。灌注桩在码头抛石棱体上进行灌注施工的过程中，可以考虑将沉箱的壁厚进一步加厚，同时将滑道板安置在沉箱壁上面。这种方案的操作性比较简便且经济性更好，但是在采用对沉箱进行加厚的过程中，设计人员在施工前需要先对沉箱进行分析，观察沉箱是否能够加厚，同时沉箱的壁厚承载力是固定的，因此在加厚的过程中也考虑能够达到的最大厚度，设计人员需要根据具体的施工状况进行加厚。
水上灌注桩施工也是码头抛石棱体灌注桩施工一种有效解决对策。水上灌注桩施工是指在抛石棱体回填之前，利用打桩船在水上先进行灌注施工，等灌注桩完成之后再进行抛石棱体回填。采用这种解决方案虽然能够有效的克服抛石棱体上灌注桩施工的难度，但存在的缺点较多。首先这种施工方案的成本会大幅提升，水上施工不仅需要配备相应的施工船，同时还需要埋设钢护筒等。其次会增加棱体回填的难度，再后续棱体回填的过程中想要达到相应的密实性将变得更大困难，且在棱体回填的过程中还需要对桩体加以保护，因此会进一步增加施工的成本。最后在回填的过程中，如果桩体在土层中埋设的深度不够，很容易引发桩体的倒塌，而在抛石的石基上埋设桩体的难度非常高。因此在采用这种解决对策进行施工前，需要针对工程的具体情况慎重考虑。
3.2 船坞吹填区灌注桩设计施工的解决方案
针对船坞吹填区灌注桩施工中遇到的难点，可以采用石灰搅拌淤泥来提升地基的承载力。在灌注桩施工过程中，可以采用挖掘机将表面的淤泥与石灰搅拌在一起，施工完成后淤泥就会呈硬壳状。在与淤泥进行搅拌的过程中，石灰的掺量需要根据实际的淤泥状态而定，正常情况下石灰的比例不会超过10%。另外石灰在和淤泥发生化学反应的过程中会消耗淤泥中的水分，同时也会大大提升地基的强度。针对船坞吹填区灌注桩施工出现的孔壁坍塌问题，可以采用振动锤埋设钢护筒进行解决。淤泥的厚度一般都比较深，需要采用振动锤将钢护筒一次埋设到位，通过钢护筒能够完美解决孔壁的坍塌问题，同时也能够有效的解决桩孔因为地质过软而出现的变形与偏离问题。在灌注桩施工完成之后，可以施工振动锤再次将钢护筒拔出，通过钢护筒可以进行循环利用，能够有效降低这种解决方案增加的施工成本。
4 结语
水运工程是我国的中重点建设项目，对于我国经济的发展有很重要的作用，灌注桩的水运工程中的基础建设，但对于工程的整体施工质量有很重要的影响。通过本次的研究分析可以了解到，在水运工程施工过程中，灌注桩的施工存在一定的风险，要想保证施工的质量，需要保证施工的原材料质量，同时也要对施工人员进行岗前培训，提升施工人员的技术能力以及责任心，严格控制施工过程中的各项工艺指标。最后针对施工过程中遇到的难点，可以从设计方案以及施工工艺两个方面进行考虑分析，找出最佳的解决对策。同时需要根据施工的具体情况以及经济性进行考虑，选择合适的解决方案。
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