碼頭工程中的樁基工程施工技術(shù)分析【完整版】

1、 碼頭工程中的樁基工程施工技術(shù)分析(浙江舟山 316000）摘要：碼頭工程中由于樁基往往處在水下，并承載著整個碼頭的載荷，因此采用合適的樁基形式并保證施工質(zhì)量是保證整個碼頭工程質(zhì)量的重點(diǎn)。在進(jìn)行樁基施工時應(yīng)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況選擇合適的樁基類型、 施工工藝、施工技術(shù)等，這樣才能保證施工的順利和高質(zhì)。以此適應(yīng)碼頭的各種承載。關(guān)鍵詞：樁基選型施工技術(shù)一、碼頭工程中樁基類型的選擇碼頭樁基的工程是碼頭工程的基礎(chǔ)工程，由于水下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此樁基必須能夠適應(yīng)粘土、砂土、粉土等情況。而且在沒有覆蓋或者覆蓋層不足的地質(zhì)結(jié)構(gòu)上建立穩(wěn)固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。隨著港口建設(shè)的不斷拓展，深水和外海已經(jīng)進(jìn)入了開發(fā)的范圍，而且停

2、靠的船舶的噸位和裝載機(jī)械的大型化，對碼頭基礎(chǔ)的要求也越來越高，樁基所承載的船舶、風(fēng)浪、作業(yè)機(jī)械、水流沖力等也隨之提高，因此選擇合適的樁基礎(chǔ)就成為了碼頭工程的重要前提。面對問題可以從以下幾個方面出發(fā)來進(jìn)行合理的選擇：1、根據(jù)工程情況選擇樁基類型1）地質(zhì)的概況，在選擇樁基前首先應(yīng)當(dāng)對工程的總體概況進(jìn)行了解，主要是地質(zhì)情況的匯集和分析。其中對整個地質(zhì)層的不同構(gòu)成成分進(jìn)行試驗(yàn)性檢測，如：砂質(zhì)粉土、細(xì)沙、中砂、礫砂等，主要是檢測其密度、厚度、標(biāo)貫擊數(shù)等，以此為施工提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2）碼頭的載荷分析，這個指標(biāo)主要是對碼頭的用途進(jìn)行全面的分析，并且獲得具體的承載數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行樁基的選擇。具體需要

3、分析的指標(biāo)為：堆貨載荷、船舶載荷、裝載機(jī)械載荷、流動機(jī)械載荷等，其中堆貨載荷為每平米壓力；船舶載荷為系纜力、撞擊力；裝載機(jī)械載荷為前部支撐的垂直力、水平力、壓力，后支撐的垂直力、水平力、傾覆力矩。流動載荷主要為車輛的類型。3）碼頭的結(jié)構(gòu)類型，在選擇樁基的過程中還應(yīng)當(dāng)了解整個碼頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計類型，尤其是整個碼頭樁位的分布和承載情況，這樣就可以在樁基的選擇和施工中達(dá)到事半功倍的效果，利用合理的樁型和施工方法來提高整個碼頭基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。 4）樁基類型的確定，根據(jù)前面的資料和碼頭樁臺位置的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，首先選擇的是樁端的持力層，然后再根據(jù)中間地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特性來選擇合理的樁基類型，還應(yīng)當(dāng)考慮到樁體在施工中穿過

4、的巖層的質(zhì)量情況， 以此為依據(jù)從鋼管樁、預(yù)應(yīng)力樁、鉆孔灌注樁等進(jìn)行選擇。2、針對樁型的特性進(jìn)行比較和選擇1）鋼管樁，這種形式主要是利用直樁和叉樁構(gòu)成，利用不同直徑和長度的鋼管樁，結(jié)合叉樁的傾斜度，形成橫向和縱向的承載利用，已到達(dá)支撐碼頭主體結(jié)構(gòu)的目的。其主要考慮的是樁力和彎矩以及水平移動距離等參數(shù)。 鋼管樁作為碼頭工程的主要樁基結(jié)構(gòu)形式時，其沉樁容易操作，但造價較高，在不需要較高承載需求的情況下可酌情采用。2）預(yù)應(yīng)力混凝土樁，這樣的樁基形式與鋼管樁相似，也是采用幾根直樁和幾根叉樁共同構(gòu)成一個承載的平面，其斜度與鋼管樁相似，其樁端也能深入至礫砂層或巖面，但是其承載的能力要低于鋼管樁。預(yù)應(yīng)力混凝土

5、樁制作復(fù)雜，要有專門預(yù)制場，沉樁施工難度比鋼管樁較大，稍有不慎易發(fā)生沉樁斷樁現(xiàn)象，但其造價低，承載能力適應(yīng)一般的碼頭要求。3）鉆孔灌注樁，這種樁基形式主要以直樁形式構(gòu)成承載平面，其可以穿越各種土層，更可以嵌入基巖，這是別的樁型很難做到的，垂直承載能力高，施工設(shè)備簡單輕便，但需要搭設(shè)施工平臺，施工周期長，造價高，承受水平荷載能力差。適用于地質(zhì)條件復(fù)雜，覆蓋層薄碼頭工程。綜合來看，碼頭樁基的施工技術(shù)的采用和控制主要是針對的是不同的樁基形式來選擇的，而樁基的形式則取決于地質(zhì)結(jié)構(gòu)和碼頭的基本功能。二、碼頭工程中樁基工程施工技術(shù)分析樁基碼頭的施工是一個十分復(fù)雜的項(xiàng)目，而且施工的質(zhì)量將關(guān)系到整個工程的使用

6、性能。常見的碼頭樁基工程有以下幾種： 1）預(yù)制混凝土樁或者鋼管樁，這種形式一般采用的是水上打樁船來完成作業(yè)，根據(jù)具體的樁直徑、樁的承載力、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的情況而選擇不同的錘形和控制標(biāo)準(zhǔn)，這種成樁的形式為摩擦樁為主。2）工程設(shè)計中還會遇到灌注樁，灌注樁的施工則需要搭建施工平臺，并采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行成孔作業(yè)，主要為回旋鉆或者沖擊鉆。 3）另外，鋼管樁性錨桿嵌巖樁也是一種常見的樁基形式，首先利用打樁船進(jìn)行施工，將預(yù)制的鋼管打入到土 層中，直至基巖面上，然后植入錨桿，最后進(jìn)行灌漿完成施工。下面就兩種主要的樁基施工形式進(jìn)行簡要的介紹：1、沖擊鉆孔樁技術(shù)在碼頭工程中有一部分的工程是需要將棧橋和海堤進(jìn)行連接， 這里

7、常常利用的是鉆孔灌注樁，這樣形成的樁基較為牢固，剛性強(qiáng)，可以將樁基和海堤有效的結(jié)合起來，形成一個整體性的碼頭基礎(chǔ)，提高整個碼頭的穩(wěn)定性。具體的施工步驟如下：1）鉆孔成樁的基本步驟，采用沖擊鉆機(jī)沉放鋼護(hù)筒，然后對黏土層進(jìn)行多次沖擊成孔，對砂礫土層、亂石層、基巖等進(jìn)行必要黏土回填，經(jīng)反復(fù)沖擊成孔。流程為：鉆孔平臺搭建、樁位放樣、埋設(shè)護(hù)筒、鉆孔、清孔、安放鋼筋籠、灌注水下混凝土。2）施工技術(shù)分析第一，在埋設(shè)護(hù)筒的時，應(yīng)保證護(hù)筒按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一般為8mm鋼板制成，護(hù)筒的長度應(yīng)按照實(shí)際的土層情況進(jìn)行選擇，一般以不漏漿為控制埋深深度。埋設(shè)位置必須嚴(yán)格按照設(shè)計要求，為保證護(hù)筒的平面位置和垂直度應(yīng)利用施工平臺

8、基礎(chǔ)樁設(shè)置多層井架固定護(hù)筒。第二，成孔過程，可采用外加循環(huán)泥漿沖擊成孔。錘頭的直徑按照樁徑進(jìn)行選擇，開始鉆孔時需輕拉慢放，保持泥漿不濺出。當(dāng)成孔到一定的深度后，才能夠進(jìn)行正常的鉆孔。在施工中要隨時檢查護(hù)筒底部是否漏漿，必要時加接鋼護(hù)筒，增加護(hù)筒的埋深。另外，沖孔的過程要防止鋼護(hù)筒邊緣卡錘。施工中護(hù)筒如果出現(xiàn)破損應(yīng)及時將其取出并回填硬質(zhì)的黏土，對損壞的護(hù)筒進(jìn)行處理后重新埋深到位方可重新施工。如沖孔的位置出現(xiàn)了傾斜就應(yīng)當(dāng)停止施工，處理的方法是將對成孔進(jìn)行回填，直至發(fā)生傾斜的位置，然后再進(jìn)行重新的沖擊成孔。第三，清理成孔。清孔的過程一般分為兩個階段，第一次是在成孔后立即進(jìn)行，利用淘渣筒進(jìn)行清理，第一

9、次清孔主要是清理泥塊和大粒徑的沉渣。第二次清孔是在鋼筋籠和導(dǎo)管安裝到位后進(jìn)行，二次清孔是利用正循環(huán)進(jìn)行，隨著清理時間增加而降低泥漿的密度，直至沉渣符合設(shè)計要求。應(yīng)注意的是不論是那次情況都需要保證孔壁的穩(wěn)定。第四，吊裝鋼筋籠。在吊放鋼筋籠時應(yīng)當(dāng)注意的是保證垂直和速度控制， 做 到準(zhǔn)確和緩慢以防止破壞孔壁。安裝到位后應(yīng)當(dāng)利用橫筋來固定，保證其位置的相對準(zhǔn)確。第五，混凝土灌注。灌注是鉆孔樁的重點(diǎn)工藝技術(shù)，在這里應(yīng)當(dāng)保證灌注的連續(xù)性，利用各種操作技術(shù)來防止斷樁的出現(xiàn)。因此，應(yīng)保證導(dǎo)管埋深，混凝土供應(yīng)連續(xù)，提管保持導(dǎo)管的上下移動 3-5次，移動的幅度在 50cm左右。待灌注至頂部的時候，應(yīng)控制混凝土灌注

10、量，超灌高度應(yīng)不小于50cm，以此保證樁頭的強(qiáng)度。2、錨桿嵌巖樁技術(shù)1）錨桿嵌巖樁的施工流程：管樁沉放、搭建設(shè)備平臺、鉆機(jī)設(shè)備就位、鉆取樁孔內(nèi)覆蓋層及清孔、樁孔內(nèi)安裝導(dǎo)向架組合體、注漿封固導(dǎo)向架底部、鉆孔及清孔、安裝錨桿、注漿、拆除導(dǎo)向架、澆灌樁內(nèi)混凝土。2）施工的技術(shù)分析第一，管樁內(nèi)成孔。施工中采用鉆機(jī)對管樁內(nèi)進(jìn)行取覆蓋層施工，如施工中遇到樁靴反卷就應(yīng)當(dāng)立即停止鉆孔，防止出現(xiàn)后續(xù)的事故，并及時進(jìn)行處理。第二，管樁清孔。鉆進(jìn)完成后，一般采用氣舉法進(jìn)行清孔，該方法為反循環(huán)，施工時需注意孔口保護(hù)，保證清除的沉渣不能再次進(jìn)入到孔中。第三，導(dǎo)向架的安裝。導(dǎo)向架是由鋼管和導(dǎo)向盤制成，導(dǎo)向架應(yīng)在施工前制作

11、完成，并將其和鋼管連接起來。安裝時利用鉆機(jī)的卷揚(yáng)設(shè)備逐節(jié)放入到管樁孔內(nèi)，直至達(dá)到孔底，然后注漿封固導(dǎo)向架底部。第四，錨桿孔的施工。在施工的前期應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)勘測報告和工程經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行錨桿孔的施工，一般采用牙輪鉆，其次為合金鉆頭。標(biāo)準(zhǔn)的基巖錨孔鉆進(jìn)工藝應(yīng)按照基本參數(shù)進(jìn)行，控制鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵量等。這些參數(shù)都應(yīng)當(dāng)按照具體的工程實(shí)踐來進(jìn)行選取，主要保證的是成孔的穩(wěn)定。錨孔鉆成后也需要進(jìn)行必要的清孔，清孔的方式可以采用氣舉反循環(huán)進(jìn)行，直至清理至鉆孔深度，如果形成的沉渣過多，則可以利用彈簧鋼絲鉆頭來進(jìn)行直接取渣。另外，如在成孔的過程中出現(xiàn)了錨孔坍塌的情況，就應(yīng)當(dāng)對錨孔進(jìn)行水泥凈漿封閉處理，待水泥和巖層結(jié)合并達(dá)

12、到一定的黏合強(qiáng)度后進(jìn)行二次鉆孔。第五，安裝錨桿和注漿。將錨桿用卷揚(yáng)機(jī)吊至導(dǎo)向架的孔口，下到孔內(nèi)。同時，注漿管也與預(yù)裝在錨桿上的32注漿管逐節(jié)相連，下到孔內(nèi)。根據(jù)錨桿長 度，錨桿底端位置放到孔底后，方可進(jìn)行注漿工序。第六，錨桿安裝完畢，經(jīng)過檢查達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，就可以進(jìn)行管樁內(nèi)的后續(xù)施工。安放澆注導(dǎo)管，進(jìn)行水下混凝土的澆注。三、總結(jié)綜合的看，碼頭工程中的樁基施工技術(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)樁基的類型和施工環(huán)境來進(jìn)行選擇和進(jìn)行。但是無論采用哪種施工技術(shù)對鉆孔樁都需要嚴(yán)格控制樁基的成孔、清孔、灌注等關(guān)鍵步驟，以此提高成樁的強(qiáng)度和質(zhì)量。參考文獻(xiàn)：1范春紅 .淺談碼頭樁基質(zhì)量問題的控制技術(shù) J.科技資訊 , 2010,(28) .2陳利.水下樁基工程中施工技術(shù)的研究 J.建筑科技資訊 , 2009,(35) .3李延樞 .某碼頭樁基施工技術(shù)分析 J.中國水運(yùn) (下半月 ), 2010,(04) .4柯肖軍 .碼頭樁基沉降控制法影響