王亚琦
云南省港航投资建设有限责任公司 云南省昆明市661400
摘要：我国水运工程施工技术目前在世界处于领先地位，水运建设的灌注桩设计技术日趋成熟而且在不断地改进和探索。近年来我国推进一系列大型跨国水运工程，出于世界各地地质水文条件的特殊性，有必要在水运工程建设的工作过程进一步完善灌注桩施工工艺，以填补国内空白。因此本文就水运工程灌注桩的设计与应用方面一些普遍性的问题进行分析，并阐述其可行的技术措施。
关键词：水运工程；灌注桩；设计技术
引言：当今时代我国建筑工程行业发展跨度较大，水运工程施工广泛涉及到海外投资、港口改造等具有国际影响力的重大事件，因此需对其存在的难点和问题进行关注。水运工程施工中灌注桩设计关系到整个工程的基础施工质量，实际施工面临的施工条件因地而异，应用技术相对复杂，又属难点当中的难点，因此有必要保证其施工质量，减少对水运工程整体质量的不利影响。
1灌注桩施工技术的概述
1.1灌注桩施工技术特点
灌注桩与传统的压力桩相比，产生的噪音更低，土体振动更小，能够有效降低成桩过程中对地基承载能力的影响。如果施工环境中面临以软土地基为主的施工条件，灌注桩比压力庄更能够应对复杂的地质条件、水文条件、施工技术等综合性因素，因此在当今诸多工程施工中比较常见。
1.2水运工程灌注桩特点
水运工程灌注桩的施工特点是直接需要面对水源地及水下的地质与水文条件，施工现场地形复杂，水体冲击承载力不稳定且季节变化大，土体强度薄弱、岩体稳固性较差等，一般情况下打桩技术受土体、岩体强度影响，桩体歪斜的现象常有发生，因此在通常情况下多采用灌注桩技术，灌注混凝土一方面振动频率较低，一方面能够强化土体结构，以最大限度地改善施工条件。
2灌注桩的种类
2.1钻孔灌注桩
钻孔灌注桩指通过钻孔的方式来构造桩孔的技术，是一种常见于各类工程的成桩技术[1]。一般可分为全套钻孔桩技术和泥浆护壁灌注桩技术，前者又名贝诺特桩技术，利用大型液压管钻机进行静压成桩，属于国际上较为领先的成桩工艺，适用于大型陆上桥梁工程成桩施工，在水运工程方面由于设备应用环境条件较差，因而较少使用。泥浆护壁灌注桩在水运工程中的应用较为频繁，配套方法比较丰富，近年来是水运工程中常见的成桩工艺。
2.2无孔灌注桩
无孔灌注桩亦称嵌岩灌注桩，这种灌注桩与相比具有更高的稳固性，其中，与泥浆护壁钻孔桩相比主要特点在于在基岩部分进行桩孔嵌入，水下岩体通过侧向及桩端的积压持力对桩体进行加固，桩体沉降小、抗震能力强，适用于水下、岸滩等软弱地基及复杂地质条件。无孔灌注桩适用于工程质量要求及较高的大型水运工程，对施工工艺要求严格，施工成本也相对较高。
2水运工程施工中应用灌注桩技术存在的质量风险
2.1灌注桩钻孔的缩颈现象
水运工程施工中，缩颈现象一般多发于无孔灌注桩施工过程中。缩颈现象的成因较为复杂，比较常见的是地质、水文条件对施工过程产生的影响，例如水下施工时混凝土灌注施工速度过快，搅动钻孔外侧的水体淤积层致使杂物进入钻孔，或者混凝土灌注施工之过程中清理钻孔不及时，钻孔周围压力过大，等等。
2.2导管连接出现漏水现象
一般情况下导管连接漏水都是因为连接不严密导致的，例如导管上升速度过快脱离了混凝土，极少部分是施工人员在插入导管时对连接处扎绑不严密，或者没有将导管深入地插入混凝土，等等，导致成桩过程中出现漏水现象。
2.3施工完成后灌注桩断裂
桩断裂首先应排查混凝土灌注是否存在质量不合格的因素，主要原因一般产生于混凝土灌注施工过程之中的工艺、操作问题[2]。例如导管插入深度不够导致灌注时水灌入孔洞，致使混凝土无法有效凝结，或者灌注的时间过长导致水灌入孔洞，对混凝土产生了稀释作用，导致桩体质量问题而产生断裂现象，只有极少部分是源自于混凝土材料及规格的问题。
3水运工程灌注桩设计中的质量控制
3.1对成孔进行质量控制
钻孔工序的成孔质量与桩体自重及承载力有直接关系，是水运工程灌注桩施工时的关键性工序，钻桩成孔的施工质量直接影响到桩基础的施工质量。水运工程灌注桩对桩体与地质结构之间形成整体联系的要求很高，面临的地质水文条件又多是软土地基，一旦出现杜绝桩孔偏斜、桩基踏空等严重的施工质量问题，成孔质量不能满足桩体承载力，就会导致桩体与地质结构不能很好地融合，严重可引发结构塌陷事故。因此钻孔成孔必须桩体必须通过钻孔释放桩身所承受的侧向及竖向压力，切实使柱体结构稳定地嵌入深埋水下的土体或岩体。
3.2加强清孔工作
清孔作业对于保持水运工程灌注桩成桩质量的意义非常重大，由于水运工程多水下成桩作业，水下淤积物较多，水体搅动频繁，钻孔内常常出现废弃物[3]。废弃物进入混凝土内会导致柱体承载力下降，因此钻孔内出现废弃物堆积会影响灌注桩施工进度，导致灌注作业停工，已灌注完成的也要返工。基于此，钻孔作业应与清孔工作保持同步，水下钻孔作业应用水冲洗反而会导致废弃物的增加，应考虑通过泥浆冲洗完成清孔工作，利用泥浆流动产生的动能将桩孔中的废弃物搅动、带出，保持桩体处于工作状态下的情况高效完成清孔作业。
3.3对桩体的质量进行控制
水运工程灌注桩施工的成桩质量事关工程管理的多个角度，例如最基础的材料采购，合作关系稳定且具备产品合格证明的供应商更有助于提供质量有保障的施工原材料，职业素养深厚的质量检测人员也能够保证降低伪劣产品出现在水运工程施工现场的风险。施工经验丰富的工作人员也能够科学控制混凝土材料混合配比，选择资质较高的监理公司能够提高监理记录的质量，为水运工程灌注桩的维修复工作提供有效的参考依据，多头并举才能最大限度提高施工质量与效率。
4常见的灌注桩设计施工难点
4.1吹填区机抛石区灌注桩的设计施工
吹填区灌注桩施工通常面临软土地基上的作业问题，如果利用河床或河滩上的淤泥与粘土混合进行泥浆护壁的强化措施，淤泥的厚度和硬度因地而异，并不一定能达到设计要求，因此此种措施具有风险。因此有必要根据淤泥状况调节粘土中添加的石灰量，利用搅拌作业对地基进行改良，使其达到设计标准规定的承载能力，预防因土质松软导致的地基塌陷和桩孔移位风险。
4.2码头抛石棱体上灌注桩的设计施工
水运工程诸如码头的灌注桩施工，水上施工作业的比例较大，对施工工序的要求应严格按照行业标准实施。例如码头后方造船平台道板施工过程中，通常要先进行沉箱安装后再回填墙后混凝土，充分改善施工条件后再进行灌注桩施工。两道工序面临着海水渗透灌注桩护壁泥浆的影响因素，影响成孔过程及成孔质量，给施工环境带来隐患。针对此问题首先考虑强化抛石棱体与抛石基床的连接稳固性，尽量减少沉箱承担的侧向压力。可选择体积较大的石块构造沉箱结构，在沉箱后方灌注桩孔中填充粘土进行造浆作业，对石块缝隙进行填堵保护，进而有效保护钻孔内壁及孔底稳定性，最大程度减少桩体的坍落量，保证顺利成孔。
结语：水运工程灌注桩施工面临着一系列成孔质量控制的难点问题，相关成孔技术要根据地质及水文所面临的实际情况进行选择，在设计施工难点的质量控制方面，要关注吹填区软土地基强化与码头抛石棱体成孔两个难点的相关施工保护措施，综合来看，水运工程灌注桩施工技术仍有很大改进和提高的空间，以待广大建筑界人士进一步对其进行优化设计和技术改良。
参考文献：
[1]陈静.水运工程灌注桩设计施工难点解析[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,(22):1096-1096.
[2]宋宇.水运工程灌注桩设计施工难点解析[J].建筑工程技术与设计,2015,(36):537.
[3]刘相良,郝艳广.水运工程灌注桩设计施工难点解析[J].商品与质量,2017,(8):106,108.