浅谈内河航道加固护岸钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

摘要：内河航道作为水上交通运输的重要基础设施，对区域经济发展起着至关重要的作用，随着水运需求的不断增长，内河航道的通行能力和安全性面临更高要求。本文从平台搭建、护筒埋设、钻起钻、成孔验收、下钢筋笼等几个方面，对其施工技术进行了详细的论述，还详细阐述了钻孔灌注桩施工在钢筋焊接件检测、灌注桩砼试压块检测、桩身低应变检测以及灌注桩钻芯取样检测等方面工艺的质量控制，通过对施工工艺的优化和严格的质量把控，可有效提升内河航道加固护岸钻孔灌注桩的施工质量，增强护岸的稳定性和耐久性，为内河航道的安全运行提供坚实保障。

关键词：加固护岸；钻孔灌注桩；检验检测

引言：

对于内河航道加固护岸等工程项目而言，钻孔灌注桩关系到内河航道的正常运行和周边区域的安全。加固护岸工程能够有效防止河岸坍塌以及水土流失，保障航道的稳定和畅通，钻孔灌注桩以其适应性强、承载能力高、施工噪音小等优点在内河航道加固护岸工程中得到广泛应用。

一、钻孔灌注桩施工工艺

（一）平台搭建

施工区域处于水上沿岸，受水域和岸线环境影响，采用回填土方式构建平台的方式能有效利用现场资源，增强平台稳定性。回填土选用级配良好的砂石土，平台宽度需综合考虑施工设备操作空间和安全要求，一般设置为8-10米，过窄不利于设备运转，过宽则增加成本与施工难度。为防止平台侧向位移，通常每隔3-5米布置一道侧向支撑，采用直径不小于200毫米的钢管桩，入土深度不低于3米提供可靠侧向约束。搭建完成后需对平台平整度和高程进行测量，平整度误差控制在±5厘米以内，高程误差控制在±3厘米以内确保后续钻孔灌注桩施工顺利开展，保障整个护岸工程质量。

（二）埋设护筒

护筒一般采用厚度为4-8毫米的钢板卷制而成，需要具备足够的强度和刚度，如图1所示就是埋设护筒施工现场，通过RTK放样确定桩位中心放样误差需控制在±5毫米以内，在埋设护筒时应使护筒的中心与桩位的中心对齐，且误差不大于50mm。护筒的埋深要视地质情况而定，粘土中不能少于1米，砂中不能少于1.5m，护筒的顶端要高于施工水位或地下水位2m，并且要比施工表面高0.3米，这样才能避免有杂物和地表水流入到孔中。埋设过程中可采用振动锤或压重法将护筒压入预定深度，入土垂直度偏差不超过1%，完成埋设后要再次复核护筒的位置和垂直度，保证满足设计和规范要求为后续钻孔作业创造良好条件。

图1：埋设护筒施工现场示意图

（三）钻机起钻

钻机选型时可选用GPS-10系列工程钻机，其动力强劲、稳定性好适用于多种地层条件，起钻时先进行慢速钻进，在孔深达到3-5米前钻进速度控制在0.5-1米/小时，使钻头准确就位引导钻孔方向，保证桩身垂直度。泥浆制备采用膨润土、水和添加剂按一定比例配制，泥浆比重控制在1.1-1.3之间，可增强护壁效果防止塌孔，当孔深超过5米后可转入正常钻进，钻进速度根据地层情况调整，一般为1-3米/小时。钻进过程中要持续补充泥浆，保持孔内泥浆面高出地下水位1.5-2米以确保孔壁稳定。

（四）成孔验收

钻孔深度检查需使用测绳测量确保实际孔深不小于设计孔深，误差控制在+300毫米以内，孔径检查采用笼式井径仪，要求孔径不小于设计值，其偏差应控制在-50毫米至+100毫米范围内保证桩身有足够的承载面积，孔斜检查可使用电子测斜仪，孔的倾斜度不得大于1%，避免桩身出现倾斜影响承载性能。完成上述检查且各项指标合格后进行首次清孔，可采用换浆法，清孔时向孔内注入相对密度为1.1-1.2的新泥浆，置换出孔内含有大量钻渣的泥浆，在换浆过程中严格控制泥浆的各项指标，含砂率不大于4%，黏度控制在18-22s。密切监测孔底沉渣厚度，摩擦桩孔底沉渣厚度不大于300毫米，端承桩孔底沉渣厚度不大于50毫米。

（五）下放钢筋笼

钢筋笼制作时严格按照设计要求选用钢筋规格与数量，主筋一般采用单面焊接连接，焊缝长度不小于10倍钢筋直径确保连接牢固，制作完成后利用浮吊船进行钢筋笼安装，安装前使用锤球检查钢筋笼的垂直度，偏差控制在1%以内，保证其能顺利下放至孔内。下放过程中需缓慢、平稳操作，避免钢筋笼与孔壁碰撞造成塌孔或钢筋笼变形，当钢筋笼下放至孔口时要时刻观察下放情况[1]。每下放一定长度进行一次固定，防止钢筋笼在孔内晃动，安排专人测量钢筋笼的下放深度，保证其顶端标高符合设计要求的同时误差控制在±50mm以内。下放完成后再次检查钢筋笼的位置和垂直度确认无误后进行固定，为保证钢筋笼的保护层厚度可在其外侧设置混凝土垫块，间距一般为2米左右，保障桩身的耐久性和承载性能。

（六）浇筑混凝土

二次清孔采用导管注入清泥浆的方式进行，在钻孔完成并下放钢筋笼后孔底会存在一定厚度的沉渣，这些沉渣会影响桩的承载能力，通过导管向孔内注入清泥浆，利用泥浆的循环和冲刷作用将孔底的沉渣携带出孔外，降低孔底沉渣厚度，使其满足设计和规范要求。砼灌注采用直升导管法并且要进行连续浇筑，直升导管法是将导管直接插入孔底，通过导管将混凝土输送到桩孔内，在灌注前要对混凝土的配合比进行严格控制，确保其具有良好的和易性、流动性和保水性。开始灌注时要保证首批混凝土的数量能够将导管埋入一定深度防止泥浆混入混凝土中，在灌注过程中要保持连续浇筑，避免因中断时间过长导致混凝土凝固，影响桩身的整体性。随着混凝土的不断灌注，导管需要适时提升，提升导管时要缓慢匀速，避免过快导致混凝土面产生波动，混入泥浆也不能过慢造成导管埋入过深，增加提升难度甚至导致导管无法拔出。混凝土灌注到接近桩顶设计标高时要精确控制导管的提升高度和速度，混凝土灌注完成后要及时撤除导管，撤除导管时要注意防止导管内残留的混凝土掉落孔内，影响桩身质量。

二、钻孔灌注桩施工工艺质量控制

（一）钢筋焊接件检测

常见的钢筋焊接方式有单面焊和双面焊，单面焊焊缝长度应不小于10直径，双面焊焊缝长度应不小于5直径，如当钢筋直径为20毫米时单面焊焊缝长度至少为200毫米，双面焊焊缝长度至少为100毫米。对于焊接件的检测数量应按照一定的批量进行随机抽样，一般每300个同类型以及同规格的焊接接头作为一个检验批，当同一台班内焊接的接头数量较少且连续检验10个检验批的抗拉强度试验一次合格率为100%时，可将每600个同类型以及同规格的焊接接头作为一个检验批，每个检验批需随机抽取3个接头进行拉伸性能检测。

拉伸性能检测时将焊接件置于万能材料试验机上，以规定的速率施加拉力直至破坏，试验过程中需准确记录焊接件的屈服强度、抗拉强度和伸长率等指标，焊接件的屈服强度和抗拉强度应不低于钢筋母材的标准值，以HRB400钢筋母材为例，其屈服强度标准值为400MPa，抗拉强度标准值为540MPa，则焊接件的屈服强度和抗拉强度也应分别达到或超过这两个数值[2]。伸长率是衡量焊接件塑性变形能力的指标，一般要求不低于钢筋母材伸长率的70%。如果某一节点抗拉强度小于规定值，或者在焊缝和热影响区出现两处或多处脆断，就会被判定为不合格，这时要双倍抽样复查，如果复查还是不合格，所有的焊接节点都要进行返修。

（二）灌注桩砼试压块检测

在灌注桩混凝土浇筑过程中应按规定制作砼试压块，一般每浇筑50m³混凝土，应制作一组（3块）标准尺寸为150毫米×150毫米×150毫米的立方体试压块，当一次连续浇筑超过1000m³时每200m³制作一组，制作时从同一车混凝土中随机取样分三层装入试模，每层插捣次数按每100cm²不少于12次进行，保证混凝土的密实性。制作完成后立即用塑料薄膜等进行覆盖防止水分蒸发，在标准养护条件下即温度为20±2℃、相对湿度不低于95%的环境中养护28天，也可采用同条件养护以更准确地反映灌注桩混凝土的实际强度增长情况[3]。在相同条件下，等效龄期为每天平均气温累积600℃时相应的龄期，并且不能少于14天，不宜大于60天。养护期满后对砼试压块进行抗压试验，试验时将试压块放置在压力试验机上，以0.3-0.5MPa/s的速率均匀加荷直至试件破坏，记录破坏荷载。

灌注桩混凝土应达到相应的强度等级，以设计强度等级为C30的灌注桩为例，其砼试压块的抗压强度标准值应不低于30MPa，标准养护的试件强度应满足设计强度等级的要求，同条件养护下将试样的强度代表性数值乘以换算系数，可采用1.10的换算系数，但需结合当地的测试数据进行修正。若试压块的抗压强度不符合要求，应进一步对灌注桩进行检测确定灌注桩的实际质量状况，并采取相应的处理措施。

（三）桩身低应变检测

桩身低应变检测的主要目的是评估桩身结构的完整，在钻孔灌注桩施工过程中可能会因各种因素导致桩身出现缺陷，这些缺陷会严重影响桩的承载能力和耐久性，进而威胁到整个工程的安全，通过低应变检测可以及时发现桩身内部存在的问题，为后续的处理提供依据确保桩基础能够满足设计要求。检测时首先要对桩顶进行处理，保证桩顶平整干净，传感器安装牢固，激振设备一般选用力棒或力锤，根据桩径大小和桩长选择合适的激振能量，小直径桩可采用小能量激振，大直径桩则需适当增大激振能量[4]。

（四）灌注桩钻芯取样检测

钻芯取样检测主要内容是混凝土芯样的抗压强度、桩长、桩身完整性以及桩底沉渣厚度等，通常要求芯样直径不宜小于100毫米，每孔截取3组芯样进行抗压强度试验，每组芯样由3个试件组成。钻取芯样的深度需达到桩底以检测桩底沉渣厚度是否符合规范要求，在钻取芯样后应对芯样进行仔细的观察和测量，记录芯样的外观质量、尺寸以及抗压强度等数据。

三、结束语

钻孔灌注桩作为一种有效的加固护岸技术，其施工工艺的每一步都需要严格按照规定操作确保平台搭建稳定、护筒埋设准确、钻进过程顺利、成孔验收合格以及钢筋笼下放符合要求。加强质量控制措施，钢筋焊接件检测、砼试压块检测、桩身低应变检测和钻芯取样检测等对于保证施工质量具有重要意义。这些措施可以有效提升钻孔灌注桩的承载能力和耐久性，为内河航道加固护岸工程提供有力保障。

参考文献

[1]宋涛.港口航道工程建设中的钻孔灌注桩施工技术分析[J].建筑工程技术与设计,2023,11(29):12-14.

[2]袁平.南通船闸下游引航道护岸应急改造工程的组织实施[J].珠江水运,2020,(13):106-108.

[3]田丽英.灌注桩结合短板桩技术在内河航道护岸加固中的应用[J].中国水运(下半月),2019,19(12):117-118.

[4]陈志磊.预钻孔沉桩在城区段航道护岸地基处理中的应用[J].住宅与房地产,2018,(22):179+181.