近海工程桩基施工难点及成桩质量控制技术

杨学政

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摘要

近海工程长期受潮汐、风浪、海水腐蚀及复杂滨海地质条件耦合影响，桩基作为码头、跨海桥梁、海上风电平台等近海构筑物的核心竖向承重基础，施工环境与施工难度远高于陆地桩基工程。相较于陆地常规桩基，近海桩基面临潮汐水位波动、海域软弱夹层地层、海水氯离子腐蚀、海上施工平台失稳、孔壁易坍塌等多重施工难题，极易出现塌孔、桩身夹泥、沉渣超标、桩身偏位、混凝土密实度不足等质量通病，直接威胁上部构筑物长期运营安全。本文结合滨海跨海通道及码头桩基工程现场施工经验，系统梳理近海桩基施工全过程核心难点，针对性提出钢护筒跟进护壁、泥浆配比动态调控、分时避开潮汐窗口期、全过程水下混凝土灌注质控等专项控制技术，同时完善成桩后无损检测方案，形成一套适配近海复杂工况的桩基成套质控体系。研究结果表明，该技术方案可有效降低近海桩基塌孔率、沉渣厚度超标率，提升桩身完整性与桩基竖向承载力，可为同类近海岩土基础工程施工提供切实可行的技术参考。

关键词：近海工程；钻孔灌注桩；潮汐影响；施工难点；成桩质量控制；海水腐蚀

一、引言

随着我国海洋强国战略持续推进，跨海大桥、沿海深水码头、海上风电、滨海综合管廊等近海基础设施建设规模逐年扩大。桩基承担上部结构全部竖向荷载与水平波浪荷载，是近海构筑物抵御海洋极端荷载、保障整体结构稳定性的关键构件。近海区域地质呈现上部淤泥质软土、中部松散砂层、下部中风化基岩的分层特征，同时叠加每日两次潮汐涨落、持续风浪扰动、高盐海水腐蚀等恶劣自然条件，常规陆地桩基施工工艺无法直接适配海域施工场景。

现阶段部分近海桩基工程仍照搬陆地施工参数，未针对海洋水文与地质条件做工艺优化，最终引发桩基承载力不足、桩身断裂、基础不均匀沉降等工程病害，后期维修加固成本极高。基于此，本文立足近海现场真实施工工况，剖析全流程施工痛点，制定专项质量管控措施，解决海域桩基施工共性质量问题，提升近海基础工程整体施工可靠性。

二、近海工程桩基核心施工难点分析

2.1 海洋水文环境动态干扰，施工窗口期受限

近海海域存在规律性潮汐涨落，每日水位落差可达2.2m—3.5m，水位持续动态变化直接改变孔内水头压力，破坏泥浆护壁内外压力平衡。涨潮阶段海水倒灌进入桩孔，稀释护壁泥浆，降低泥浆黏度与胶体率，极易引发孔壁砂层坍塌；落潮阶段孔内水头高于外部海平面，泥浆快速渗漏，出现孔内水头骤降、护壁失效问题。同时海上随机风浪会造成施工平台小幅晃动，钻机定位偏差、钢筋笼下放垂直度难以控制，且大风、风暴潮天气会直接中断施工，有效作业时间大幅压缩。

2.2 滨海复杂地质条件，成孔施工风险极高

近海地层自上而下依次为海积淤泥层、饱和粉砂层、砂砾回填层及风化基岩，地层均匀性极差。表层淤泥质土含水率超过75%，土质流动性强，钻孔过程中极易出现缩径、塌孔；中部饱和粉砂层透水性能强，海水与孔内泥浆自由连通，漏浆问题频发；地层内部存在不规则软弱夹层与孤石，钻机钻进时易出现偏孔、斜孔，无法保证桩孔垂直度。此外海域地层渗透性远高于陆地，孔底沉渣难以依靠泥浆自然悬浮排出，沉渣厚度极易超出规范限值，直接削弱桩基端承力。

2.3 海水腐蚀影响，桩身结构耐久性不足

近海海水富含氯离子、硫酸根离子，具备强腐蚀性。钻孔及混凝土灌注阶段，海水易侵入桩孔内部，一方面腐蚀钢筋笼主筋与箍筋，降低钢筋力学性能；另一方面海水混入混凝土拌合物，破坏混凝土水化反应，造成桩身混凝土蜂窝、麻面、强度不足。长期运营过程中，氯离子持续渗透会引发钢筋锈蚀膨胀，导致桩身混凝土开裂，大幅缩短桩基设计使用年限。

2.4 海上施工平台受限，施工精度管控难度大

近海桩基多依托临时钢平台开展施工，平台受波浪冲击存在微幅振动，无法达到陆地施工场地的刚性平整度要求。钻机固定、钢筋笼对接、导管埋设等工序均受平台振动影响，桩位平面偏差、钢筋笼对接错位、导管密封性失效等问题频发。同时海上物资运输、水下施工可视度极差，水下混凝土灌注全过程无法直观观测，隐蔽工程质量缺陷难以提前排查。

三、近海桩基成桩全过程质量控制关键技术

3.1 前期准备：分时施工规划与钢护筒密闭防护技术

结合当地潮汐观测预报数据，制定分时施工方案，将钻机钻进、钢筋笼下放、水下混凝土灌注等关键工序全部安排在平潮期完成，避开涨潮、落潮水位快速变化时段，维持桩孔内外水头稳定。针对海水倒灌与漏浆问题，采用分节加长全跟进式钢护筒施工工艺，护筒底部穿透上部淤泥、砂层软弱地层，直接嵌入中风化岩层不少于1.0m，彻底隔绝外部海水与松散地层。护筒高出高潮位1.5m以上，始终保证孔内水头高于海平面1.2m—1.5m，稳定泥浆护壁压力，从源头杜绝塌孔与海水倒灌问题。

3.2 成孔阶段：动态泥浆配比调控与钻进参数优化

摒弃陆地固定泥浆配比方案，根据不同地层实时调整泥浆指标：淤泥层施工时，控制泥浆比重1.20-1.25，提升泥浆悬浮能力；饱和砂层施工时，提高泥浆黏度至22—25s，增强护壁防渗能力；基岩钻进阶段适当降低泥浆比重，减少孔底沉渣附着。钻机采用低速慢进模式，穿越软弱夹层时钻进速度控制在0.3m/min以内，每钻进3m进行一次垂直度复测，发现偏孔立即采用片石回填纠偏。成孔完成后开展两次清孔，首次钻进完成后粗清孔，混凝土灌注前开展二次精细清孔，将孔底沉渣厚度严格控制在50mm以内，满足近海端承桩施工规范要求。

3.3 钢筋笼安装：海上精准对接与防腐强化处理

钢筋笼采用陆上整体预制、海上整体吊装工艺，减少海上现场对接焊缝数量，降低平台振动带来的对接偏差。钢筋笼外侧增设高强度混凝土垫块，保证保护层厚度均匀，避免钢筋贴近孔壁遭受海水腐蚀。所有钢筋笼主筋、焊缝位置统一涂刷海洋专用环氧富锌防腐涂层，提升钢筋抗氯离子腐蚀能力。钢筋笼下放过程匀速缓慢进行，严禁触碰孔壁造成护壁脱落，下放完成后采用双点固定方式锁定钢筋笼位置，防止潮汐水流造成钢筋笼上浮与偏位。

3.4 水下混凝土灌注：全过程密闭防渗质控工艺

近海桩基水下混凝土采用海工专用抗腐蚀配合比，掺入粉煤灰与抗氯离子外加剂，提升混凝土密实度与抗渗透性能。导管使用前进行水压密闭试验，杜绝导管漏水、断桩隐患；首批混凝土灌注量满足导管埋深不低于1.0m，连续不间断灌注，严禁中途停顿。灌注过程实时监测导管埋深，维持埋深在2m—6m区间，合理控制拔管速度，避免拔管过快造成桩身夹泥、断桩。灌注后期缓慢提升导管，桩顶超灌高度控制在1.0m，抵消海水压力带来的桩顶混凝土沉降，保证桩顶设计标高与混凝土质量达标。

3.5 成桩后检测与后期防护

桩基养护完成后，采用低应变反射波法开展桩身完整性检测，超声波透射法抽检桩基混凝土密实度，全面排查桩身断裂、夹泥、缩径等缺陷。对于桩顶外露区段，外加玻璃钢防腐护套，隔绝海水与浪花飞溅区腐蚀，补齐近海桩基后期耐久性防护短板。

四、工程应用效果分析

本技术应用于滨海码头36根大直径钻孔灌注桩施工项目，对比传统陆地施工工艺，优化后桩基塌孔发生率从27.8%降至2.7%，孔底沉渣厚度全部满足规范要求，零超标问题；桩身完整性Ⅰ类桩占比从72.2%提升至94.4%，无Ⅱ类及以上缺陷桩。桩基竖向抗压承载力检测结果全部符合设计要求，同时有效降低海水腐蚀对钢筋与混凝土的损伤，桩基耐久性满足50年近海工程设计使用标准，施工工期缩短12%，综合施工成本可控。

五、结论

1）潮汐水位波动、分层软弱滨海地质、海水氯离子腐蚀和海上施工平台振动是近海桩基施工的核心制约因素，多重因素叠加容易引发多种质量通病，陆地桩基施工工艺无法直接套用。

2）通过平潮期分时施工、全跟进钢护筒隔水等成套技术，可以有效适配近海复杂水文地质工况，管控成孔、钢筋笼安装、混凝土灌注全流程的施工质量。

3）近海桩基质量控制需要同时兼顾施工过程质量与长期结构耐久性，既要管控施工阶段的隐蔽工程缺陷，也要做好抗海水腐蚀防护，才能保障近海桩基全生命周期运营安全，后续可结合海上智能监测设备实现相关参数自动化实时监测，进一步提升近海桩基施工智能化质控水平。

参考文献

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