長洲潛壩鉆孔灌注樁施工

韋思紅

（廣西眾益工程造價咨詢有限公司，廣西 南寧 530000）

長洲水利樞紐船閘（即1＃、2＃船閘）上游引航道左側(cè)為導(dǎo)航墻、靠船墩及隔水堤。根據(jù)樞紐整體水工模型試驗的成果，上游引航道左側(cè)隔水堤堤頭較大水域范圍內(nèi)的橫向流速偏大（超過規(guī)范允許的0.30 m/s），影響船舶安全進出。為了解決該問題，經(jīng)試驗研究，需在隔水堤堤頭布置由9個混凝土潛壩組成的非連續(xù)外擴段。在前期施工中，因船閘上游圍堰設(shè)置、工期等原因僅建成了靠近堤頭的4個潛壩，剩余5個尚未施工。目前，長洲樞紐上游水位已按正常蓄水位運行，雙線船閘已建成通航。上游引航道外擴段5個潛壩原設(shè)計方案的施工條件已完全改變（需全部水下施工，且水位在枯水期基本維持在設(shè)計正常蓄水位20.60 m）。5個潛壩工程的施工組織設(shè)計，包括鉆孔灌注樁、施工平臺、上部壩體混凝土（包括基礎(chǔ)承臺、水下潛壩壩體和部分水上潛壩壩體）施工。

1 準(zhǔn)備工作

1.1 測量復(fù)核

對勘測設(shè)計部門的交樁點進行復(fù)核，按照施工需要加密控制網(wǎng)，復(fù)核結(jié)果經(jīng)監(jiān)理復(fù)核認可后方可使用。

本工程的樁基采用坐標(biāo)法測定。樁基放樣：根據(jù)施工圖計算橋墩上樁位的坐標(biāo)，從控制點直接測設(shè)樁位坐標(biāo)，測量誤差在橋的順墩向和橫墩向不大于5 mm，并用鋼尺復(fù)核每只墩樁與樁的相對位置，再填寫樁基軸線和樁位標(biāo)志記錄。

1.2 設(shè)置護筒

護筒采用埋設(shè)法施工，護筒頂部高出施工平臺（高出正常水位4 m）30 cm，護筒內(nèi)徑比樁徑大200 mm～400 mm。護筒埋設(shè)深度為到風(fēng)化巖層，護筒中心偏差要求小于2 cm，護筒豎向傾斜度小于1 %。護筒距離水面2 m處開設(shè)1個20 cm×30 cm溢漿孔，以便泥漿循環(huán)通暢。

1.3 泥漿制備

采用原土造漿，制作泥漿的黏土要選擇塑料指數(shù)較大，含砂率小的黏土。護壁泥漿采用比重1.2～1.4，黏度18 ″～22 ″的黏土。試驗?zāi)酀{的全部性能指標(biāo)，并在鉆進中定期檢驗?zāi)酀{比重、黏度、含砂率、膠體率等，并填寫泥漿試驗記錄表。泥漿循環(huán)使用，廢棄泥漿沉淀后外運。

2 鉆孔施工

2.1 鉆孔準(zhǔn)備

鋼平臺施工后，馬上進行鋼護筒施工。

在樁位復(fù)核正確，護筒、標(biāo)高已測定的基礎(chǔ)上，鉆機才能就位。

鉆機就位前，對各項準(zhǔn)備工作進行檢查。確保鉆機頂部起吊滑輪緣轉(zhuǎn)盤中心與樁孔中心三者在一垂線上，其偏差要求小于2 cm，同時鉆桿垂直度小于1 %。鉆機就位后，用枕木作機座，使底座和頂端平穩(wěn)，在鉆進和運行中不應(yīng)產(chǎn)生位移和沉陷。

2.2 成孔

成孔前必須檢查鉆頭保徑裝置、鉆頭直徑。鉆頭磨損超過要求時，應(yīng)及時修復(fù)或更換，更換鉆頭必須通知監(jiān)理檢驗、復(fù)量。鉆頭直徑采用1000 mm的。

鉆進時應(yīng)先輕壓、慢速鉆進并控制泵量，逐漸加大轉(zhuǎn)速和鉆壓，正常鉆進。在鉆進過程中，進尺后快慢根據(jù)土質(zhì)情況來控制，并經(jīng)常對鉆孔泥漿的相對密度和漿面等檢查觀察。在黏性土及含砂率小的泥巖中，宜用中等轉(zhuǎn)速稀泥漿鉆進，在砂性土及含砂率高的地層中，宜用低轉(zhuǎn)慢速、大泵量、稠泥漿鉆進。泥漿比重調(diào)整為 1.25～1.35，具體根據(jù)孔位的土質(zhì)情況進行調(diào)整。鉆進速度不宜過快，并適當(dāng)提高泥漿比重，密切觀察，低速慢進，保證鉆孔質(zhì)量。

施工作業(yè)分班連續(xù)進行，施工過程一氣呵成，不宜中途停頓，如確因故須停止鉆進時，不許將鉆頭停放在孔底超過12 h，以免被泥漿埋住鉆頭。成孔達到設(shè)計深度時，要測量機上余尺，確保設(shè)計有效樁長。經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，方可進行第一次清孔。

2.3 終孔及清孔

成孔工序驗收合格后，進行第一次清孔工序的施工。清孔采用換漿法施工。即鉆孔完成后，提起鉆錐至距底約 50 cm～80 cm，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，然后輸入相對密度較低的泥漿進行泵吸，反循環(huán)清孔至符合要求為止。

清孔就是對孔內(nèi)的石碴、泥漿進行必要的清理，判斷孔內(nèi)含泥量、含碴量和孔底沉渣是否達到設(shè)計要求及滿足灌注要求。

一次清孔后不符合要求的，要采取措施：如改善泥漿性能、延長清孔時間等方式再進行清孔。

第一次清孔利用成孔鉆具直接進行，清孔時先將鉆頭提離孔底15 cm～20 cm，輸入泥漿循環(huán)清孔，并應(yīng)控制泥漿比重，調(diào)節(jié)泥漿性能。第二次清孔：第一次清孔后，提出鉆桿，測量孔深，并抓緊時間安放鋼筋籠和混凝土導(dǎo)管，通過混凝土導(dǎo)管壓入清漿，進行第二次清孔，清孔的方法是在導(dǎo)管頂部安裝一個彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再從孔底沿著導(dǎo)管外置換沉渣。清孔后孔內(nèi)泥漿密度≤1.15，孔底沉渣滿足設(shè)計要求≤5 cm。二次清孔停止前，應(yīng)做好灌注的準(zhǔn)備工作，以便確保在停止清孔后30 min內(nèi)開灌（成孔結(jié)束至初灌間隔時間不得大于孔壁穩(wěn)定時間）。若超過30 min，必須重新測定沉淤，若沉淤值超標(biāo)，必須重新清孔至符合要求。

2.4 泥漿排放

現(xiàn)場用集裝箱作泥漿池（沉淀池）與泥漿箱。開鉆之前，泥漿池必需經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，方可實施。鉆進時，細粒鉆渣經(jīng)7.5 kW回漿泵抽回泥漿池內(nèi)，沉淀后用7.5 kW排污泵抽吸至泥漿箱內(nèi)。經(jīng)泥漿池沉淀后的優(yōu)質(zhì)泥漿使用循環(huán)3PN泵吸流回鉆孔內(nèi)。儲存在泥漿箱內(nèi)的廢漿由專用泥漿運輸車輛外運至規(guī)定地點進行排放。

3 鋼筋籠制作安裝

3.1 鋼筋籠制作

（1）鋼筋籠采用分節(jié)制作，并預(yù)留一定搭接長度。

（2）施工現(xiàn)場搭設(shè)鋼筋籠制作棚，并加工專用鋼筋籠制作架子。

3.2 鋼筋籠安裝

（1）鋼筋籠分節(jié)形成，必須由鋼筋工班長自檢，安放前會同監(jiān)理進行驗收，并當(dāng)場進行隱蔽工程驗收簽證，未經(jīng)驗收的鋼筋籠不得下放。

（2）鋼筋籠堆放場地應(yīng)平整，堆放層數(shù)不得超過二層，并分別掛牌做好標(biāo)志。

（3）為保證鋼筋籠的標(biāo)高，由測量工測定鉆機平面標(biāo)高，由施工員測定焊接吊筋長度。

（4）每根鉆孔樁鋼筋籠安裝過程中，根據(jù)設(shè)計要求使用聲測管。聲測管管底伸入土中200 mm，頂標(biāo)高高出地表標(biāo)高0.15 m。聲測管采用Φ50無縫鋼管，接頭采用套管形式，嚴禁漏水。聲測管底部用薄鋼板密封，聲測管底部20 cm鉆取9個Φ10壓漿孔，外套δ=1.5 mm橡膠管，橡膠管兩端用鐵絲扎緊。頂部用木枕封堵密實。聲測管與鋼筋籠焊接固定成一個整體，隨鋼筋籠一起沉放到位。

4 水下混凝土灌注

4.1 下灌注導(dǎo)管

使用Φ258 mm快速接頭灌注鋼導(dǎo)管，導(dǎo)管吊裝前試拼，接口連接嚴密牢固，導(dǎo)管使用前應(yīng)進行水密承壓試驗，嚴禁用壓氣試壓。導(dǎo)管吊放完畢后，繼續(xù)輸入相對密度較低的泥漿，進行泵吸反復(fù)循環(huán)清孔直至符合要求為止。

4.2 混凝土灌注

水下砼采用C30商品砼，單根樁測量砼坍落度要不少于2次。砼灌注量與泥漿至砼面高度、砼面至孔底高度、泥漿的密度、導(dǎo)管內(nèi)徑及樁孔直徑有關(guān)。砼實際澆灌量不得小于計算值，充盈系數(shù)控制值在1.1～1.2以內(nèi)。

商品砼采用砼車輸送的方式。

砼灌注是確保成樁質(zhì)量的關(guān)鍵，灌注應(yīng)連續(xù)進行，不得中斷，盡量縮短砼灌注時間，單樁砼灌注時間不超過6 h，以防止樁孔內(nèi)頂層砼失去流動性，頂升困難，造成質(zhì)量事故。

開灌前應(yīng)做好一切準(zhǔn)備工作，待砼運輸車到達現(xiàn)場后，檢查砼坍落度及離析程度。

4.2.1 首批砼灌注

首批灌注砼的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度和填充導(dǎo)管底部的需要。

在確定砼可以使用后，先在導(dǎo)管上端連接砼漏斗，開始灌注時，應(yīng)在漏斗下口設(shè)置隔水球，當(dāng)漏斗箱內(nèi)儲足首批灌注的砼數(shù)量時，剪斷吊住隔水球的鐵絲，使砼猝然落下，迅速落至孔底并把導(dǎo)管裹住。保證導(dǎo)管埋入砼面超過1.20 m。當(dāng)孔口大量返出泥漿，說明初灌成功，進行連續(xù)灌注作業(yè)。此時，導(dǎo)管底部至孔底保持0.25 m～0.4 m的距離。若超過要求時，應(yīng)調(diào)整導(dǎo)漿管的長度或采取其他措施。

由于孔徑越大，首批灌注的砼量就越多，由于砼量大，攪拌時間長，因此可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象。首批砼在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現(xiàn)導(dǎo)管中堵滿砼，甚至漏斗內(nèi)還有部分砼，此時應(yīng)加大設(shè)備的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉導(dǎo)管，若起重能力不足，則應(yīng)用卷揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使砼順利下滑至孔底，下灌后，繼續(xù)向漏斗加入砼，進行后續(xù)灌注。

4.2.2 后續(xù)砼灌注

邊灌注砼邊提升導(dǎo)管，邊拆除上一節(jié)導(dǎo)管，使砼處于流動狀態(tài)，當(dāng)導(dǎo)管底埋置于混凝土的深度達3 m左右，或?qū)Ч苤谢炷谅洳幌氯r，應(yīng)將導(dǎo)管提升，提升速度不能過快。提升導(dǎo)管時應(yīng)先將頂上漏斗挪開，然后垂直提升導(dǎo)管，拆去頂上一節(jié)后再接上漏斗，繼續(xù)灌注砼。灌注過程中要經(jīng)常測定導(dǎo)漿管外砼面高度，埋管深度宜控制在2 m～6 m，一次提管拆管長度不得超過6 m，拆管后埋管深度不得小于2 m。

灌注過程中應(yīng)設(shè)專人負責(zé)檢測記錄工作，隨時注意觀察管內(nèi)砼面下降及孔內(nèi)返水情況，及時檢測孔內(nèi)砼面上升，及時提升和分段拆除上端導(dǎo)管。導(dǎo)管下口在砼內(nèi)的埋置深度宜控制在2 m～6 m，導(dǎo)管應(yīng)勤拆，一次提拆不超過6 m。

4.2.3 后期砼的灌注

在砼灌注后期，由于孔內(nèi)壓力較小，往往上部砼不如下部密實，這時應(yīng)稍提漏斗增大落差，以提高其密實度。為確保樁頂質(zhì)量，砼的頂面應(yīng)高出樁頂設(shè)計標(biāo)高，測定砼面確已達到上述要求后方可停止灌注。灌注快完時，也就是最后一或兩根導(dǎo)管時，應(yīng)緩慢拔出，使砼面口緩慢彌合，防止拔快，造成泥漿混入。

4.2.4 砼灌注完畢后

樁徑澆注應(yīng)超過設(shè)計搞成1 m左右，然后仔細鑿除，露出清潔密實的砼表面，與承臺相接，鑿除時須防止破壞樁身。

4.2.5 樁底注漿

樁底注漿在超聲波檢查完畢后，利用樁內(nèi)三根超聲波管道對樁底采用高壓注漿泵壓注C30水泥漿液加強。

壓漿時控制滲入量，確保慢速、低壓、低流量，以讓水泥漿自然滲入砂層。注漿壓力控制在1 MPa以內(nèi)，以0.60 MPa～0.80 MPa為宜，流速控制在30 L/min～40 L/min，每根樁必須一次壓漿完成，完成后需立即密封，防止冒漿。

壓漿采用雙控標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)壓漿量達到設(shè)計要求，或者壓漿量達到設(shè)計要求的80 %，泵壓值達到2 MPa時（在注漿速度較慢的情況下，適當(dāng)加大壓力，一般不超過2 MPa），即可停止壓漿，轉(zhuǎn)移到另一孔進行注漿。

由于以上措施得當(dāng)，施工完成后經(jīng)超聲波檢測，實際檢測樁基合格率為100 %。