淺談水利工程灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制

黃佰仲

（高要市大灣圍工程管理處，廣東 高要 526100）

淺談水利工程灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制

黃佰仲

（高要市大灣圍工程管理處，廣東 高要 526100）

筆者結(jié)合某河進(jìn)洪閘除險加固工程北閘基礎(chǔ)灌注樁工程，簡要介紹水利工程灌柱樁施工技術(shù)，并對灌注樁施工質(zhì)量控制作了簡要說明。

水利工程；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1 工程概況

本工程為某河進(jìn)洪閘除險加固工程北閘基礎(chǔ)灌注樁工程。主要作用為宣泄上游洪水經(jīng)過直接入海，以保證中下游地區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全；汛后還可排除澇水，減輕瀝澇災(zāi)害。加固后的北閘為l3孔，單孔凈寬9.5 m，其中中間11孔設(shè)工作閘門，兩端邊孔放置檢修門。基礎(chǔ)為分離式平底板，閘頂高程為9 m。中墩底板下設(shè)11根Ф800 mm灌注樁。樁長16 m，邊墩底板下設(shè)15根Ф800 mm灌注樁，樁長19 m。灌注樁工程總樁數(shù)166根（其中4棵試樁），樁徑Ф800 mm，樁長16～19 m，采用C20混凝土。

2 鉆孔樁施工技術(shù)

鉆孔前的準(zhǔn)備工作主要包括樁位放樣、整理平整場地、布設(shè)施工便道、設(shè)置供電及供水系統(tǒng)、制作和埋設(shè)護(hù)筒、制作鉆孔架、泥漿的制備和準(zhǔn)備鉆孔機(jī)具等。

2.1 場地整理

施工前，樁基處在原地基基礎(chǔ)上清除雜物后夯壓密實(shí)即可。

2.2 測放樁位及高程

由測量人員按建設(shè)單位提供的現(xiàn)場坐標(biāo)點(diǎn)，使用經(jīng)緯儀按樁基平面布置圖測放各個控制點(diǎn)及樁位。樁位測量偏差應(yīng)在10 mm以內(nèi)。由測量人員測定場地地面高程，由此確定施工樁深及樁頂標(biāo)高。

2.3 護(hù)筒埋設(shè)

本標(biāo)段鉆孔樁均使用鋼護(hù)筒，采用3～5 mm鋼板制作。為保證其剛度、防止變形，在護(hù)筒上、下端和中部外側(cè)各焊一道加勁肋。本標(biāo)段的鉆孔樁直徑為800 mm。護(hù)筒埋設(shè)時，其軸線對準(zhǔn)測量所標(biāo)出的樁位中心，周圍和護(hù)筒底接觸緊密，埋深1.0～1.5 m，頂面高程高出地面不小于0.3 m。保證其位置偏差不大于5 cm，傾斜度不大于1%。

2.4 鉆機(jī)就位及行走

埋設(shè)好護(hù)簡后，即可進(jìn)行鉆機(jī)就位。就位時，保證鉆桿中心與樁位重合、樁機(jī)調(diào)平，保證鉆桿垂直度不大于1%，用經(jīng)緯儀和線錐雙向控制，其對中誤差不得大于5 cm。底座應(yīng)用枕木墊實(shí)塞緊，防止鉆機(jī)發(fā)生偏移、傾斜和沉陷。鉆臺行走鋼軌鋪設(shè)必須平直、穩(wěn)固。

2.5 鉆孔工藝

（1）鉆進(jìn)成孔的沖洗液循環(huán)系統(tǒng)采用正循環(huán)方式。鉆進(jìn)開始時泵入清水原土自然造漿，鉆進(jìn)過程中進(jìn)入孔口的泥漿比重為 1.1～1.3。當(dāng)遇易坍塌或縮徑地層或返砂不利時，應(yīng)加入膨潤土造漿，提高泥漿質(zhì)量，以保證孔壁的穩(wěn)定性。

（2）下鉆時，當(dāng)鉆頭距孔底50～80 mm時，應(yīng)開動泥漿泵，使沖洗液循環(huán)2 min左右，然后開動鉆機(jī)，慢慢將鉆頭放到孔底，并適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度。加接鉆桿時，先將鉆具稍微提離孔底，待沖洗液循環(huán)1～2 min后，再擰卸加接鉆桿。鉆進(jìn)過程連續(xù)操作，不得中途停止。

（3）清孔。正循環(huán)鉆進(jìn)施工的樁孔，到達(dá)設(shè)計孔深位置后，停鉆并將鉆頭提離孔底50～80 mm，空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，持續(xù)進(jìn)行清孔，采用換漿法清孔。清孔后，泥漿返出比重應(yīng)控制在 1.15～1.25，含砂量不大于8%，孔底沉渣厚度應(yīng)≤100 mm，并有記錄。清孔時，應(yīng)保持鉆孔內(nèi)的水位高出地下水位1.5～2.0 m，以防止塌孔。

2.6 泥漿排放

對鉆孔、清孔、灌注混凝土過程中排出的泥漿，根據(jù)現(xiàn)場情況引入到適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)進(jìn)行處理，以防止對河流及周圍環(huán)境的污染。

2.7 鋼筋籠的制作和吊裝就位

（1）材料：制作鋼筋籠所使用鋼筋的種類、型號和直徑符合設(shè)計圖紙及相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

（2）制作：制作鋼筋籠時，鋼筋的調(diào)直、除銹、截斷、彎折與焊接均按設(shè)計圖紙和技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。鋼筋籠的主筋盡量為整根，需要對接時，宜采用搭接焊接頭，搭接的長度不小于5 d，末端不設(shè)彎鉤。成品鋼筋籠保證其順直、尺寸準(zhǔn)確，其直徑、主筋間距、箍筋間距及加強(qiáng)箍筋間距施工誤差，均不大于20 mm。

（3）安裝：為保證鋼筋籠外混凝土保護(hù)層的厚度符合設(shè)計要求，在其上下端及中間每隔4 m在一橫截面上設(shè)置混凝土塊。鋼筋籠吊裝之前，先對鉆孔進(jìn)行檢測。檢測使用的探孔器直徑和鉆孔直徑相符，主要檢測鉆孔內(nèi)有無坍塌和孔壁有無影響鋼筋安裝的障礙物，如突出尖石、樹根等，以確保鋼筋籠的安裝。鋼筋籠吊裝時對準(zhǔn)孔位，盡量豎直輕放、慢放，遇障礙物可慢起慢落和正反旋轉(zhuǎn)使之下落。無效時，立即停止下落，查明原因后再安裝。不允許高起猛落、強(qiáng)行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

2.8 灌注混凝土施工

（1）組成混凝土的碎石、砂的級配良好，最大顆粒尺寸的選擇以適合結(jié)構(gòu)物尺寸、鋼筋間距及混凝土拌和、裝卸、澆注及操作為準(zhǔn)。集料中的雜物含量符合規(guī)范要求，必要時要清洗和過篩，以除去有害雜質(zhì)。

（2）拌制混凝土用水在使用前做水質(zhì)化學(xué)分析，試驗(yàn)按JTJ056－1984規(guī)定進(jìn)行。

（3）混凝土所用水泥符合GB175－1985的規(guī)定，所有水泥都必須經(jīng)合格分供方評定后，從批準(zhǔn)的廠家進(jìn)貨。水泥進(jìn)場時，必須附有水泥出廠合格證，并且經(jīng)本單位中心試驗(yàn)室（國家認(rèn)可的）檢驗(yàn)合格。

（4）導(dǎo)管安放。導(dǎo)管是灌注混凝土的重要工具，用3 mm厚鋼板卷制焊成，其直徑按樁長、樁徑和每小時需要通過的混凝土數(shù)量決定，不小于250 mm。導(dǎo)管分節(jié)長度應(yīng)便于拆裝和搬運(yùn)，并小于導(dǎo)管提升設(shè)備的提升高度，連接處應(yīng)經(jīng)過加強(qiáng)。導(dǎo)管吊放入孔時，導(dǎo)管絲扣連接應(yīng)周正、嚴(yán)密、確保密封良好，導(dǎo)管在樁孔內(nèi)的位置應(yīng)保持居中，防止導(dǎo)管跑管損壞鋼筋籠，導(dǎo)管口距孔底0.3～0.5 m。灌注過程中，導(dǎo)管埋深宜為2～6 m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，而使導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)漿造成斷樁。

（5）混凝土灌注?；炷凉嘧⒐ぷ鏖_始時，導(dǎo)管底部至孔底部的距離宜為300～500 mm。灌注前利用球膽作為止水塞，以保證初灌混凝土的質(zhì)量。配置足量的首批混凝土，使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下0.8 m以上，嚴(yán)禁初灌量不足就灌入孔內(nèi)。灌注時間按初盤混凝土的初凝時間控制。灌注過程中嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面。

（6）當(dāng)混凝土灌注完畢后，待樁上部混凝土開始初凝，解除對鋼筋籠固定措施，保證鋼筋籠隨著混凝土的收縮而收縮，避免粘結(jié)力的損失。

2.9 清理樁頭

等樁頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的25%時，立即拆除護(hù)筒并鑿除樁頭多余混凝土。達(dá)到樁頂設(shè)計標(biāo)高，采用手工鑿除樁頭混凝土，不得采用爆破或其他影響樁身質(zhì)量的方法進(jìn)行。

3 灌注樁施工質(zhì)量控制

3.1 成孔質(zhì)量控制

成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質(zhì)量如控制不好，可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量，造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作：

3.1.1 采取隔孔施工程序

鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周圍土移向樁身土體對樁產(chǎn)生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強(qiáng)度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應(yīng)的樁距對防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

3.1.2 確保樁身成孔垂直精度

這是灌注樁順利施工的一個重要條件，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固、經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜測試。

3.1.3 確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度

在護(hù)筒定位后及時復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50 mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象（局部位置可以考慮采用明樁的施工方法，如用混凝土護(hù)筒做永久模板進(jìn)行施工）。

3.2 鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，檢查合格后再按設(shè)計和施工規(guī)范要求驗(yàn)收鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗(yàn)收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計標(biāo)高上，這是因?yàn)殇摻罨\吊放后是暫時固定在鉆架底梁上的，因此吊環(huán)長度是根據(jù)底梁標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)低梁標(biāo)高逐極復(fù)核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計要求。

3.3 灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清凈。

4 結(jié)束語

由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進(jìn)行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收，施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。

1 李韻怡.水利工程灌注樁施工［J］.中小企業(yè)管理與科技，2009（27）

2 郭克偉、薛 峰、何 楓.淺談砼灌注樁施工［J］.河南水利，2004（10）

Discussion on Construction Technology and Quality Control of Water Conservancy Construction Pile

Huang Baizhong

The author, combining the foundation reinforcement of the North Gate pile in a river into the flood gate, briefly irrigates the piling technology of water conservancy construction, and illustrates construction quality control of pile.

water conservancy construction; bored pile; construction technology; quality control

TV52

A

1000－8136（2011）03－0044－02