淺談灌注樁在水利工程中的應(yīng)用

鐘東

【摘 要】灌注樁施工工藝是水利工程中非常重要的環(huán)節(jié)，它的施工決定了整個(gè)水利工程的質(zhì)量。本文通過(guò)實(shí)際工程案例，主要探討了灌注樁工藝在水利工程中的應(yīng)用，并且介紹灌注樁工藝的施工工藝以及注意事項(xiàng)，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】灌注樁；水利；水電工程；施工工藝

在水利工程建設(shè)過(guò)程中，灌注樁是其中最為常見(jiàn)并且最為重要的一種基礎(chǔ)形式，它主要是通過(guò)水泥漿進(jìn)行護(hù)壁，然后利用機(jī)械設(shè)備在壩基中鉆孔，在利用相應(yīng)的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行灌注混凝土。利用灌注樁的方法來(lái)進(jìn)行水利施工，不僅可以節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本、縮短工期，還可以便于施工。但是，通常灌注樁施工是意象隱蔽的工程，其施工質(zhì)量會(huì)受到眾多因素的影響，所以在施工過(guò)程中，必須要嚴(yán)格進(jìn)行每一步，并且需要工程師和設(shè)計(jì)師將地質(zhì)條件、工程的實(shí)際情況以及在施工中存在的影響進(jìn)行綜合考慮，一旦出現(xiàn)失誤或者處理不當(dāng)，很容易影響施工的質(zhì)量，甚至造成安全事故，以及產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。所以，在進(jìn)行灌注樁施工過(guò)程中，施工人員一定要認(rèn)真執(zhí)行每一步，對(duì)施工的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，這樣才能夠保證灌注樁的質(zhì)量，進(jìn)而保證整個(gè)工程的質(zhì)量。下面通過(guò)某工程來(lái)主要介紹了灌注樁的施工工藝以及其在水利工程中的應(yīng)用。

1.工程概況

某水利工程地質(zhì)情況較復(fù)雜，場(chǎng)地地下水位較高。地層自上而下為雜填土、第四系沖積層，具體場(chǎng)地地質(zhì)情況如下：人工雜填土呈灰黃、灰黑色，由砂土、碎石、粉質(zhì)黏土堆積而成，稍濕，呈松散狀，厚1.1m～4.0m，平均2.3m，標(biāo)貫擊數(shù)為5.6擊至17.8擊，平均10.8擊。第四系沖積層根據(jù)土性組合可劃分為黏土（粉質(zhì)黏土）和礫砂兩層：黏土層以黏土為主，偶夾粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土，黏土、粉質(zhì)黏土呈可塑狀，局部硬塑，粉土呈稍密狀，淤泥質(zhì)土。礫砂層呈灰白、灰黃色，局部為粉細(xì)砂、中粗砂，偶含黏土，局部地段夾薄層黏土、粉土，厚度0.6m～7.8m，平均5.4m，標(biāo)貫擊數(shù)為2.3擊～22.9擊，平均11.8擊。經(jīng)分析研究決定，采用沖擊成孔灌注樁方法進(jìn)行施工。

2.水下混凝土施工工藝

2.1成孔

根據(jù)該工程的情況，可以采用沖擊鉆成孔，然后在拌制水下混凝土的過(guò)程中需要采用先進(jìn)的工藝在拌合站進(jìn)行集中攪拌，然后再將拌制好的水下混凝土倒進(jìn)導(dǎo)管的漏斗當(dāng)中，這種施工方法非常簡(jiǎn)單。其主要操作是：首先采用沖擊鉆成孔，然后對(duì)孔壁進(jìn)行合理的維護(hù)，再采用導(dǎo)管法將拌制好的水下混凝土灌注，使其成樁。在進(jìn)行沖擊成孔的過(guò)程中，需要對(duì)空洞進(jìn)行清理：（1）采用掏渣筒方式對(duì)孔洞中的碎塊或碎石進(jìn)行基本清理。（2）利用泵將孔內(nèi)的雜物進(jìn)行清理，并且多次清孔。（3）采用壓風(fēng)機(jī)的方式進(jìn)行清孔，也就是采用機(jī)器的高壓氣體將孔內(nèi)的殘?jiān)党觥Ｔ谇謇磉^(guò)程中，因?yàn)榭妆诰哂休^高的穩(wěn)定性，清孔的時(shí)候可以徹底進(jìn)行清理，并且清理的效果非常好，通常都可以清成清水孔。

2.2清孔

在進(jìn)行灌注之前，將器械設(shè)備準(zhǔn)備就緒之后，一定要再將空洞進(jìn)行清理，以防止孔內(nèi)再次進(jìn)入沉渣。等到孔洞清理完成之后，再通過(guò)先進(jìn)的設(shè)備反復(fù)檢查孔洞，從而保證孔洞真的清理干凈。當(dāng)確?？斩辞謇硗瓿芍螅儆蓪I(yè)的施工人員再次檢查，進(jìn)一步保證清孔的徹底以及效果。

2.3澆注混凝土

導(dǎo)管采用5mm厚鋼板卷制焊成，直徑250mm，中間每節(jié)長(zhǎng)2.5m，最下面一節(jié)長(zhǎng)3.76m，最上面一節(jié)1m，連接方式為絲扣連接。導(dǎo)管底端距樁底控制在35～40cm。導(dǎo)管在使用前應(yīng)做水密、承壓等試驗(yàn)。灌注水下混凝土前應(yīng)檢查運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的水下混凝土性能，不符合要求的水下混凝土不能使用。工程中采用容量為8立方米的攪拌車進(jìn)行初灌，首次灌注水下混凝土足夠?qū)?dǎo)管埋深1m以上。

導(dǎo)管及漏斗連接好后，將鋼板墊放置漏斗底部將底口封住，鋼板墊用鋼索系住，一切準(zhǔn)備就緒后即可灌注水下混凝土。當(dāng)漏斗裝滿水下混凝土后，沖擊鉆機(jī)提升鋼索，將鋼板墊拔出的同時(shí)，攪拌車加速水下混凝土注入漏斗，使首批混凝土能夠連續(xù)灌注?？卓谧匀环邓瑢?dǎo)管內(nèi)與外部水隔絕合要求后，就可連續(xù)不斷地進(jìn)行混凝土灌注。灌注過(guò)程中在每次提升導(dǎo)管前應(yīng)不斷計(jì)算和測(cè)量混凝土灌注高度，測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度的次數(shù)一般不宜少于所使用的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，測(cè)量的混凝土面高度要與灌入的混凝土量的折算值相比較，以確定是否有坍孔等情況發(fā)生。導(dǎo)管保持2～6m的埋深，一次提管拆管≤6m，提升拆卸時(shí)間<18分鐘。在導(dǎo)管外壁設(shè)置羽翼防止掛鋼筋籠。

3.施工情況及質(zhì)量控制

（1）灌注水下混凝土?xí)r，應(yīng)探測(cè)水面或泥漿面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀層厚度、埋管深度和樁頂高度。如探測(cè)不準(zhǔn)確，將造成沉淀過(guò)厚、導(dǎo)管提漏、埋管過(guò)深，因而發(fā)生夾層斷樁、短樁或?qū)Ч馨尾怀鍪鹿省?/p>

（2）在進(jìn)行灌注水下混凝土?xí)r，首先應(yīng)該有專業(yè)人員測(cè)量混凝土面的高度，然后在根據(jù)此高度以及混凝土灌入的量來(lái)檢測(cè)其計(jì)算結(jié)果，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)該對(duì)鉆孔樁進(jìn)行嚴(yán)格的控制，如果出現(xiàn)超徑、縮頸等現(xiàn)象應(yīng)該及時(shí)處理，另外，還需要對(duì)返工的情況進(jìn)行檢測(cè)與觀察，對(duì)孔洞內(nèi)部的情況進(jìn)行深入且合理的分析，從而保證灌注樁的質(zhì)量。

（3）嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深2～6m，嚴(yán)禁施工人員為圖便利而超量灌注、一次拆管數(shù)節(jié)，要勤探測(cè)，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，防止埋管過(guò)深發(fā)生堵管、埋管。

（4）施工完后，應(yīng)核算水下混凝土灌注的各項(xiàng)參數(shù)，以便對(duì)后續(xù)的樁基提供參考和改進(jìn)。表1列出了部分樁基灌注完畢后的水下混凝土數(shù)量?；炷恋某嗔枯^大，一般混凝土超灌量為10～20%，實(shí)際工程中，最高超灌量達(dá)27.1%。分析其原因主要有，一是沖孔時(shí)間長(zhǎng)，孔壁部分發(fā)生坍落；二是沖擊鉆機(jī)在便橋上作業(yè)，在沖擊鉆的沖擊作用下，便橋有顫動(dòng)，從而擴(kuò)大了沖擊鉆頭的擺動(dòng)范圍，造成鉆孔孔徑擴(kuò)大或不規(guī)則。

4.工程檢測(cè)及效果

在該工程中，鉆孔樁施工129根，其中Φ150cm樁120根，Φ180cm樁9根，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果顯示：

4.1鉆孔取芯

沉渣、混凝土強(qiáng)度等級(jí)符合規(guī)范要求。

4.2混凝土灌注樁超聲波檢測(cè)

檢測(cè)設(shè)備采用武漢巖海工程技術(shù)開(kāi)發(fā)公司生產(chǎn)的RS-ST01C一體化數(shù)字儀，包括φ35雙孔徑向換能器等。根據(jù)樁身混凝土的均勻性，是否存在缺陷及缺陷的嚴(yán)重程度，將樁身的完整性分為四類：

Ⅰ類樁：無(wú)缺陷，完整性評(píng)定為完整，合格。

Ⅱ類樁：局部小缺陷，完整性評(píng)定為基本完整，合格。

Ⅲ類樁：局部嚴(yán)重缺陷，完整性評(píng)定為局部不完整，不合格，經(jīng)工程處理后可使用。

Ⅳ類樁：斷樁等嚴(yán)重缺陷，完整性評(píng)定為嚴(yán)重不完整，不合格，報(bào)廢或通過(guò)驗(yàn)證確定是否加固使用。

檢測(cè)結(jié)果顯示，Ⅰ類樁占90%以上，無(wú)三四類樁。

5.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在實(shí)行灌注樁施工過(guò)程中，施工人員一定要堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)、快速的原則，認(rèn)真執(zhí)行每一道工序，對(duì)施工的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，從而保證成孔的質(zhì)量以及成樁的質(zhì)量。由于在成樁過(guò)程中，施工每一個(gè)階段的時(shí)間都相對(duì)比較長(zhǎng)，所以很容易在施工中存在各種不利因素，特別是在對(duì)孔壁進(jìn)行維護(hù)之后，由于長(zhǎng)時(shí)間晾孔，沒(méi)有對(duì)齊進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，這樣很容易使孔壁的穩(wěn)定性差、從而坍塌。所以在施工過(guò)程中，一定要將人力與技術(shù)相結(jié)合，從而保證灌注樁在施工中的質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]高大釗，趙春風(fēng)，徐斌.樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2]劉建，彭振斌.高強(qiáng)混凝土灌注樁新工藝及其應(yīng)用.中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004.