分析鉆孔灌注樁技術(shù)在水利工程上的應(yīng)用

戴凌元

（黑龍江農(nóng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 哈爾濱 150090）

水利工程是一項(xiàng)關(guān)著國計(jì)民生的重要工程，其質(zhì)量的好壞，直接與國家和人民的利益息息相關(guān)，因此為了保證水利工程的質(zhì)量，對(duì)水利工程施工工藝的選擇成為了當(dāng)前的重要課題之一，隨著建筑行業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，鉆孔灌注樁施工工藝在地基施工中得到廣泛應(yīng)用，并隨之廣泛的應(yīng)用于水利工程當(dāng)中，并取得了很好的施工效果。

1 灌注樁的成孔

1.1 在鉆孔灌注樁的施工工藝中，鉆孔的質(zhì)量直接影響著后期的灌注的質(zhì)量，因此控制好鉆孔工藝實(shí)施的質(zhì)量，對(duì)鉆孔產(chǎn)生影響的因素主要是鉆孔設(shè)備及鉆孔操作人員。鉆孔設(shè)備的精良直接影響著鉆孔技術(shù)的發(fā)揮，同時(shí)鉆孔操作人員在操作過程中的正確與否，直接影響著鉆孔的大小。對(duì)鉆頭口徑的選擇，會(huì)影響鉆進(jìn)過程中對(duì)鉆的穩(wěn)定性控制，從而導(dǎo)致鉆出的孔有所變化，因此在施工過程中，操作人員要嚴(yán)格按操作標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工，選擇正確口徑的鉆頭，這樣才能避免鉆進(jìn)過程中搖擺情況的發(fā)生，保證鉆孔孔徑的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在鉆頭的選擇上，在符合標(biāo)準(zhǔn)的條件下盡量選擇小口徑的鉆頭，這樣可以充分減少鉆孔的擴(kuò)張率，從而為灌注過程做好鋪墊。

1.2 鉆進(jìn)參數(shù)的選擇

1.2.1 鉆進(jìn)泵量。

灌注樁孔鉆進(jìn)時(shí)需要較大的泵量以排出粘土粉，其泵量計(jì)算公式為：Q=FV60式中，Q-沖洗液量（m3/min）;F-環(huán)狀間隙面積（m2）；V-沖洗液上返返速度（m/s）。以灌注樁鉆進(jìn)設(shè)計(jì)孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環(huán)狀面積以0.2m2計(jì)算，在采用泥漿泵的最大泵量600L/min時(shí)，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的，遠(yuǎn)小于小口鉆探的泥漿的上返速度0.3m/s。

1.2.2 鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速

灌注樁孔鉆進(jìn)過程中下面的土層多數(shù)較軟，基本上是在粘土層上進(jìn)行鉆進(jìn)，這時(shí)土質(zhì)的強(qiáng)度和硬度都較低，鉆具取土較容易，但為了保證鉆進(jìn)過程中的穩(wěn)定性和減少孔徑的擴(kuò)大，因此在鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)速上要盡量采用較小的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行。

2 灌注樁的灌注

2.1 灌注樁孔的清孔

鉆孔完成后，需要進(jìn)行混凝土的灌注，這時(shí)需要保證樁孔內(nèi)有大量的泥少和卵石，需要清理干凈，這樣在灌注時(shí)就能保證混凝土灌滿整個(gè)樁孔內(nèi)，提高了灌注樁的質(zhì)量。卵石在樁孔內(nèi)就屬于較大的物體了，如果不清理干凈，會(huì)影響灌注時(shí)混凝土的灌進(jìn)量，因此需要用機(jī)械設(shè)備把樁孔內(nèi)的卵石清理干凈。同時(shí)鉆孔時(shí)多數(shù)在粘土層進(jìn)行，樁孔里也會(huì)有粘土的存在，也需要進(jìn)行清理干凈，在清理過程會(huì)產(chǎn)生泥漿，對(duì)泥漿的清理不可能達(dá)到完全的清理干凈，正常灌注過程中對(duì)樁孔內(nèi)的泥漿的含量是有一定標(biāo)準(zhǔn)的，只要在正常標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)都不會(huì)對(duì)灌注的質(zhì)量產(chǎn)生影響，因?yàn)榛炷猎诠嘧⑦^程中會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，泥漿會(huì)在壓力下自動(dòng)向外排出，一旦泥漿含量過多，在壓力下也沒辦法把泥漿全部排出，會(huì)對(duì)灌注樁的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。

2.2 混凝土的灌注

混凝土灌注過程作為鉆孔灌注樁施工中最重的一個(gè)階段，這階段對(duì)技術(shù)和相應(yīng)的施工方式都有較高的要求，只有按操作規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行灌注才能保證灌注的質(zhì)量。隨著前期鉆孔和清理工作的完成，需要下管進(jìn)行混凝土的灌注，在這之前還需要有一個(gè)試驗(yàn)階段，因?yàn)榍暹^程中無法徹底的把泥漿完全的清理干凈，只有在灌注過程中保證混凝土的壓力和泥漿的壓力相當(dāng)才能徹底擠出鉆孔內(nèi)的泥漿，因此需要對(duì)灌注混凝土的壓力和殘余的泥漿壓力進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)，導(dǎo)管進(jìn)入的速度也會(huì)對(duì)混凝土的灌注和泥漿的排除產(chǎn)生影響，因此要下管過程中要慢速進(jìn)行，控制下導(dǎo)管的下降速度。

3 成孔過程中易遇到的問題

3.1 縮徑

3.1.1 縮徑產(chǎn)生的原因

在鉆進(jìn)過程中，地應(yīng)力沿較軟巖層釋放，因而造成縮徑。在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)壓力大，鉆速過快，使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質(zhì)土層。當(dāng)鉆速過快時(shí)，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi)，導(dǎo)致其側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達(dá)成平衡，發(fā)生縮徑甚至卡鉆。

3.1.2 縮徑的防治

較為有效地防治縮徑的方法有：實(shí)行嚴(yán)格的管理，鉆機(jī)由有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長(zhǎng)專職操作，其它人員不得隨意操作；在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時(shí)，投入粘土泥膏，使鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力減為零；鉆速減慢讓鉆機(jī)在無油壓狀態(tài)空轉(zhuǎn)。為確保鉆孔無縮徑現(xiàn)象，在成孔完畢后應(yīng)在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中掃孔一到二次。

3.2 坍孔

3.2.1 坍孔產(chǎn)生的原因分析

坍孔產(chǎn)生的原因是多方面的，主要包括：遭遇預(yù)先未料到的復(fù)雜地質(zhì)情況，以及施工中泥漿稠度過低，釋放量遠(yuǎn)大于泥漿對(duì)孔壁的壓力等。

3.2.2 處理辦法

為了防治復(fù)雜地層情況帶來的坍孔問題，首先應(yīng)認(rèn)真審閱該工程地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)地層情況做到心中有數(shù)。若報(bào)告中未提及此類異常情況而導(dǎo)致施工過程中坍孔的話，則應(yīng)分別對(duì)待。

（1）在成孔過程中坍孔，其補(bǔ)救措施有二個(gè)：一是避開該樁位；二是回填原樁位，待密實(shí)后再鉆進(jìn)。

（2）在灌注過程中坍孔，其補(bǔ)救措施為：一是回填原樁孔，并在原樁附近補(bǔ)加梅花樁或扁擔(dān)樁，合格即可。二是若工程質(zhì)量要求高，不允許采用上述常規(guī)方法時(shí)，可用硬片石等將原孔全部回填，待其密實(shí)后，用沖擊鉆再重新鉆進(jìn)即可。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題，只須加大泥漿比重到適當(dāng)程度即可。一般泥漿性能指標(biāo)取為:粘度為18～22s，含沙量≤4%，膠體率≥90，比重為 1.1左右。

3.3 斜孔

3.3.1 斜孔產(chǎn)生的原因

斜孔極易發(fā)生在軟硬巖層交替的層位。由于鉆進(jìn)壓力過大，鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成。孔斜輕則影響鋼筋籠的下放，重則影響樁的承載能力，這是成樁過程中不允許出現(xiàn)的質(zhì)量事故。

3.3.2 防治措施

為了防止孔斜，在鉆進(jìn)過程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對(duì)于已發(fā)生傾斜的孔，需要掃孔糾正;若糾正無效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時(shí)需要重新鉆進(jìn)。

結(jié)語

隨著水利工程項(xiàng)目的不斷增加，施工量越來越大，鉆孔灌注樁技術(shù)由于在成本上較低，操作上也較為簡(jiǎn)單，因此在水利工程中得以應(yīng)用，但由于鉆孔灌注樁施工工藝在環(huán)境上有一定的限制，所以在施工中要控制好質(zhì)量，確保施工的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都在質(zhì)量控制之下，這樣整個(gè)工程的質(zhì)量才能得以保證。

[1]張暉，張旭.淺析鉆孔灌注樁施工質(zhì)量通病與防治[J].中國科技信息，2010（2）.

[2]莫毅舟.淺談鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制[J].山西建筑，2010（6）.

[3]張忠亭.鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.