水利工程中的鉆孔灌注樁的施工

[摘 要] 通過分析鉆孔關(guān)注樁施工過程中頻發(fā)的事故與狀況，本文提出了一些預防措施和辦法，以求教大方之家。

[關(guān)鍵詞] 施工 灌注樁 水利工程 鉆孔

[中圖分類號] TV53 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2013）08-0227-01

現(xiàn)如今，簡言之，水下混凝土的施工就是在水上拌制混凝土，然后在水下灌注的一種混凝土施工技術(shù)。它的應(yīng)用范圍隨著城市工業(yè)的發(fā)展在不斷擴大，同時，施工方式也越來越多樣化，極具發(fā)展前景。

一、灌注樁的成孔

鉆孔時，側(cè)刃和底刃所刻取的紋理主要由小口徑鉆進的鉆頭與灌注樁造孔鉆進的鉆頭來共同完成。這主要是因為，側(cè)刃對底層相對較軟的灌注樁鉆進比較有用，而底刃一般對較為堅硬的巖石比較有用。

灌注樁孔鉆進時，會迸出許多的粘土粉，這時候就需要大泵量才能將其排出。具體的泵量算法如下：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）。例如，在使用泵量為600L/min的最大泥漿泵泵量時，以灌注樁鉆進設(shè)計89mm的鉆桿直徑、0.2m2的環(huán)狀面積、500mm的孔徑來計算，這種泵量不會使粘土粉上返的速度非常快，比起小口鉆探0.3m/s的泥漿上返速度要緩慢得多。

二、灌注混凝土的配制

目前來看，MF復合劑是在灌注樁混凝土的配制中使用最多的一種減水劑。這是由外加劑的特性以及當下的資源配置狀況共同決定的。MF復合劑能夠強化混凝土的性能，同時也兼具較高抗凍和高流態(tài)的特性。

配合比宜采用高于設(shè)計標號R的50%的比例來作為混凝土的配置強度Rp，這樣一來，不僅總平均值符合了設(shè)計標號，而且有高達95%的強度保證率。強度離差系數(shù)Cv 取0.2，查配制強度與設(shè)計標號之比的關(guān)系曲線可得Rp/R=1.5，即Rp=1.5R。當R=200MPa，則Rp=1.5×200=300MPa。

此時，有以下幾種較好的材質(zhì)可供選擇：

1.提高含砂率。具體比重參數(shù)如下：細度模數(shù)2.89，吸水率2%，比重2.60，含砂率為50%。通過提高含砂率，來對混凝土的粘聚性和流動性起到鞏固和加強的作用。

2.添加提高混凝土性能的處理劑?？梢酝ㄟ^添加具有表面活性劑化學性質(zhì)的MF高效減水劑來達到改善的目的。

3.提高混凝土的水泥含量比例。通常情況下，可以按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍進行比例配制。也就是說，225×2=450（kg/m3）。同時，水灰比可以根據(jù)Rp=aRc（C/W-b）來測算。其中Rp代表混凝土試配制強度為300MPa；a和b分別指代0.5和0.58的試驗系數(shù)；

Rc是水泥標號，在此可以選用425水泥；C/W代表灰水比。通過計算可得出灰水比為1.99。

通過以上的實踐，可以得出要達到灌注樁的要求，就必須將坍落度控制在19.3cm至21cm 范圍內(nèi)。此次試驗中坍落度為19.3cm。在Gv=10/3（S+K）的計算中，Gv代表混凝土用水量（kg/m3）；S指代坍落度；K為試驗常數(shù)。當碎石粒徑為30mm，K為50.75時，用水量為234kg/m3。

三、灌注樁的灌注

在灌注過程中，可以先采用撈沙卵石的鉆頭撈出樁孔內(nèi)的沙卵石，再通過泥漿循環(huán)來徹底清除孔內(nèi)的粘土，同時降低孔內(nèi)泥漿的分量，以此來使得混凝土能夠在灌注過程中，順利進入孔底，成功擠壓出泥漿。泥漿所占比例為1.14。

此外，試灌是灌注之前必須進行的程序。因為，只有當灌注過程中的混凝土的壓力明顯大于孔內(nèi)泥漿的反作用壓力時，混凝土才有足夠長的時間來克服摩擦阻力下降，從而成功將孔內(nèi)的泥漿擠壓出來。同時，導管的提升速度一定要非常緩慢，使得管內(nèi)存留的混凝土與泥漿所形成的壓力勢均力敵，以防止泥漿壓力大于混凝土壓力而流入導管內(nèi)。一般而言，管內(nèi)的混凝土柱在3m～4m長時，最為合適。

四、成孔過程中易遇到的問題

在成孔過程中，容易遇到兩個難題：鉆進過程中，由于鉆速快，鉆進壓力大，而使得淤泥、淤泥質(zhì)土層很快被鉆頭鉆穿；由于地應(yīng)力順著軟巖層釋放，從而容易發(fā)生縮徑現(xiàn)象。

一般可采用以下措施來有效預防縮徑：①當鉆頭鉆至淤泥或淤泥質(zhì)土層時，使用粘土泥膏，來使鉆機鉆進壓力降至零；②為保證無縮徑現(xiàn)象發(fā)生，必須降低鉆速使得鉆機在無油壓情況下空轉(zhuǎn)，同時在容易出現(xiàn)縮徑的底層多掃孔幾次。③配備有經(jīng)驗的專業(yè)人員進行鉆機操作，以確保管理模式的有效嚴格進行。

除此之外，還要有效預防出現(xiàn)坍孔問題。坍孔一般多由地的復雜得來。因此，在進行鉆孔時，必須對工程地址勘察報告進行仔細審閱，對當?shù)氐貙忧闆r做到了如指掌。為了防止坍孔問題的出現(xiàn)，只需要將泥漿稠度控制在適度比例就能避免。一般情況下，泥漿稠度的適度指標為：含沙量≤4%，比重1.1左右，粘度18s～22s，，膠體率≥90。

斜孔經(jīng)常出現(xiàn)在軟硬巖層的交替部位。此時，倘若在鉆進過程中，鉆頭在軟質(zhì)層傾斜，就會出現(xiàn)斜孔的狀況。斜孔對成樁質(zhì)量的影響不容小覷。輕則影響鋼筋籠的下方，重則影響承載力，從而極易發(fā)生事故。

因此，為了有效避免孔斜，在鉆進過程中，就必須保持平均用力，使得鉆速持續(xù)平均進行，或者通過加重塊來避免。對于已經(jīng)傾斜的孔，可以通過填塊石和粘土的形式來進行彌補，假若斜孔大于0.5m，那么就必須全部填滿，重新鉆進。

五、灌注過程中易遇到的問題

在組裝導管時，要嚴把質(zhì)量關(guān)，檢查導管連接處的密閉性、導管關(guān)閉的平滑性等等。同時，在攪拌砼時，應(yīng)嚴格控制混凝土的骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時間，防止砼在導內(nèi)滯留太久，從而有效解決導管阻塞的問題。此外，還要控制好導管埋深。對砼面的深度要進行精準測量，同時要經(jīng)常拆除導管，一般情況下，當砼面每上升4m～5m，就需要根據(jù)情況拆除一些導管。

六、提高水利工程施工質(zhì)量的措施

1、認真落實監(jiān)管工作，規(guī)劃好勘察設(shè)計情況、確保工程質(zhì)量。2 規(guī)范建設(shè)單位市場行為，落實項目法人職責，做到責、權(quán)分明。3 強化施工管理、加強監(jiān)督，保證施工質(zhì)量。4 抓好施工質(zhì)量監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時改正。

目前，鉆孔灌注樁在我國各類房屋及其他建筑中應(yīng)用廣泛，這主要是由它適應(yīng)性強、工序簡單、方便操作，以及設(shè)備資金投入少，人員耗費少等優(yōu)勢所決定的。本文意識到鉆孔灌注樁質(zhì)量對工程建設(shè)的重要性，并基于此總結(jié)歸納了鉆孔灌注樁施工中容易出現(xiàn)的問題及弊端，并提供了一些可供操作的具體實施方法，以期給類似工程操作者提供些許幫助。

作者簡介：田勇鵬，職位：隊長，性別：男，通訊地址：乾縣職教中心。