關(guān)于水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用

唐富建

中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司（361000）

關(guān)于水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用

唐富建

中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司（361000）

這里主要分析了鉆孔灌注樁技術(shù)在施工中的應(yīng)用要點(diǎn)及其重要作用，探討如何利用灌注樁技術(shù)并提出質(zhì)量控制的措施。

鉆孔；灌注樁；水利工程；質(zhì)量

1 鉆孔灌注樁的技術(shù)特點(diǎn)

鉆孔灌注樁的技術(shù)對(duì)環(huán)境和周邊建筑物危害比較小，施工時(shí)基本無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)地面隆起或側(cè)移。大直徑鉆孔灌注樁直徑可以很大，入土也比較深。擴(kuò)底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力:布樁間距比較大，群樁效應(yīng)比較小；對(duì)于樁穿透的圖層可以在空中進(jìn)行原位測(cè)試檢測(cè)土層性質(zhì)；無(wú)需樁項(xiàng)承臺(tái)，簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式；施工設(shè)備簡(jiǎn)單，能在較低的凈空條件下進(jìn)行樁施工;能穿過(guò)各種土層、基巖；承載力非常高。但其施工過(guò)程無(wú)法直接觀察，成樁后也不能進(jìn)行直接開挖驗(yàn)收，因此又是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的一種基礎(chǔ)形式。

2 鉆孔灌注樁的施工原理

在水利工程中，鉆孔灌注樁的施工原理是以足夠的首批混凝土澆灌量，迅速將孔底的水或泥漿排開，并一次將導(dǎo)管出料口包裹在混凝土一定的深度之中，使后續(xù)澆灌的混凝土始終與孔內(nèi)水或泥漿隔離開來(lái)，而后持續(xù)不間斷地將高流態(tài)混凝土從進(jìn)料口通過(guò)導(dǎo)管輸入樁孔。在輸入混凝土過(guò)程中，隨著孔內(nèi)混凝土不斷增加，不間斷地提升導(dǎo)管，必須將出料口埋設(shè)在已澆筑的混凝土中一定深度。后續(xù)輸入的混凝土是通過(guò)出料口與入料口之間密封導(dǎo)管中的高差形成的壓力，使混凝土沖擠入已澆筑的混凝土之中的。首批灌入的混凝土中的一部分作為隔離層而被頂在最上面，并始終被不間斷灌入的后續(xù)混凝土逐步?jīng)_頂向樁口處移動(dòng)。

3 施工工藝

3.1施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)收集工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料，對(duì)地質(zhì)巖性及地下水做出正確分析。熟悉樁基工程施工圖及施工方案，掌握主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能，測(cè)量地形圖，進(jìn)行場(chǎng)地平整工作并填筑工作平臺(tái)，修筑臨時(shí)施工道路、排水溝搜集水井等，布置場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)建設(shè)施、施工機(jī)具及水電氣系統(tǒng)，另外可以采用木樁或小型預(yù)制混凝土樁在不易移動(dòng)和車輛壓不到的地方做樁位縱、橫軸線和基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記。

3.2 樁位定位及護(hù)簡(jiǎn)埋設(shè)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的樁位及已知坐標(biāo)（或給定參考點(diǎn)）進(jìn)行精確放線，準(zhǔn)確定出樁位中心點(diǎn)，經(jīng)監(jiān)理復(fù)檢認(rèn)可后，在將要施工的樁位四周定置“十”字控制樁。其目的是在成孔過(guò)程中檢查鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心有無(wú)偏移，及在安放鋼筋籠時(shí)校對(duì)中心點(diǎn)。在定置“十”字控制樁時(shí)，必須注意控制點(diǎn)的交線點(diǎn)要準(zhǔn)確的與樁位中心點(diǎn)重合，并記錄樁位中心點(diǎn)到四個(gè)方位控制樁釘點(diǎn)的距離，要求精確到毫米。當(dāng)在水中施工時(shí)，“十”字控制點(diǎn)可留置在外套護(hù)筒上并記錄樁中心點(diǎn)到四個(gè)方位控制點(diǎn)的距離，同樣要求精確到毫米。

護(hù)筒一般是采用不低于3 mm厚的鋼板卷制而成，為了便于鉆頭提升，其制作直徑要大于樁徑100～200 m。護(hù)簡(jiǎn)埋設(shè)時(shí)要高出自然地面20 cm，用以提高水頭，防止塌孔并保護(hù)孔口安全。

護(hù)筒的埋設(shè)要準(zhǔn)確穩(wěn)定，護(hù)筒中心線與樁中心線偏差不得大于50 mm，護(hù)筒埋置時(shí)外周要分層用黏土夯實(shí)。埋深要根據(jù)表層土質(zhì)確定，砂土層不低于1.5 m，大直徑不低于2 m，為防止?jié)B水液化可用水泥和黏土按1:2拌合后分層夯實(shí)，填土單寬不小于40 cm，黏土層的護(hù)筒埋置深度不低于1.0 m。水中樁的護(hù)筒設(shè)置，可先在釘好的木樁平臺(tái)上打制導(dǎo)向樁，再用振動(dòng)錘準(zhǔn)確振插外護(hù)筒（外護(hù)簡(jiǎn)直徑要大于內(nèi)護(hù)簡(jiǎn)直徑40～50 cm），然后再準(zhǔn)確地振插內(nèi)護(hù)筒。

深度以插入淤泥下2 m的穩(wěn)定層為度，內(nèi)外護(hù)筒間填滿砂粒，便于成樁后提起護(hù)筒作周轉(zhuǎn)使用。

3.3 攪拌泥漿

泥漿用于支撐孔壁、穩(wěn)定地層、懸浮攜帶鉆渣和冷卻鉆頭及鉆具等。鉆孔灌注樁成孔用于護(hù)壁的泥漿應(yīng)該采用塑性指數(shù)大于15以上的優(yōu)質(zhì)紅黏土、膨脹土與外加劑等材料加工而成，其作用主要是在井鉆孔壁形成一層泥皮,阻隔鉆孔的內(nèi)外滲流，保護(hù)鉆孔壁一面坍塌，有時(shí)還能起到懸浮鉆渣的效果。同時(shí)，泥漿的配比必須滿足施工需要的各種指標(biāo)。泥漿的配置參考質(zhì)量比例，水∶纖維素∶膨潤(rùn)土∶燒堿=100∶0.007∶7∶0.003。

3.4 鉆孔

1）鉆進(jìn)泵量:為了排出黏土粉，灌注樁孔鉆進(jìn)時(shí)需要較大的泵量,其泵量計(jì)算公式為Q=FV60,式中Q為沖洗液量（L/min），F(xiàn)為環(huán)狀間隙面積，V為沖洗液上返速度（m/s）。以灌注樁鉆進(jìn)設(shè)計(jì)孔徑為500 mm、鉆桿直徑為89 mm、環(huán)狀面積以0.2 m2計(jì)算，在采泥漿泵的最大泵量600 L/min時(shí)，其泵量使得黏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0.3 m/s。

2）鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速:由于灌注樁孔的鉆進(jìn)多為黏土層的鉆進(jìn),黏土層的強(qiáng)度與硬度等力學(xué)參數(shù)較小，鉆具易刻取黏土，所以為了保持鉆進(jìn)穩(wěn)定，減小鉆進(jìn)的擴(kuò)孔率，必須采用較小的轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)。在砂土、砂或軟土等易塌孔地層中鉆孔時(shí)，宜用平底鉆頭，控制進(jìn)尺輕壓、低擋慢速、大泵量、稠泥漿的鉆進(jìn)方法。禁用稀泥漿、快速鉆進(jìn)，以免因護(hù)壁不好而引起塌孔造成埋鉆事故。鉆孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出氣泡，有時(shí)護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，這都是塌孔的跡象，這就要求在鉆進(jìn)過(guò)程中放慢進(jìn)尺，提高孔口水頭并加大泥漿相對(duì)密度以穩(wěn)定孔壁。如縮頸、塌孔嚴(yán)重時(shí)或泥漿突然漏失，應(yīng)立即提鉆回填黏土，以免造成事故，待孔壁穩(wěn)定后再進(jìn)行鉆孔。

3.5 清孔

鉆孔到孔底標(biāo)高經(jīng)驗(yàn)收合格后應(yīng)立即清孔，清孔的目的是使孔底沉渣（虛土）厚度、循環(huán)液中含砂量和孔壁泥垢厚度符合質(zhì)量和設(shè)計(jì)要求。

1）一次清孔:第一次清孔在終孔后、提鉆前進(jìn)行，用比重、黏度略小的泥漿更換孔內(nèi)的稠密泥漿。

2）二次清孔:二次清孔過(guò)程中必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。清孔完畢后，應(yīng)從孔底取出泥漿樣品，進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)。需特別注意的是，不得用加深鉆孔深度的方式來(lái)替代清孔。

3）鋼筋籠制作和吊裝就位。鋼筋籠視其長(zhǎng)度采用整體或分節(jié)預(yù)制，鋼筋籠骨架應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，以避免運(yùn)送、吊裝和灌注混凝土?xí)r候松散、變形。制作時(shí)每隔2 m增設(shè)加固鋼筋一道，在骨架上端根據(jù)實(shí)際需要合理設(shè)置吊環(huán)。在骨架主筋外側(cè)，將定位鋼筋焊接在骨架主筋上，數(shù)量每1.0～1.5 m不少于4個(gè)。鋼筋籠分節(jié)起吊要及時(shí)、準(zhǔn)確就位，快接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)深度加以固定，待混凝土灌注完并初凝后方可解除鋼筋籠的固定設(shè)施。在筋籠就位前仍需要檢查有無(wú)坍孔，以便及時(shí)采取措施。

3.6 水下混凝土的灌注

首次澆筑之前應(yīng)該按設(shè)計(jì)要求計(jì)算混凝土澆筑儲(chǔ)量，其拌合到澆筑點(diǎn)的時(shí)間應(yīng)小于0.5 h，還要檢查和易性，保證塌落度16～20 cm之間。第一次混凝土灌注后導(dǎo)管內(nèi)混凝土充滿樁底，導(dǎo)管在混凝土中埋深在2～6 m之間。同時(shí)，還應(yīng)該保持導(dǎo)管每次拆除后,都應(yīng)安放在樁孔中心，以免碰掛鋼筋籠。鉆孔樁水下混凝土澆筑應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行?；炷翝仓瓿珊?其樁頂混凝土的高度應(yīng)該高出設(shè)計(jì)樁頂50 cm以上。

4 建立和完善質(zhì)量記錄和質(zhì)量跟蹤制度

施工過(guò)程中要完成施工日記、質(zhì)量檢查日記、試驗(yàn)日記、施工大事記，并按時(shí)完成本單位下發(fā)的各種質(zhì)量記錄表格的填報(bào)工作。為了不斷提高水利工程中鉆孔灌注樁的質(zhì)量，我們需要對(duì)鉆孔灌注樁在水利施工中的應(yīng)用進(jìn)行深層次分析，加強(qiáng)施工的質(zhì)量控制并不斷進(jìn)行研究和改進(jìn)，科學(xué)管理，合理安排，密切配合，才能加快施工進(jìn)度，保證鉆孔灌注樁質(zhì)量，防范施工事故發(fā)生，確保工程安全。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家水利工程、橋梁建設(shè)的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁技術(shù)也將日漸成熟，其技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展也會(huì)更上一層樓。

[1]曹向前.水利工程灌注樁的施工技術(shù)[J].江西建材,2014 (06).

[2]李福英.水利工程中水泥攪拌樁的質(zhì)量控制問(wèn)題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(34).