對(duì)水下鉆孔灌注樁主要施工工藝探討

摘要：鉆孔灌注樁技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)，在水運(yùn)工程施工中得到廣泛的應(yīng)用。本文分析了鉆孔灌注樁施工工藝控制要點(diǎn)，切實(shí)保障工程的質(zhì)量，從而提高工程的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：水下鉆孔灌注樁;施工;工藝

引言

灌注樁是水運(yùn)工程施工中必不可少的重要材料，它指的是通過機(jī)器或者人力在地基中挖掘一個(gè)孔洞，并向孔洞內(nèi)填筑混凝土和鋼筋等材料做成的樁。依據(jù)打孔的方式不同，可以將灌注樁分為沉管、鉆孔等類型。鉆孔灌注樁由于其本身操作簡(jiǎn)便，安全又穩(wěn)定，所以被當(dāng)下路橋施工中廣泛應(yīng)用。但是由于操作工藝相對(duì)復(fù)雜，成樁以后又不顯示在表面，所以灌注樁出現(xiàn)問題都是很隱蔽的問題，也是會(huì)給整個(gè)水運(yùn)工程造成極大危害的問題。

一、成孔階段的施工工藝

1.在埋設(shè)護(hù)筒的階段

護(hù)筒不僅可以防止孔壁塌陷，而且還具有隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置等功能。在確定樁基之后，我們就可以開展護(hù)筒埋設(shè)工作。鉆孔灌注樁的護(hù)筒主要是應(yīng)用厚度為3mm 的鋼板來制作。在埋設(shè)護(hù)筒的時(shí)候，要使樁的中心線與護(hù)筒的中性線對(duì)正，并保證護(hù)筒的垂直，埋設(shè)的深度范圍最好控制在1.0m ～1.5m 之間。另外，在護(hù)筒穩(wěn)定之后，還需要用粘土在護(hù)筒周圍進(jìn)行回填，保證護(hù)筒的穩(wěn)定性。

2.在制備泥漿方面

鉆孔的泥漿包括水、粘土和添加劑，需要應(yīng)用到冷卻鉆頭以及潤(rùn)滑鉆具等工具，對(duì)于泥漿要及時(shí)進(jìn)行循環(huán)和凈化，在確定泥漿稠度的過程中，需要將鉆孔方法和地層實(shí)際情況充分納入考慮范圍，靈活掌握泥漿稠度，結(jié)合操作情況，來合理的調(diào)整。如果泥漿過稀，那么就會(huì)影響到排渣能力和對(duì)護(hù)壁的保護(hù)效果;如果泥漿太稠，那么鉆頭的沖擊功能就會(huì)受到影響，鉆進(jìn)速度遭到降低。

3.成孔的方法主要包括

當(dāng)前我國(guó)主要的成孔方式有兩種形式，（1）正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔，所謂正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔，其主要優(yōu)勢(shì)在于應(yīng)用的鉆機(jī)較小，設(shè)備重量也相對(duì)較輕，很適應(yīng)在地區(qū)狹窄的區(qū)域進(jìn)行運(yùn)用。通常在實(shí)際鉆孔過程中，使用泥漿保護(hù)墻壁，因?yàn)槟酀{從泥漿泵中到鉆桿內(nèi)之后，其會(huì)帶動(dòng)孔壁和鉆桿相互之間的鉆渣形成孔。因?yàn)槠湔w鉆孔的過程都是按照一定程序的，多次進(jìn)行的，所以也叫做正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔方法。（2）反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔，這種方法主要是在樁頂裝置一些護(hù)筒，在實(shí)際的鉆孔過程中，泥漿在孔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)過程中，就會(huì)構(gòu)成泥漿膜，因此可以在一定程度上保障成孔的完整性，確保成孔的施工質(zhì)量，同時(shí)還能加快鉆孔的整體速度，費(fèi)用成本還非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

4.成孔的質(zhì)量控制措施

要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求來開展鉆孔工作，這樣成孔的質(zhì)量方可以得到保證。首先是開孔，要保證開孔的質(zhì)量，對(duì)中線和點(diǎn)位合理對(duì)好，保證護(hù)筒足夠的牢固，在開鉆之前，需要將泥漿灌注到護(hù)筒內(nèi)，結(jié)合土層具體情況來確定泥漿比重指標(biāo)，或者將清水注入進(jìn)來，必要的情況下，可以將一些黃土或者膨脹土給添加進(jìn)來，開鉆時(shí)，需要保證筒內(nèi)泥漿濃度達(dá)到了一定要求。在正常鉆進(jìn)的過程中，需要對(duì)鋼絲繩的長(zhǎng)度及時(shí)松放。在成孔的過程中，需要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免有異常情況出現(xiàn)，還需要對(duì)泥漿不斷的添加，并且抽渣，對(duì)鉆架進(jìn)行檢查，避免有傾斜問題出現(xiàn)，各個(gè)部件牢固的連接，如果有松動(dòng)或者傾斜問題出現(xiàn)，需要及時(shí)的修正。在鉆孔的過程中，需要科學(xué)記錄各個(gè)地層的巖土。當(dāng)鉆到設(shè)計(jì)高程時(shí)，需要對(duì)孔深和孔徑以及孔底巖樣進(jìn)行核對(duì)，合格之后，方可以開展清孔工作。

二、在清孔階段的施工工藝

1.研究清孔的新工藝

使用空壓機(jī)式吹砂管來進(jìn)行循環(huán)清孔的原理為：使用軟風(fēng)管把空氣吹入管底，將相對(duì)密度較小的此混合物從吹砂管排出，讓泥漿快速流動(dòng)與樁孔沉渣的排出同時(shí)進(jìn)行，此外，已沉淀的泥漿再次流回，維持管孔中的原水位，直至清理沉渣的程度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和施工要求。這種方法也是使用氣體進(jìn)行上舉從而清孔法的一種，也叫氣舉法。優(yōu)勢(shì)為：清孔耗時(shí)較少，可迅速高效地清孔，即使樁孔較深亦可以保持較高的清孔效率。因?yàn)闀r(shí)間較少，使用高速能降低塌孔和直徑縮小的概率。劣勢(shì)為：清孔機(jī)械較多，施工步驟繁雜，常常由于工序過多而產(chǎn)生錯(cuò)誤，從而引起不必要的麻煩。此外，如果采用法蘭連接的方法進(jìn)行吹砂管的接頭會(huì)導(dǎo)致接拆管的花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，管卡連接的方法又會(huì)導(dǎo)致掉管發(fā)生事故，而且由于吹砂管徑比較小，時(shí)常出現(xiàn)孔底仍存有粗渣的現(xiàn)象，所以其清孔的效果并不特別理想。

2.對(duì)清孔質(zhì)量的要求

清孔的目的是使孔底沉渣、泥漿密度、泥漿含渣量等指標(biāo)符合施工規(guī)范要求。清孔一般在終孔檢查完成后進(jìn)行，主要采用注漿漂浮法進(jìn)行清孔，其工作原理是當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)，對(duì)孔深、孔徑及孔斜度等進(jìn)行檢查，若檢查達(dá)標(biāo)，則往孔底注入泥漿，在泥漿上浮時(shí)就會(huì)將孔底的鉆渣帶出。若一次清孔完成后發(fā)現(xiàn)孔底仍殘留沉渣，則就需要進(jìn)行二次清孔，直至所有指標(biāo)都達(dá)標(biāo)后，方停止清孔。在清孔時(shí)還要注意保持孔內(nèi)的水位，并且對(duì)孔內(nèi)的泥漿指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保障泥漿的厚度和密度。隨后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行鋼筋籠的加工安裝、導(dǎo)管的安放。

三、灌注水下混凝土的施工工藝

1.準(zhǔn)備工作

灌注水下混凝土?xí)r，要對(duì)樁機(jī)和攪拌機(jī)進(jìn)行檢查，以保證其正常運(yùn)行，同時(shí)鋪設(shè)灌注平臺(tái)，將石、砂、水泥等原材料準(zhǔn)備充分，確保暢通的運(yùn)輸通道。此外，成孔及清孔質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，安設(shè)導(dǎo)管，在灌注之前，需對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行檢測(cè)，確定導(dǎo)管密閉和抗壓性能良好。其次，要對(duì)鉆孔內(nèi)的導(dǎo)管長(zhǎng)度和孔底的距離加以控制，在此基礎(chǔ)上，導(dǎo)管和孔底距離應(yīng)在一定距離之間，避免導(dǎo)管距孔底過近或過遠(yuǎn)，具體數(shù)值在20cm到40cm之間。

2.對(duì)首批混凝土進(jìn)行灌注

在導(dǎo)管內(nèi)的隔水塞上部放置一定的水泥漿，這樣一方面可以避免粗骨料將隔水塞卡住，另一方面能夠用后面的混凝土將水泥漿沖到混凝土的最上面，從而形成了混凝土的保護(hù)層。隔水塞在往內(nèi)斗中導(dǎo)入水泥漿時(shí)逐漸下沉，將泥漿全部壓入導(dǎo)管，在孔底灌入首批混凝土后，應(yīng)及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土的高度和面積，以得出初次填埋的深度，在符合要求的情況下進(jìn)行下次灌注。

3.對(duì)混凝土進(jìn)行連續(xù)灌注

整個(gè)灌注過程應(yīng)該連續(xù)施工，不可間斷施工。要保證商品混凝土能及時(shí)連續(xù)供應(yīng)、施工人員拆卸導(dǎo)管操作熟練，灌注總時(shí)間不得長(zhǎng)于首批混凝土的初凝時(shí)間。水下混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性，混凝土運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，要及時(shí)檢查其坍落度（一般控制在180～220mm之間），檢查不合格的不得使用。

開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為400mm。首批混凝土的方量應(yīng)保證灌入后的導(dǎo)管初次埋深不小于0.8m，首批混凝土落下后，應(yīng)連續(xù)灌注。在灌注過程中，導(dǎo)管的埋深應(yīng)控制在2～6m之間，一般最小不得少于1m，要設(shè)專人測(cè)量混凝土頂面標(biāo)高，計(jì)算導(dǎo)管埋深和每次拆卸長(zhǎng)度，嚴(yán)禁估算導(dǎo)管埋深或僅憑經(jīng)驗(yàn)拔管，嚴(yán)禁導(dǎo)管埋深過小甚至拔出混凝土面。拆下的導(dǎo)管應(yīng)立即用清水沖洗干凈，防止殘漿硬固。

灌注頂標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1m，以保證樁頭混凝土的強(qiáng)度。冬季施工當(dāng)氣溫低于0℃時(shí)，應(yīng)采取保溫或加熱措施，使混凝土進(jìn)入導(dǎo)管時(shí)的溫度不低于5℃;夏季施工當(dāng)氣溫高于30℃時(shí)，應(yīng)在混凝土中摻入緩凝劑。

結(jié)束語

鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程屬隱蔽工程項(xiàng)目，而且在水運(yùn)工程中其質(zhì)量的控制非常關(guān)鍵。施工機(jī)械的選型、施工現(xiàn)場(chǎng)的布置、鉆孔、清孔和灌注水下混凝土。在鉆孔樁施工中，要嚴(yán)格按施工方案，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，操作規(guī)程和流程施工，嚴(yán)格把握各個(gè)影響質(zhì)量的關(guān)口，靈活果斷處理施工中發(fā)生的各種問題，保證鉆孔樁的質(zhì)量。

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