灌注樁施工工藝在水利工程中的應(yīng)用研究

吳志博1 馬寧2 張磊3

1，菏澤市黃淮水利設(shè)計(jì)咨詢有限公司 山東菏澤 274000；

2，國(guó)網(wǎng)菏澤供電公司 山東菏澤 274000；

3，菏澤市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 山東菏澤 274000

摘要：近些年來(lái)我國(guó)的水利工程飛速發(fā)展，尤其是以三峽工程為代表的一大批大型水利工程的修建為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了強(qiáng)大的發(fā)展動(dòng)力，同時(shí)也為人們的生活帶來(lái)了福利。水利工程是復(fù)雜的建設(shè)系統(tǒng)，其中施工工藝的選擇一直是施工建設(shè)人員關(guān)心的熱門(mén)話題。就目前的施工現(xiàn)狀而言，灌注樁施工工藝在水利工程施工中取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，并且取得了很好的應(yīng)用效果。但是這種施工工藝需要根據(jù)施工的現(xiàn)實(shí)狀況加以科學(xué)合理的調(diào)整，因此有必要對(duì)其在水利工程中的應(yīng)用展開(kāi)論述。本文灌注樁施工工藝、灌注樁施工工藝的影響因素、灌注樁施工工藝在水利工程應(yīng)用三方面展開(kāi)探究。

關(guān)鍵詞：灌注樁施工工藝；水利工程；影響因素；應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)于水利工程的建設(shè)提出了更高的要求，水利工程建設(shè)規(guī)模更大、技術(shù)環(huán)節(jié)更為復(fù)雜。施工工藝必須加以改進(jìn)才能適應(yīng)水利工程的施工要求，灌注樁施工工藝的廣泛采用在很大程度上解決了諸多工程技術(shù)難題，為施工安全、高效進(jìn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。眾所周知，水利工程的建設(shè)是以基底工程建設(shè)為基礎(chǔ)的，所以基底工程建設(shè)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)工程的安全可靠性，傳統(tǒng)的施工方式使得地基的建設(shè)效果一直不理想。灌注樁施工工藝的出現(xiàn)顛覆了以往的施工工藝，逐漸成為當(dāng)今水利施工單位的首選。本文就對(duì)灌注樁施工工藝在水利工程中的應(yīng)用展開(kāi)論述，希望能夠加深從業(yè)者對(duì)灌注樁施工工藝的理解和應(yīng)用。

1.灌注樁施工工藝分析

針對(duì)灌注樁施工工藝其核心環(huán)節(jié)在于成孔過(guò)程，本文主要對(duì)成孔過(guò)程的注意問(wèn)題展開(kāi)論述。第一，鉆孔設(shè)備的選擇問(wèn)題：鉆孔過(guò)程需要恰當(dāng)?shù)你@孔設(shè)備，這是鉆孔成敗的關(guān)鍵要素。灌注樁施工工藝在其鉆孔的過(guò)程中是應(yīng)用鉆具從土層具自上而下進(jìn)行鉆孔，因此倘若應(yīng)用口徑較大的鉆頭，就會(huì)因?yàn)殂@頭及其輔助裝置的相互作用，導(dǎo)致整個(gè)鉆孔系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，從而影響了打孔的質(zhì)量。如果不及時(shí)處理，鉆出的孔很難滿足工程的施工要求。未解決這一狀況，技術(shù)人員要選擇相對(duì)較小口徑的鉆頭進(jìn)行施工，這樣達(dá)到了工程的預(yù)期效果，也降低了鉆孔擴(kuò)張率；第二，鉆孔過(guò)程泵量的選擇：泵量的選擇也是成孔的關(guān)鍵，因?yàn)樵阢@孔過(guò)程中為保證工程的持續(xù)進(jìn)行需要及時(shí)地將鉆出的黏土粉排出鉆孔系統(tǒng)，這就需要滿足工程要求的泵量。泵量的一般計(jì)算公式為：Q=FV60。其中Q為沖洗液量，m3/min；F為為環(huán)狀間隙的面積，m2；V為沖洗液的上返速度，m/s。第三，鉆孔過(guò)程中轉(zhuǎn)速的選擇問(wèn)題：水利工程施工過(guò)程中所遇到的土層相對(duì)單一，黏土層占有極大的比重，與其他地質(zhì)條件相比黏土層的硬度和強(qiáng)度都偏小，這樣的地基是不滿足施工的要求的。不僅如此，黏土的粘性較大，在鉆孔的過(guò)程中鉆具很容易被黏土粘連上，為了防止此狀況的發(fā)生，可以采用適當(dāng)降低鉆孔速度的方式，這種方式雖然表面上看降低了施工速度，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)上看還是利大于弊的。

2.灌注樁施工工藝的影響因素分析

2.1鋼筋銹蝕導(dǎo)致強(qiáng)度降低

鋼筋和混凝土?xí)r緊密相聯(lián)系的，由于所處環(huán)境的復(fù)雜性，鋼筋腐蝕是不可避免的。鋼筋腐蝕降低的不僅僅是鋼筋自身的強(qiáng)度，也對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定產(chǎn)生較大程度的損害。鋼筋在腐蝕的的過(guò)程中，鋼筋逐漸變細(xì)其力學(xué)性質(zhì)明顯變?nèi)?，這就會(huì)產(chǎn)生鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)相脫離的現(xiàn)象，從而使得整個(gè)混凝土的綜合指標(biāo)都不斷變?nèi)?。?jīng)研究發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)處于側(cè)向壓力和兩種不同壓力的綜合作用，這種相對(duì)不穩(wěn)定的力學(xué)狀態(tài)，使得混凝土結(jié)構(gòu)比原來(lái)產(chǎn)生了30%～60%的劇烈變化。

2.2泥漿施工的影響

泥漿施工是影響混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，工程技術(shù)人員要對(duì)其格外注意。泥漿的性能是判定泥漿施工質(zhì)量的重要考核指標(biāo)，倘若泥漿的性能與工程的要求不相符合時(shí)，它影響的絕非是泥漿施工的工程效果，而是整個(gè)灌注樁施工工藝的質(zhì)量。為提高泥漿的綜合性能，技術(shù)人員要從泥漿的成分配比著手，根據(jù)施工的不同要求采用與之相適應(yīng)的成分配比，這樣可以讓泥漿的作用發(fā)揮到理想的程度。與此同時(shí)，成分的選擇也是極其重要的，工程人員要嚴(yán)格審核泥漿成分的質(zhì)量，使其滿足工程施工的標(biāo)注。

2.3溫度影響

灌注樁施工工藝所處的環(huán)境是復(fù)雜多變的，溫度變化的影響是施工過(guò)程中必須要考慮的因素。第一，在進(jìn)行灌注樁施工過(guò)程中，其大型的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度與環(huán)境中的溫度會(huì)存在一定的溫度差，由于熱脹冷縮而對(duì)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害。第二，就混凝土內(nèi)部而言，內(nèi)部的混凝土鋼筋的比熱容較小，會(huì)使得整個(gè)結(jié)構(gòu)處于溫度不均的狀態(tài)，從而伴隨熱應(yīng)力的產(chǎn)生，這種無(wú)規(guī)律的熱應(yīng)力對(duì)于灌注樁的結(jié)構(gòu)影響較為嚴(yán)重。

2.4水流等流體沖擊的影響

灌注樁施工工藝是針對(duì)水利工程而采用的，因此其經(jīng)常在河流、湖泊等多水的環(huán)境下進(jìn)行，這些水流的流向、力學(xué)作用是錯(cuò)綜復(fù)雜的。灌注樁長(zhǎng)期在水流的浸泡中，會(huì)受到水流的侵蝕和沖刷，從而對(duì)整個(gè)灌注樁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和安全穩(wěn)定性產(chǎn)生極為明顯的損害。因此，在施工設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段要充分考慮水流的作用，采用適當(dāng)?shù)慕鉀Q手段，以提高工程的穩(wěn)定性和服務(wù)年限。

3.灌注樁施工工藝在水利工程應(yīng)用要點(diǎn)

3.1施工準(zhǔn)備階段

任何工程的開(kāi)展都要從基本環(huán)節(jié)做起，施工的準(zhǔn)備階段往往決定著整個(gè)工程的走勢(shì)，灌注樁施工工藝同樣如此。施工準(zhǔn)備階段要注意一下幾個(gè)要點(diǎn)：1，綜合整理施工地點(diǎn)的水文、地質(zhì)概況，以此進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)和考量；2，詳盡的理解施工工程圖紙并科學(xué)合理的規(guī)劃整個(gè)工程施工計(jì)劃；3，注意地基所處的地質(zhì)特征，如果地基過(guò)于松軟要采用必要的處理措施；4，測(cè)量好灌注樁施工相關(guān)的參數(shù)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)；5，做好工程的監(jiān)督審查工作，嚴(yán)格把關(guān)工程的每一道工序。

3.2鉆孔及清孔

不要著急鉆孔，在鉆孔之前要明確保護(hù)筒設(shè)置的地點(diǎn)，保護(hù)筒一般要高出地表20厘米左右，其中心線所允許的誤差不能超出2厘米，保護(hù)筒的應(yīng)該埋入灌注樁超過(guò)20 厘米，為保證保護(hù)筒的穩(wěn)定，采用泥土分層填充的技術(shù)手段。鉆孔過(guò)程勢(shì)必會(huì)對(duì)保護(hù)筒產(chǎn)生一定范圍的沖擊，因此工程技術(shù)人員要時(shí)刻審查保護(hù)筒的相關(guān)參數(shù)以滿足施工的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。鉆孔完畢后要進(jìn)行清孔，清孔分為一次清孔和二次清孔兩個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)完成鉆孔之后進(jìn)行的清孔作業(yè)成為首次清孔，首次清空要把較大的土塊、泥塊清理干凈。放導(dǎo)管和鋼筋籠以后的清孔稱為第二次清孔。

3.3制作和安裝鋼筋籠

在進(jìn)行鋼筋籠框架結(jié)構(gòu)的下料時(shí)，為保證有效的橫截面積，應(yīng)該提前制作樣板，經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員確保無(wú)誤后方可進(jìn)行后續(xù)的批量生產(chǎn)。下料之前要及時(shí)清理鋼筋表層的鐵銹和污漬，并要求鋼筋的各種參數(shù)滿足工程技術(shù)規(guī)范。在進(jìn)行鋼筋籠制作過(guò)程中，技術(shù)人員要嚴(yán)格處理每一道制作環(huán)節(jié)，并以書(shū)面報(bào)告的形式提交給上級(jí)人員進(jìn)行審核。安裝鋼筋籠之前，要檢查鋼筋籠是否滿足工程的要求，檢查完畢后方可安裝。安放鋼筋籠時(shí)，要對(duì)準(zhǔn)孔位之后緩慢地進(jìn)行下放，下放中不允許強(qiáng)行放下和拉起，以免出現(xiàn)塌孔和撞擊磨損的問(wèn)題。

3.4灌注混凝土

混凝土灌注要保證模具的清潔，同時(shí)使其處于濕潤(rùn)的狀態(tài)。垂直高度較高的混凝土澆筑宜采用串筒溜槽的形式，澆筑過(guò)程要嚴(yán)格遵循施工標(biāo)準(zhǔn)，以保證澆筑效果的安全穩(wěn)定。由于混凝土結(jié)構(gòu)易受水流的沖擊和溫度的影響，因此要在材料組合中添加新型的材料，以降低不良因素的損害。

4.總結(jié)

灌注樁施工工藝在水利工程中的應(yīng)用符合水利工程的發(fā)展趨勢(shì)，工程技術(shù)人員要認(rèn)真研究，以發(fā)揮其最大的工程價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅杰華，寧健.水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì).2015（07）

[2]馬曉慧，黑東平.鉆孔灌注樁技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2014（11）

作者簡(jiǎn)介：

吳志博（1985）男，漢族，山東菏澤人，大學(xué)本科，畢業(yè)于青島理工大學(xué)。