水利工程鉆孔灌注樁施工工藝及技術(shù)特點(diǎn)

【摘要】水利工程施工中經(jīng)常采用鉆孔灌注進(jìn)行地基處理。鉆孔灌注樁適用性很廣。鉆孔灌注樁適用于各種地質(zhì)條件，施工比較簡單、易于操作而且施工設(shè)備的投入不是很大等優(yōu)勢，在水利工程施工得到了廣泛地應(yīng)用。但同時(shí)鉆孔灌注樁施工工期比較長、施工難度也比較大、且在水下進(jìn)行，不便于觀察和檢驗(yàn)。這就要求確保其施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。文章主要針對水利工程鉆孔灌注樁的施工工藝、過程質(zhì)量控制做了分析研究。

【關(guān)鍵詞】水利工程施工、鉆孔灌注樁、工藝

一、鉆孔灌注樁的技術(shù)特點(diǎn)

鉆孔灌注樁是靠樁柱摩擦力來承受荷載的，在施工過程中對施工工藝要求比較高，其在成孔和混凝土澆注過程中，要特別注意坍方和斷樁現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，泥漿池在施工場地中也會占據(jù)比較大的位置。

鉆孔灌注樁的施工技術(shù)特點(diǎn)主要有：對環(huán)境和周邊建筑物危害比較小，施工時(shí)基本無噪音、無振動、無地面隆起或側(cè)移。大直徑鉆孔灌注樁直徑范圍大。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?。粚τ跇洞┩傅膱D層可以在空中進(jìn)行原位測試檢測土層性質(zhì)；無需樁頂承臺，簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式；施工設(shè)備簡單，能在較低的凈空條件下進(jìn)行樁施工；能穿越各種土層、基巖；承載力非常高；成樁質(zhì)量的因素多，質(zhì)量不穩(wěn)定，受施工操作影響比較大，且容易發(fā)生縮徑、斷樁等質(zhì)量問題。

二、水利工程鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝見圖1。

三、施工前準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備：①收集工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料，對地質(zhì)巖性及地下水做出正確分析；②熟悉樁基工程施工圖及施工方案；③掌握主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料；④做好場地平整工作，修建鉆機(jī)工作平臺，做到三通一平，電通、水通、路通，對于不利于施工機(jī)械運(yùn)行的松軟場地進(jìn)行處理。雨期施工時(shí)，應(yīng)有足夠的排水措施；⑤布置施工場地，其面積要滿足吊放鋼筋籠需要。

四、鉆機(jī)就位

鉆孔灌注樁施工前應(yīng)對施工場地整平壓實(shí)，當(dāng)場地為深水區(qū)或淤泥層較厚時(shí)，應(yīng)搭設(shè)工作平臺。應(yīng)建立符合結(jié)構(gòu)物整體測量控制的子控制網(wǎng)（包括平面控制與高程控制），且所有測量必須有多余觀測。對擬施工樁位進(jìn)行放樣，并在另一測站進(jìn)行復(fù)核，有條件時(shí)，應(yīng)用鋼尺對前后左右的樁位進(jìn)行相互校核。在灌注樁施工中樁位的控制必須高度重視，確保無誤，一旦發(fā)生樁位錯(cuò)誤將難以彌補(bǔ)。為了保證樁的垂直度和樁位偏差符合要求，鉆機(jī)安裝的基本要求是水平、穩(wěn)固、三點(diǎn)（天車、轉(zhuǎn)盤、護(hù)筒中心）一垂線，安裝完畢后要用水平尺和測錘校驗(yàn)。

五、埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒的主要作用是固定樁位，引導(dǎo)鉆頭的鉆進(jìn)方向，隔離水面以免其流入井孔，保護(hù)孔口不坍塌，同時(shí)保證孔內(nèi)水位高出地下水或施工水位一定高度，形成靜水壓力，從而使孔壁也免予坍塌。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒直徑比樁孔直徑大10cm左右，以方便鉆頭的提升。安裝護(hù)筒時(shí)，其中心線與樁位中心線偏差要小于50mm。護(hù)筒應(yīng)埋設(shè)牢固密實(shí)，它的入土深度，在砂土中要大于1.5m，在黏土中要1m，并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1m以上，為了防止漏水，在護(hù)筒與坑壁之間用黏土分層夯實(shí)。

六、鉆孔

（一）安裝鉆機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)盤中心應(yīng)與鉆架上吊滑輪在同一垂直線上，鉆桿位置偏差不應(yīng)大于2cm，使用帶有變速器的鉆機(jī)，應(yīng)把變速器板上的電動機(jī)和變速器被動軸的軸心設(shè)置在同一水平標(biāo)高上。

（二）根據(jù)巖土情況，合理選擇鉆頭和調(diào)配泥漿性能。

（三）鉆具下入孔內(nèi)，鉆頭應(yīng)距孔底鉆渣面50～80mm，并開動泥漿泵，使泥漿循環(huán)2～3min。然后開動鉆機(jī)，慢慢將鉆頭放到孔底，輕壓慢轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，使護(hù)筒刃腳處形成堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁，鉆至護(hù)筒腳下1m以后，可按地質(zhì)情況逐漸加大轉(zhuǎn)速和鉆壓，以正常速度鉆進(jìn)，并保證及時(shí)排渣。

七、清孔

（一）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。

（二）二次清孔

由于原土造漿的泥漿穩(wěn)定性較差，因此，當(dāng)孔內(nèi)泥漿一旦停止循環(huán)，泥漿中懸浮的顆粒會在短時(shí)間內(nèi)下沉造成沉淤，而且成孔完畢后、灌注水下混凝土以前還要進(jìn)行下放鋼筋籠和導(dǎo)管兩道工序，其時(shí)間間隔少則2h，多則4～5h或更長，在此時(shí)間內(nèi)孔內(nèi)泥漿中懸浮的顆粒勢必大量下沉而使孔底淤積厚度增大而超出規(guī)定范圍，同時(shí)在下放鋼筋籠中難免有孔壁泥皮刮帶落至孔底，因而必須進(jìn)行二次清孔。在清孔過程中必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。

八、鋼筋籠吊裝

（一）鋼筋籠直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)尺寸，每節(jié)長度最好是10～5m。

（二）為了防止導(dǎo)管掛鉤造成鋼筋籠上浮，使用法蘭接頭導(dǎo)管時(shí)，最下面的一節(jié)鋼筋籠底端應(yīng)使主筋向外張開。

（三）制作好的鋼筋籠應(yīng)平臥堆放在平整干凈的場地，堆高不得超過兩層。

（一）灌注樁混凝土運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查其均勻性和塌落度，如不符合要求堅(jiān)決不用，以防造成堵管。混凝土的強(qiáng)度等級必須滿足設(shè)計(jì)要求，砂石料、水泥、水等應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，采用的商品混凝土必須經(jīng)過現(xiàn)場質(zhì)量檢測。

（二）灌注水下混凝土?xí)r，應(yīng)探測水面或泥漿面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀層厚度、埋管深度和樁頂高度。如探測不準(zhǔn)確，將造成沉淀過厚、導(dǎo)管提漏、埋管過深，因而發(fā)生夾層斷樁、短樁或?qū)Ч馨尾怀鍪鹿省?/p>

（三）水下混凝土灌注過程中，必須檢測混凝土面的高度，根據(jù)探測的混凝土面高度和灌入的混凝土數(shù)量做相應(yīng)的計(jì)算，檢驗(yàn)鉆孔樁是否存在局部嚴(yán)重超徑、縮徑、漏失層位等，同時(shí)觀察返水情況，以正確分析和判定孔內(nèi)的情況，避免發(fā)生施工事故。

十、結(jié)束語

鉆孔灌注樁是水利施工中廣泛應(yīng)用的一種基礎(chǔ)形式，具有適應(yīng)性強(qiáng)、施工操作簡單、設(shè)備投入不大等優(yōu)點(diǎn)。為了確保灌注樁的成樁質(zhì)量，贏得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。我們在施工中必須堅(jiān)持“嚴(yán)細(xì)、快速”的原則，在施工的各道程序嚴(yán)格把關(guān)，做足施工準(zhǔn)備，控制好鉆孔、清孔、水下混凝土灌注等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。