水利施工鉆孔灌注樁施工技術(shù)解析

張慶太

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹鉆孔灌注樁這一技術(shù)工藝，并就鉆孔灌注樁在水利施工的各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用以及施工過程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題和控制措施等進(jìn)行詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工應(yīng)用；配置；控制措施

一、鉆孔灌注樁施工工序

橋梁上部結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性由鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量決定，繼而決定橋梁工程完成后的使用性能和質(zhì)量。所以要保證橋梁施工過程不出現(xiàn)意外問題，保證橋梁施工質(zhì)量和使用性能就必須熟悉鉆孔灌注樁施工工序并對(duì)鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量加以控制。

材料的質(zhì)量決定了鉆孔灌注樁施工過程中的質(zhì)量，因此在施工之前要科學(xué)合理的對(duì)工程的材料進(jìn)行選用和檢驗(yàn)。必須嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)在檢測(cè)合格后施工單位要按規(guī)范要求的頻率進(jìn)行取樣試驗(yàn)，合格后再報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)。

二、灌注混凝土的配制及灌注

（一）混凝土減水劑的應(yīng)用

MF復(fù)合劑能使混凝土在滿足性能的基礎(chǔ)上具有抗凍的特點(diǎn)，是目前在灌注樁混凝土配置中常使用的復(fù)合劑。

（二）灌注樁混凝土的配制

灌注樁混凝土的配制必須具有較高的流動(dòng)性，同時(shí)泥漿的侵蝕會(huì)影響混凝土的性能。因此，在配制時(shí)建議采取以下技術(shù)措施：

1.加大設(shè)計(jì)配合比

在灌注樁施工過程中混凝土的配合比是影響工程質(zhì)量和工程周期的首要因素。在工程開工前，承包商應(yīng)完成混凝土目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)工作?；炷僚渲茝?qiáng)度Rp采用大于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)R的50%的配合比。不僅總平均值要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，還應(yīng)滿足95%的強(qiáng)度保證率。強(qiáng)度離差系數(shù)Cv取0.2，查配制強(qiáng)度與設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)之比的關(guān)系曲線可得Rp/R=1.5，即Rp=1.5R。當(dāng)R=200MPa，則Rp=1.5×200=300MPa。目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)試驗(yàn)是控制和指導(dǎo)施工的科學(xué)依據(jù)，是一項(xiàng)很重要的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。承包商在配比過程中首先應(yīng)該進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試配工作，之后現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理選定經(jīng)濟(jì)合理的目標(biāo)配合比全過程旁站監(jiān)督。在確定目標(biāo)配合比之后承包商要向監(jiān)理工程師進(jìn)行報(bào)批，然后再由監(jiān)理中心試驗(yàn)室按材料及參數(shù)進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)確保配合比能在工程中使用。

2.泥漿的配制與拌制

鉆孔泥漿的主要成分是水、纖維素、膨潤(rùn)土、燒堿等。在鉆孔的過程中，水的相對(duì)密度小于泥漿的相對(duì)密度而泥漿的靜水壓高于水的靜水壓，所以泥漿就會(huì)對(duì)鉆孔壁形成一層泥皮，造成鉆孔內(nèi)外滲流受到阻隔，這樣鉆孔壁就會(huì)因?yàn)槭茏瓒艿奖Ｗo(hù)進(jìn)而免于坍塌。水、纖維素、膨潤(rùn)土、燒堿通常的治療量比為100：0.007：7：0.0030纖維素在地基的表面形成一層薄膜使得失水率得到降低，密度低、粘度好、含沙量小、泥皮薄的膨潤(rùn)土穩(wěn)定性較好，起到了很好的固壁作用，同時(shí)使得鉆進(jìn)率得到了提高。燒堿使得水化膜的厚度增大，在使泥漿的膠體率和穩(wěn)定性得到提高的同時(shí)又使失水率相應(yīng)的降低了。

對(duì)于軟土地層來說，護(hù)壁泥漿的主要原料膨潤(rùn)土可以使得泥漿粘結(jié)力增強(qiáng)，彌補(bǔ)了其原土造漿能力不夠的缺點(diǎn)，同時(shí)添加純堿和CMC等外摻劑，再加水拌制就能降低孔內(nèi)漏水率，確保了孔內(nèi)的水壓。在泥漿密度的作用下產(chǎn)生液柱壓力對(duì)地下水壓起到平衡作用，并在孔壁內(nèi)產(chǎn)生了一定的側(cè)面壓力進(jìn)而形成了一種液壓支撐。在其作用下，孔壁內(nèi)滲入了膠質(zhì)顆粒分子防止了塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，起到了很好的護(hù)壁作用。

（三）在灌注過程中，要對(duì)所灌注的混凝土面高度、水面以及泥漿面以下的孔深進(jìn)行探測(cè)

在灌注過程中，泥漿擠壓反作用于混凝土，這就使導(dǎo)管與混凝土之間產(chǎn)生了摩擦阻力，要將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口就必須使混凝土的反作用壓力大大的超過泥漿的反作用力才行。導(dǎo)管的提升速度慢才能使混凝土有充分的時(shí)間來克服摩擦力阻力下降。同時(shí)要留有足夠的排除通道，不然會(huì)出現(xiàn)縮徑、夾泥等現(xiàn)象。導(dǎo)管內(nèi)的混凝土柱一般保持在3～4m長(zhǎng)之間，這是為了在提升導(dǎo)管時(shí)使混凝土有絕對(duì)的壓力與泥漿的壓力抗衡防止泥漿進(jìn)入導(dǎo)管。

三、開鉆成孔及遇到的問題

（一）開鉆成孔

為保證孔位的準(zhǔn)確性，鉆機(jī)需在平穩(wěn)的地方搭建底架鉆頭，保持鉆桿中心與護(hù)筒頂面中心對(duì)準(zhǔn)，偏差要控制在50mm以內(nèi)。在架設(shè)鉆機(jī)時(shí)必須安裝支架柱，使鉆機(jī)保持一個(gè)整體機(jī)構(gòu)，確?？孜粶?zhǔn)確成孔垂直。進(jìn)行鉆孔時(shí)，鉆桿要與地面垂直。在鉆孔過程中，速度要盡可能的保持勻速，防止失穩(wěn)和滲漏。在一些特殊地表處要注意控制鉆速和鉆壓，如在易縮徑土層處，要進(jìn)行必要的復(fù)鉆。在硬塑的粘土層處，要采用中高檔鉆速進(jìn)行鉆孔。在淤泥和粉砂層處，采用低檔鉆速進(jìn)行鉆孔。在地層易變化處，要對(duì)鉆速和鉆壓加以控制，以免傾斜。

（二）成孔過程中遇到的問題

1.縮徑

鉆進(jìn)壓力大鉆速快導(dǎo)致鉆頭很容易穿過淤泥和淤泥質(zhì)土層。而在鉆速過快時(shí)，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi)，致使側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達(dá)成平衡，又因地應(yīng)力沿較軟巖層釋放，從而導(dǎo)致了縮徑。在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時(shí)投入粘土泥膏使鉆機(jī)壓力變成零或者鉆速減慢讓鉆機(jī)在無油壓狀態(tài)下空轉(zhuǎn)才能保證無縮徑現(xiàn)象的發(fā)生。

2.坍孔

在施工時(shí)，沒有料到的復(fù)雜地質(zhì)情況等會(huì)導(dǎo)致坍孔。為了避免坍孔情況的出現(xiàn)應(yīng)認(rèn)真觀察地形，審閱地質(zhì)勘探報(bào)告。如果在成孔過程中出現(xiàn)坍孔的情況，應(yīng)立即避開該樁位或者回填原樁位。如果在灌注過程中坍孔，應(yīng)立即回填原樁孔或用硬片石等將原孔全部回填，等到密實(shí)后用沖擊鉆重新鉆進(jìn)。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題，只須加大泥漿比重到適當(dāng)程度即可。一般泥漿性能指標(biāo)取為：粘度為18-22s，含沙量≤4%，膠體率≥90，比重為1.1左右。

3.斜孔

在軟硬巖層交替的層位很容易發(fā)生斜孔。在鉆進(jìn)過程中保持勻速可以避免發(fā)生斜孔。對(duì)于己發(fā)生傾斜的孔，需要掃孔糾正；若糾正無效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時(shí)需要重新鉆進(jìn)。

4.沉渣與泥皮過厚

影響樁承載能力的重要因素是樁底沉渣，這就要求水下灌注樁底沉渣厚度不得超過30cm。但在施工過程中，往往有不少樁的樁底沉渣仍達(dá)不到此要求，因?yàn)槟酀{性能不符合要求。當(dāng)泥漿的比重大于沉渣比重時(shí)才可被返出孔口，但是如果泥漿的比重太大，就會(huì)造成孔壁泥皮過厚從而影響樁的承載能力。所以只有正確的控制泥漿性能，才能讓其在鉆孔灌注樁的施工過程中發(fā)揮重要作用。

四、結(jié)語

鉆孔灌注樁是一種重要的基礎(chǔ)形式，是當(dāng)前水利施工過程中對(duì)地基處理的最重要的方式。它施工簡(jiǎn)單容易操作，設(shè)備投入不多而且對(duì)于各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，所以在當(dāng)前的各類房屋建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在施工的過程中無法觀察，是一項(xiàng)隱蔽的工程，在施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，因此在施工過程中還應(yīng)加強(qiáng)工程監(jiān)管，保證混凝土的施工質(zhì)量，增強(qiáng)水利工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊升.水利施工鉆孔灌注樁施工技術(shù)解析[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2016（9）.