水利工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

張德仁 張世平 河南省繁盛水利水電工程有限公司

一、鉆孔灌注樁施工技術(shù)概述

鉆孔灌注樁技術(shù)指的是，借助相關(guān)機(jī)械進(jìn)行挖孔，將鋼筋籠布設(shè)在樁孔內(nèi)部，灌注混凝土之后，最終形成強(qiáng)度和抗力達(dá)標(biāo)的地樁結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)水利工程的承載力和堅(jiān)固性。常見的灌注樁形式主要有沉管、鉆孔、挖孔等幾種，特點(diǎn)也非常明顯：第一、震動(dòng)噪聲小，不影響周圍居民；第二、在各種地質(zhì)中都能使用，適應(yīng)性極強(qiáng)；第三、樁徑大于預(yù)制樁，實(shí)際操作效果好；第四、混凝土拌制困難，施工耗時(shí)較長(zhǎng)。對(duì)于塌孔問題，應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿性能；對(duì)于地下水位較高的情況，應(yīng)升高護(hù)筒位置；對(duì)于縮頸問題，應(yīng)選擇合適的鉆頭設(shè)備，并加大檢測(cè)頻率；對(duì)于樁孔偏斜問題，應(yīng)平整施工場(chǎng)地，保持鉆機(jī)平穩(wěn)。

二、工程概況

某水利工程的投資額較大，測(cè)得截流量為2453m3/s，龍口初始寬度為81.5m，水面寬度為65m。經(jīng)研究決定使用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，會(huì)用到Z22鉆機(jī)數(shù)臺(tái)，預(yù)計(jì)實(shí)際流量會(huì)超過設(shè)計(jì)流量，因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，減小兩者之間的誤差，真正發(fā)揮出技術(shù)的最大作用。

三、水利工程施工中鉆孔灌注樁技術(shù)分析

（一）施工前期準(zhǔn)備要點(diǎn)

做好圖紙審核與設(shè)計(jì)交底，能夠深入分析工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，了解施工場(chǎng)地的水文、土壤、氣候等因素，同時(shí)，對(duì)施工圖進(jìn)行審核，包括柱長(zhǎng)、柱徑、承載性、樁位圖等。由于施工中存在一些危險(xiǎn)性因素，因此，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量、環(huán)保與安全控制工作，在法律法規(guī)范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)備，制定出可行性的預(yù)防方案，以便能夠及時(shí)處理施工中存在的各項(xiàng)問題。嚴(yán)格審查施工場(chǎng)所的路通、電通、水通和場(chǎng)地平整等，將存在的高壓線或地面障礙物進(jìn)行及時(shí)的規(guī)整，確保有通暢的排水以及路面和工作面符合機(jī)械設(shè)備對(duì)地面的要求。最后，施工前要將施工中所運(yùn)用到的材料和設(shè)施嚴(yán)格詳細(xì)的檢查，確保和相關(guān)質(zhì)量要求完全吻合，檢查通過后方可進(jìn)行使用。

（二）成孔

孔徑：結(jié)合水利工程的實(shí)際，調(diào)整鉆頭大小，參考液性指數(shù)進(jìn)行設(shè)置，一般采用孔斜導(dǎo)正器等方法，如果IL＞0.75，可以重點(diǎn)把握粘性土的施工要點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行控制。

孔深：基于各個(gè)鉆孔處的土層分布狀況，研究土質(zhì)的性質(zhì)，之后制定出巖層縫補(bǔ)高線圖，作為孔深設(shè)置的參照值。另外，在測(cè)量成孔深入的時(shí)候，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)記，使用細(xì)鋼絲，實(shí)時(shí)監(jiān)管松動(dòng)和錯(cuò)位等現(xiàn)象，終孔核對(duì)時(shí)，一般選擇測(cè)繩，保證其精確性。

垂直度：把握勘探的實(shí)際狀況，之后進(jìn)行鉆孔，重點(diǎn)把握鉆機(jī)情況，保持鉆桿處于垂直狀態(tài)，增強(qiáng)工程的最終承載力。如果土層分布不均，比如內(nèi)部存在硬物或者土層歪斜分布，可以適當(dāng)降低鉆機(jī)鉆孔速度，保證施工的準(zhǔn)確性，確保最終的鉆孔效果。

鉆進(jìn)參數(shù)：在鉆孔過程中，泵量應(yīng)充足，順利排出粘土粉，避免出現(xiàn)難以控制的現(xiàn)象。一般使用Q=FV60的公式計(jì)算泵量，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的擴(kuò)孔率，可以適當(dāng)減小，使用小轉(zhuǎn)速進(jìn)行施工，保證鉆進(jìn)的穩(wěn)定性。

（三）鋼筋籠的制作與安放技術(shù)

精心設(shè)計(jì)并制作鋼筋籠，按照孔的實(shí)際情況，確定鋼筋籠的間距、位置和數(shù)量，緊密焊接，選用完整的鋼筋用作主筋，保證符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)其牢固性。可以加設(shè)少量間距為2m的箍筋，避免運(yùn)送過程中受到較大的外界影響，防止鋼筋籠出現(xiàn)變形現(xiàn)象。另外，應(yīng)保證鋼筋籠表面光滑，不存在明顯的銹蝕現(xiàn)象，設(shè)計(jì)過程應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格和尺寸為依據(jù)。處理鋼筋應(yīng)采取特殊方式，提升成樁質(zhì)量，對(duì)樁孔進(jìn)行復(fù)檢樁孔，清除周邊雜物，保持其清潔性。明確標(biāo)記鋼筋籠下端位置，防止出現(xiàn)倒放和錯(cuò)放等問題，使用均勻速度下放鋼筋籠，不能過快也不能過慢，避免影響孔壁質(zhì)量，不出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。

（四）水下混凝土的澆筑

澆筑前準(zhǔn)備：完成二次清孔作業(yè)后，采取試驗(yàn)方法，檢測(cè)孔內(nèi)泥漿的性能指標(biāo)，滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，由工程監(jiān)理在文件上簽字，之后澆筑混凝土。一般采用導(dǎo)管法澆筑，性質(zhì)為剛性導(dǎo)管，內(nèi)徑φ為200mm，先進(jìn)行壓力試驗(yàn)，全面檢查導(dǎo)管質(zhì)量，尤其是接頭處質(zhì)量必須達(dá)標(biāo)。

澆筑方法：使用商品混凝土作為樁基混凝土材料，泵送入倉，以孔底為基準(zhǔn)，距離導(dǎo)管下口大約30cm。對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量，記錄相關(guān)數(shù)值，對(duì)于混凝土面的上升高度應(yīng)嚴(yán)格控制，3～5m為導(dǎo)管埋深，詳細(xì)記錄澆筑過程中的細(xì)節(jié)情況。澆筑混凝土的時(shí)候，應(yīng)連續(xù)澆筑，參照設(shè)計(jì)頂標(biāo)高，實(shí)際高出500～1000mm，之后將導(dǎo)管拆除，殘留的沉渣和泥漿應(yīng)徹底清除。樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，安排相應(yīng)人員，及時(shí)鑿除樁基高出部分的混凝土，并全面檢測(cè)樁基。

計(jì)算：根據(jù)樁長(zhǎng)，計(jì)算并確定首批混凝土用量，本工程澆筑混凝土量大于3.5m3，導(dǎo)管的埋深在2m～6m之間，19～23cm為混凝土塌落度范圍。澆筑后期導(dǎo)管內(nèi)的混凝土高度逐步降低，超壓力也逐漸減小，導(dǎo)管外部的含渣土和泥漿變稠，數(shù)量增加，混凝土上升緩慢，此時(shí)可以使用幅度小于30cm的串動(dòng)導(dǎo)管，避免出現(xiàn)橫向擺動(dòng)的現(xiàn)象，順利進(jìn)行澆筑過程。

四、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

（一）護(hù)筒埋設(shè)

選擇厚度為0.8cm的鋼板制作護(hù)筒，與樁直徑對(duì)比，護(hù)筒直徑應(yīng)多出大約40cm。安排相應(yīng)人員進(jìn)行挖埋，合理下放護(hù)筒并進(jìn)行填筑壓實(shí)。本工程采用分層填筑的方式，每層都需要進(jìn)行夯擊，增強(qiáng)最終的壓實(shí)度。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)護(hù)筒埋設(shè)位置，垂直于地面，避免出現(xiàn)偏移和變形等現(xiàn)象。

（二）優(yōu)化地基承載力

在地層斷裂帶或者軟土路基地帶，鉆孔灌注樁應(yīng)用普遍，能夠顯著提升最終的承載力，并且能夠減少成本支出，性價(jià)比較高。如果地基承載力不足，或者軟土層比例較大，灌注樁的作用會(huì)受到明顯影響，因此，在實(shí)際施工中，如果遇到這種情況，必須靈活調(diào)整施工參數(shù)，對(duì)施工過程進(jìn)行全面控制，避免因振動(dòng)過大而出現(xiàn)明顯的斷裂和承載性能不足的現(xiàn)象。

（三）科學(xué)把控沉渣量

鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用在水利工程中，最明顯的優(yōu)勢(shì)在于增強(qiáng)工程的最終穩(wěn)定性，因此，應(yīng)重視沉渣量這一重要指標(biāo)。結(jié)合鉆孔灌注樁特性，沉渣量超過了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，樁基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性將下降，沉降現(xiàn)象隨之出現(xiàn)，干擾了灌注樁的服務(wù)性能。因此，施工人員必須提高施工意識(shí)，全面把握鉆孔灌注樁施工工藝的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂?，將沉渣量控制在合理范圍?nèi)，提高水利工程的最終施工效果。

五、結(jié)束語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在水利工程中具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用過程中，必須結(jié)合工程的特點(diǎn)，做好施工中的各個(gè)要點(diǎn)，同時(shí)不斷完善與優(yōu)化施工技術(shù)，真正為工程建設(shè)服務(wù)。同時(shí)，應(yīng)有效解決存在的各項(xiàng)問題，分析影響施工質(zhì)量的因素，保障水利工程的順利開展，發(fā)揮出技術(shù)的最大效用，促進(jìn)水利工程事業(yè)的良性健康發(fā)展。