水電工程中鉆孔灌注樁技術(shù)優(yōu)化研究

奉后忠

摘 要：本文首先對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行簡要分析，然后結(jié)合工程實(shí)例，探討鉆孔灌注樁技術(shù)在水電工程中的運(yùn)用，最后總結(jié)了應(yīng)用鉆孔灌注樁過程中應(yīng)該注意的問題，以期為相關(guān)研究者提供參考。

關(guān)鍵詞：水電工程;鉆孔灌注樁;混凝土灌注

中圖分類號(hào)：TV553文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）07-0065-03

Abstract： This paper first made a brief analysis of the bored pile technology， and then discussed the application of the bored pile technology in Hydropower Engineering with an engineering example. Finally， it summarized the problems that should be paid attention to in the application of the bored pile technology， in order to provide reference for the relevant researchers.

Keywords： hydropower engineering;bored pile; concrete pouring

一般來說，水電工程建設(shè)對(duì)各個(gè)方面的技術(shù)要求非常高，而對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)，則有著更加嚴(yán)格的要求。因而，在建設(shè)水利工程過程中，相關(guān)工作人員必須要能結(jié)合實(shí)際工程環(huán)境以及有關(guān)施工條件來對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格地把控，并優(yōu)化鉆孔灌注樁施工技術(shù)，只有這樣才能為該技術(shù)的應(yīng)用提供保障。接下來，筆者就鉆孔灌注樁技術(shù)在水電工程中的運(yùn)用以及優(yōu)化的方式展開論述。

1 鉆孔灌注樁技術(shù)概述

鉆孔灌注樁施工技術(shù)采用先進(jìn)的現(xiàn)代化機(jī)械鉆出樁孔，用導(dǎo)管的形式進(jìn)行水利工程橋梁的水下施工，從而進(jìn)行混凝土的水下灌注。與傳統(tǒng)混凝土澆筑技術(shù)相比，鉆孔灌注樁施工技術(shù)無論是在工藝技術(shù)上還是施工質(zhì)量上均有了大幅度提升[1]。同時(shí)，鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠適應(yīng)各種地質(zhì)條件的水利工程橋梁施工。此外，鉆孔灌注樁施工技術(shù)對(duì)于施工設(shè)備、施工環(huán)境的要求都比較低，施工噪聲小、振動(dòng)小，且不會(huì)造成地面隆起、側(cè)移的情況。除此之外，在水利工程中運(yùn)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，其入土較深，可以有效確保整體水利工程施工質(zhì)量。

2 工程概況

某水電工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)是鋼筋混凝土灌注樁，按照設(shè)計(jì)圖紙要求，樁基安全級(jí)別定為二級(jí)。其中，樁徑1.2 m的一共有8根，樁長48 m;樁徑0.6 m的共20根，樁長24 m。造孔深度內(nèi)的地質(zhì)狀況為：EL11.0～EL5.0 m是回填土，而EL5.0～-1.7 m是原狀亞黏土層，而EL-1.7～EL 6.0 m是粉土層，其以下的都是細(xì)砂層[2]。

3 水電工程中的鉆孔灌注樁施工程序分析

3.1 進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作

第一，將場地清理平整，規(guī)劃好進(jìn)出施工場地的路線，科學(xué)且有效地使用施工場地，以確保施工正常進(jìn)行。第二，做好水利工程現(xiàn)場的水電施工，施工過程中應(yīng)當(dāng)確保施工道路通暢，并科學(xué)設(shè)置排水溝，確保雨天正常施工。第三，依照樁孔位置的設(shè)計(jì)，按成孔、灌注順序推進(jìn)原則鋪設(shè)軌道，做到一次性鋪設(shè)，盡可能完成多個(gè)鉆孔，防止鉆機(jī)吊運(yùn)次數(shù)減少。第四，護(hù)筒使用4 mm的鋼板來制備，其內(nèi)徑應(yīng)當(dāng)比樁徑大10～20 cm，其端部需要打入黏土層。鉆機(jī)就位以后，要保證其穩(wěn)固、平整，施工過程中不會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)或者傾斜的現(xiàn)象，并且檢測轉(zhuǎn)盤中心與樁中心的重合度。

3.2 開展造漿工作

3.2.1 進(jìn)行原土造漿。該工程采用原土造漿工藝，循環(huán)池容積不小于樁孔容積的1倍，沉淀池的容積為50 m3，同時(shí)，施工現(xiàn)場設(shè)置有儲(chǔ)漿池，其容積不小于50 m3。泥漿的作用是填實(shí)孔隙，維持孔內(nèi)水壓，穩(wěn)定孔壁。為了使泥漿發(fā)揮出最佳效果，可采取如下幾方面措施：①應(yīng)當(dāng)確保泥漿量充足，提升正循環(huán)鉆進(jìn)效率;②提升泥漿的比例以及黏度，以提升泥漿懸浮鉆渣能力。該工程按照樁徑與實(shí)際地質(zhì)狀況，明確泥漿比重是1.2 g/cm3，而黏度小于等于25，含砂量小于等于8%。

3.2.2 造漿過程中應(yīng)注意的問題。首先，施工現(xiàn)場平面布置需要充分考慮造漿、循環(huán)、清理渣滓與排棄等設(shè)施的占地比重，并根據(jù)地形與地勢靈活設(shè)置。其次，要確保泥漿循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)槽、沉淀池的砌筑不滲漏，保證泥漿不流失。再次，鉆頭在砂土或者易于造漿的黏土中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)恰當(dāng)調(diào)節(jié)泥漿比重與性能。最后，需要不定期清理泥漿池與沉淀池，并將清理出來的鉆渣運(yùn)到指定地方，嚴(yán)禁堆積在施工現(xiàn)場。

3.3 進(jìn)行鉆孔施工

3.3.1 選擇鉆孔方法。該工程采用正循環(huán)泥漿護(hù)壁鉆孔，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測量放樣，設(shè)置好護(hù)筒，進(jìn)行鉆機(jī)安裝，確保鉆機(jī)水平與鉆桿垂直，嚴(yán)格把控樁位偏移問題。泥漿制作時(shí)使用塑性好的黏土制漿，確保其每一項(xiàng)指標(biāo)均都滿足有關(guān)規(guī)定。為確?？妆诜€(wěn)定，應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿的比重與鉆孔速度。在鉆孔過程中，應(yīng)當(dāng)每間隔2～5 m檢查一次鉆機(jī)。成孔以后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將渣滓清理干凈，與業(yè)主以及監(jiān)理人員測量孔深，并辦理好相關(guān)驗(yàn)收手續(xù)。

3.3.2 鉆孔應(yīng)當(dāng)注意的問題。①安裝鉆機(jī)的過程中，應(yīng)保證轉(zhuǎn)盤中心和鉆架上吊滑輪處于同一垂直線上，并將鉆桿位置偏差控制在2 cm以內(nèi)。②挑選合適的鉆頭，合理配置泥漿比重。③鉆進(jìn)過程中，要合理掌握每一項(xiàng)參數(shù)。④鉆直徑大的樁孔時(shí)，應(yīng)當(dāng)在鉆頭前部增加一個(gè)小的鉆頭。⑤當(dāng)護(hù)筒底部土質(zhì)比較松軟，產(chǎn)生漏漿問題時(shí)，可提起鉆頭，向孔內(nèi)倒進(jìn)黏土塊，再倒轉(zhuǎn)鉆頭，將泥漿穩(wěn)定以后，繼續(xù)開展鉆進(jìn)工作。⑥鉆進(jìn)過程中，應(yīng)根據(jù)需要投入適量的純堿以提升泥漿比重與膠結(jié)性，以便于渣滓排出孔外。⑦成孔以后，要在第一時(shí)間安排甲方、監(jiān)理公司、施工公司共同辦理相關(guān)驗(yàn)收手續(xù)。

3.4 清孔

首先，進(jìn)行第一次清孔。第一次清孔在終孔后、提鉆前進(jìn)行，使用比重、黏度略小的泥漿替換孔內(nèi)的黏稠性泥漿。根據(jù)工程實(shí)際情況可知，清孔時(shí)間為：樁1為1.5～2.0 h，而樁2需要0.5～1.0 h。其次，進(jìn)行第二次清孔。第二次清孔是在下導(dǎo)管后、混凝土灌注前進(jìn)行的。清孔過程中，應(yīng)當(dāng)持續(xù)上下竄動(dòng)導(dǎo)管，利于孔內(nèi)的沉渣上浮。同時(shí)，要經(jīng)常檢測泥漿指標(biāo)。清孔換漿需要達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行之后的鋼筋籠下放與混凝土澆筑工作[3-5]。

3.5 鋼筋籠下放

鋼筋籠采用逐段接長以后放入孔內(nèi)，即先把首段鋼筋籠下放到孔內(nèi)，借助其上部架立筋暫時(shí)固定在護(hù)筒上部，此時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保主筋位置豎直、正確。然后吊起第二段鋼筋籠，對(duì)準(zhǔn)位置后，使用搭焊接的方式接長以后下放到鉆孔中，如此逐段接長以后放在指定的位置。鋼筋籠全部安裝入孔后，確認(rèn)安裝位置與要求相符，然后對(duì)鋼筋籠吊筋進(jìn)行固定，避免灌注混凝土?xí)r出現(xiàn)鋼筋籠上浮的現(xiàn)象。

3.6 灌注水下混凝土

第一，工作人員應(yīng)對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，如若檢查合乎標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在0.5 h內(nèi)開展水下混凝土灌注作業(yè)。第二，應(yīng)當(dāng)確保隔水塞具有良好的隔水性能，能順利排出。第三，現(xiàn)場工作人員在進(jìn)行首批混凝土灌注時(shí)，先配0.3 m3的水泥砂漿于隔水塞上的導(dǎo)管及漏斗中，然后再將其放置于混凝土中，確認(rèn)初次灌注量充足以后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量將導(dǎo)管內(nèi)的水排出來，讓隔水塞留于孔內(nèi)，灌注首批混凝土，使導(dǎo)管一次性埋入混凝土面以下0.8 m以上。初灌時(shí)混凝土要順暢，禁止提動(dòng)導(dǎo)管。第四，灌注時(shí)，需要實(shí)時(shí)檢測混凝土上升的高度，禁止導(dǎo)管被提出混凝土面。因故障暫停灌注水下混凝土，停澆時(shí)間不得超出40 min，超時(shí)的話需要經(jīng)過監(jiān)理驗(yàn)收后才可以繼續(xù)進(jìn)行灌注施工。

4 水電工程鉆孔灌注樁施工需要注意的問題

4.1 導(dǎo)管拔空與埋管

導(dǎo)管拔空出現(xiàn)的原因是相關(guān)施工人員操作失誤，上拔導(dǎo)管過量，從而造成導(dǎo)管拔空現(xiàn)象。對(duì)該問題的處理方式如下：倘若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管拔空，需要立即把導(dǎo)管插進(jìn)混凝土中，抽出導(dǎo)管中的水，接著繼續(xù)灌注混凝土;探明已有的樁頂高程，拔出導(dǎo)管，在原來的樁位上鉆出小于樁徑的孔至斷樁，再進(jìn)行重新清孔，在斷樁部位增加一節(jié)鋼筋籠，其下部埋入新鉆孔中，然后繼續(xù)灌注混凝土。

埋管出現(xiàn)的原因是混凝土灌注速度過快，工作人員沒有及時(shí)拔出導(dǎo)管;混凝土初凝時(shí)間短，間歇時(shí)間過長，重新灌注時(shí)下部混凝土已經(jīng)初凝，導(dǎo)致導(dǎo)管無法拔出。對(duì)這一問題的解決措施是：進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，需要勤提勤拆導(dǎo)管。

4.2 沉籠

沉籠是因?yàn)榈踅詈椭鹘铋g焊接不牢固，造成導(dǎo)管和鋼筋籠脫節(jié)，使得其沉入孔內(nèi)。該問題的處理方式是：一旦發(fā)現(xiàn)鋼筋籠沉籠，要立即停止混凝土灌注，把鋼筋籠吊升到設(shè)計(jì)標(biāo)高重新穩(wěn)固，把鋼筋籠焊接牢固后繼續(xù)灌注混凝土。若鋼筋籠沉入混凝土中無法拔出，需要將導(dǎo)管拔出。若鋼筋籠沉入混凝土的深度小于2 m，可繼續(xù)灌注混凝土，等到開挖基坑以后，在原來的樁位上開挖，將鋼筋籠露出來。

4.3 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮是因?yàn)槭┕r(shí)操作不到位或者骨料粒徑較大等，導(dǎo)致鋼筋籠和導(dǎo)管出現(xiàn)掛帶問題，鋼筋籠和導(dǎo)管外壁接觸比較緊密，混凝土凝結(jié)以后，提升導(dǎo)管時(shí)容易使鋼筋籠被提出，從而產(chǎn)生鋼筋籠上浮的問題。此外，混凝土灌注速度太快也會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠出現(xiàn)上浮的問題。處理該問題的方法是：在灌注混凝土?xí)r，若出現(xiàn)鋼筋籠上浮，要立即停止混凝土灌注施工，反復(fù)上下?lián)u動(dòng)導(dǎo)管，以消除掛帶;在灌注混凝土?xí)r，還要嚴(yán)格把控混凝土的灌注量與灌注速度。

5 結(jié)語

近年來，城市化建設(shè)速度加快，促使水電工程建設(shè)事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。鉆孔灌注樁技術(shù)是水電工程中運(yùn)用甚廣的一種形式，具備諸多優(yōu)點(diǎn)，如操作便捷、成本較低等，在提高水電工程施工進(jìn)度與質(zhì)量方面起著十分重要的作用。因而，對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，可以推動(dòng)水電工程健康穩(wěn)定發(fā)展。

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