實例探析鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制

□劉 寧

（河南省濮陽市引黃工程管理處）

0 引言

隨著水利工程建設(shè)規(guī)模的日益擴大和施工難度的加大，施工管理環(huán)節(jié)的施工技術(shù)運用和質(zhì)量控制也成為施工建設(shè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)之一。鉆孔灌注樁施工作為水利工程的有機組成部分，對消除水害和開發(fā)利用水資源具有雙向調(diào)節(jié)作用?；诖?，就水利工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)層面的質(zhì)量控制和運用，對施工順利進行具有重要的研究價值。

1 工程概況

土石壩是由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或土石混合料填筑而成的壩，又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅?。土石壩作為水庫攔河壩、江河湖海防護堤的使用歷史較為悠久，并廣泛適用于水利工程施工建設(shè)中。在中國建設(shè)的8 600萬座大壩中，90.00%以上是土石壩。

據(jù)資料統(tǒng)計，土石壩漫頂和壩體失穩(wěn)是土石壩失事的兩個主要原因。在大壩失事事故中，土石壩所占比例高達70.50%，而潰壩事故中，土石壩最多。例如：1979年水利部統(tǒng)計的資料顯示1959年以來至1979年20年中，土石壩潰壩2 925座，堆石壩潰壩17座，而混凝土壩僅有1座潰壩。

2 施工技術(shù)要求

基于上述事故發(fā)生原因的評估中，事故發(fā)生的主要原因在于：漫頂失事、質(zhì)量問題、管理不當(dāng)、裂縫事故、滲漏事故、管涌事故、滑坡塌坑事故、護坡破壞事故、沖刷破壞事故、氣蝕破壞事故及白蟻打洞事故等。由此，通過施工技術(shù)和施工質(zhì)量，整體改善泄洪能力、洪水超設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、壩體滲漏、壩體滑坡、溢洪道滲漏、輸水洞滲漏或其質(zhì)量問題、超蓄、維護運用不良、無人管理、非潰壩事故類型等原因的質(zhì)量控制，對水利工程建設(shè)具有至關(guān)重要的作用。鑒于此，鉆孔灌注樁的施工技術(shù)管理和質(zhì)量控制的研究，對施工具有重要的意義。

具體關(guān)鍵技術(shù)包括護筒要求、骨架存放與運輸、骨架的起吊和就位等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

2.1 護筒埋設(shè)

護筒埋設(shè)工作作為鉆孔灌注樁施工的起點，是成樁質(zhì)量衡量的關(guān)鍵，主要包括護筒平面位置、垂直度，護筒周圍和護筒底腳的緊密度及其透水性和成孔效率。埋設(shè)環(huán)節(jié)，還要確保護筒中心軸線和測量標(biāo)定的樁位中心相一致，水平和垂直方向的偏差標(biāo)準(zhǔn)分別為＜50 mm、＜1%。鉆機鉆進作業(yè)中，在孔內(nèi)擺放的程度與護筒的內(nèi)徑大小相關(guān)，護筒內(nèi)徑和樁徑的比值控制在（200～400）mm∶1 mm。鉆孔灌注樁鉆孔環(huán)節(jié)，為防止孔壁坍塌，護筒中泥漿施工液位的高度比在（1～2）∶1。

2.2 骨架存放與運輸

骨架存放與運輸中，鋼筋骨架結(jié)構(gòu)設(shè)置前要保持場地平整、存放環(huán)境干燥，存放環(huán)節(jié)加勁筋與地面接觸均需要以模板隔開，鋼筋籠架設(shè)環(huán)節(jié)，各節(jié)段排序要滿足既定裝車順序。墩號、樁號、節(jié)號等要通過標(biāo)志牌加以區(qū)分，其避免質(zhì)量事故發(fā)生，骨架存放之用要避免胡亂安放、儲存和運輸環(huán)節(jié)要做好防水防腐蝕工作。骨架運輸中，不得拆卸標(biāo)志牌，不得損害骨架，以便后續(xù)校驗。

2.3 骨架的起吊和就位

骨架的起吊和就位第一吊點為骨架下部，第二吊點為骨架長度中點到上三分點，先稍提起，再與第二吊點同時起吊。解除第一吊點，檢查骨架是否順直、焊接骨架時確保上下兩節(jié)骨架位于同一豎直線上、骨架最上端定位須由測定孔口標(biāo)高來計算定位筋長度、檢測鋼筋骨架的底面標(biāo)高，偏差要＜±50 mm。

3 施工工藝流程

鉆孔灌注樁施工多以沖擊鉆成孔來保證樁基質(zhì)量，具體流程參見圖1所示。

具體來講，鉆機準(zhǔn)備中就測量放線及高程控制，慣常采用全站儀坐標(biāo)控制方法來定樁位，高程測量用以針對各樁孔井口標(biāo)高記錄。鉆機就位前，設(shè)備安裝和調(diào)適必須與基礎(chǔ)墊平填實、鉆機位置確定、樁位對準(zhǔn)等施工細(xì)則相關(guān)。以此來避免施工中因鉆機安裝不到位導(dǎo)致施工質(zhì)量不高。護筒埋設(shè)中，受人工配合機械開挖護筒坑差異，坑尺寸為護筒直徑增加1 m、護筒直徑＞樁徑200 mm，校驗位置后再分層回填粘土并夯實，埋設(shè)深度在2～4 m。泥漿池開挖多以機器進行，泥漿池深度、尺寸、設(shè)置位置均需滿足既定施工要求。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

鉆孔施工作業(yè)中連續(xù)多次的分班進行，多次泥漿檢驗，及時處理不符合要求的鉆機行為，嚴(yán)格按照地質(zhì)剖面圖進行核對。為提高成孔質(zhì)量，成孔中嚴(yán)格控制鉆機鉆進速度。清孔主要就孔深達設(shè)計標(biāo)高、成孔質(zhì)量符合圖紙要求、監(jiān)理工程師認(rèn)同后再進行。抽渣法清孔較為適宜，并能滿足鋼筋籠吊裝工作的既定要求。

導(dǎo)管法混凝土澆筑中具體質(zhì)量控制為：混凝土澆注以連續(xù)為主，澆筑環(huán)節(jié)禁止停頓施工，以確?；炷辆鶆颍刂茣r間、間歇時間、土面上升速度、澆灌速度分別控制在4-6 h 內(nèi)、15-30 min、＜2 m/h、30～35 m3/h；為避免泥渣泥漿混入混凝土內(nèi)，嚴(yán)禁導(dǎo)管橫向運動。多根導(dǎo)管作業(yè)中，嚴(yán)禁混凝土溢出漏斗或流進槽內(nèi)；混凝土面高差＜0.30 m，導(dǎo)管提升速度、混凝土的上升速度、插入深度＜1.50 m；混凝土澆灌中，計算混凝土上升高度需與探錘測量混凝土面實際標(biāo)高同步進行，導(dǎo)管下口與混凝土相對位置，嚴(yán)格控制混凝土澆灌量并做好隨訪記錄；攪拌好的混凝土在1-1.50 h 內(nèi)澆筑完畢，待混凝土澆筑到頂部3 m時，可通過在槽段內(nèi)放水適當(dāng)稀釋泥漿/導(dǎo)管埋深減為1 m來排除泥漿阻力，順利完成澆灌；待混凝土澆到墻頂層時，受導(dǎo)管內(nèi)超壓力變化和混凝土與泥漿混雜影響，頂部浮漿必須在澆灌后逐層清除，澆灌高度與設(shè)計高在0.50～0.60：1，為保證混凝土質(zhì)量，混凝土澆筑完畢馬上清除0.30～0.40 m，留下0.20 m 待后鑿除。具體施工組織控制如圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁施工組織控制圖

4 研究綜述

水利工程建設(shè)中做好鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備，即精心量測，準(zhǔn)確放出樁位及其護樁。平整場地，清除雜物，打夯密實。護筒制備和埋設(shè)中，對鉆孔直徑、護筒、4 mm厚鋼板卷制焊接、護筒埋設(shè)范圍、埋置深度等進行綜合掌握。鉆孔施工中，可以臨時施工便橋和筑島方便施工。泥漿坑開挖和泥漿制備環(huán)節(jié)，選用優(yōu)質(zhì)粘土制備泥漿，泥漿整體性能指標(biāo)要滿足相關(guān)規(guī)范要求，保持護筒內(nèi)的泥漿頂面＞孔外水位或地下水位1.00～1.50 m。鉆機底架墊平，保持穩(wěn)定就位環(huán)境，頂端以纜風(fēng)繩對稱拴牢拉緊。鉆機鉆桿保持垂直姿勢、鉆尖與孔位允許誤差嚴(yán)格在規(guī)定之內(nèi)。鉆孔和開挖環(huán)節(jié)，混凝土灌注中距5 m內(nèi)24 h后才能在此澆筑，防止施工環(huán)節(jié)與鄰樁混凝土的相互干擾。施工進度控制上，以來料作業(yè)控制等進行全局把握；轉(zhuǎn)孔進行中，持續(xù)不中斷，避免孔坍塌；一旦孔坍塌嚴(yán)重，及時回填重鉆。終孔清孔中，嚴(yán)格孔位、孔徑、孔形、孔深、垂直度、孔底土質(zhì)情況等整體內(nèi)容進行檢查并填寫鉆孔記錄。清孔需滿足鉆孔所要達到的圖紙規(guī)定標(biāo)高、成孔質(zhì)量要符合基本圖紙要求。吊裝作業(yè)中，一次吊裝就位，鋼筋籠焊接質(zhì)量、定位支承系統(tǒng)等均需嚴(yán)格技術(shù)手段進行施工控制。混凝土灌注中檢測孔底泥漿沉淀厚度；混凝土運至灌注地點時，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度；監(jiān)理工程師認(rèn)可且鋼筋骨架安放就位后，連續(xù)澆筑；澆筑方法采用直升導(dǎo)管法灌注混凝土方法。水下混凝土灌注混凝土頂面高出圖紙規(guī)定或監(jiān)理工程師確定截斷高度；灌注樁的質(zhì)量檢查中，依據(jù)每根樁應(yīng)隨機做3組混凝土試件；檢測單位逐樁進行無破損法檢測，檢測時監(jiān)理工程師旁站以監(jiān)督樁檢測質(zhì)量和樁檢測結(jié)果；每一根成樁的平面位置，鋼筋籠偏心情況試驗結(jié)果及施工記錄認(rèn)可批復(fù)后，再行下一道工序。

5 結(jié)語

鉆孔灌注樁施工技術(shù)的運用和質(zhì)量控制，是水利工程建設(shè)環(huán)節(jié)的重點問題。上文就水利工程現(xiàn)場中，借助機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成樁的研究中，就具體關(guān)鍵技術(shù)包括護筒要求、骨架存放與運輸、骨架的起吊和就位等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和施工技術(shù)工藝質(zhì)量控制進行探討，以為水利工程的順利進行提供了助力。