試論水利施工鉆孔灌注樁施工技術(shù)

王嘉悅

北京京水建設(shè)集團(tuán)有限公司 北京 100193

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會生活中對水利工程的應(yīng)用越來越高，這就要求水利工程施工技術(shù)要隨著時代的發(fā)展與時俱進(jìn)，提高自己的技術(shù)水平，而鉆孔灌注樁施工技術(shù)作為水利工程中一項比較重要的施工環(huán)節(jié)，更是要在技術(shù)發(fā)展過程中，找到自己的位置，提高提高技術(shù)水平，積極發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)中存在的問題，做到與時俱進(jìn)，更好的推動水利工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)概述

鉆孔灌注樁是廣泛用于工程建設(shè)領(lǐng)域的一種施工方法，其主要利用機(jī)械進(jìn)行鉆孔施工的方式，通過采用挖掘或鋼管擠土等方式形成建筑地基下的樁孔，對樁孔內(nèi)布設(shè)鋼筋籠，進(jìn)而灌注混凝土，最終形成有一定強(qiáng)度和抗力的地樁結(jié)構(gòu)。對該施工的分類，可以根據(jù)具體成孔形式進(jìn)行區(qū)別，具體來說，其可大致歸納為沉管、鉆孔、挖孔等幾種比較常見的灌注樁形式。與其他成樁方法相比，灌注樁施工具有非常顯著的特點(diǎn)：一是施工所形成的震動與噪聲更小，二是可以實現(xiàn)遠(yuǎn)大于預(yù)制樁的樁徑，三是對地基的地質(zhì)條件適應(yīng)性非常好，四是對施工的質(zhì)量要求較高，五是混凝土形成質(zhì)量很難管理，六是施工過程比較費(fèi)時。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)特點(diǎn)

技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。①噪聲小。技術(shù)應(yīng)用多為地下施工模式，會在地下形成諸多孔洞，這些孔洞可以和混凝土直接展開地下灌注，整體施工噪聲相對較小，波動性相對有限。②樁基直徑大?？锥粗睆酱笮『豌@孔灌注樁直徑有密切關(guān)聯(lián)，在進(jìn)行施工時，如果想要擴(kuò)大樁基直徑，就需要對鉆孔直徑進(jìn)行調(diào)整，但由于預(yù)制樁模型都是固定的，所以在施工過程中需要按照設(shè)計圖紙與模型展開預(yù)制管柱施工。③適應(yīng)能力強(qiáng)。技術(shù)應(yīng)用對于環(huán)境沒有過多限制，但凡能實施鉆孔施工的地點(diǎn)，均可展開技術(shù)應(yīng)用，適應(yīng)能力相對較強(qiáng)。④容易受現(xiàn)場環(huán)境影響。因為樁基礎(chǔ)多為現(xiàn)場施工，現(xiàn)場施工質(zhì)量會對灌注樁樁基質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，所以在施工時需要做好人員、機(jī)械設(shè)備等多方面現(xiàn)場管理，否則施工很容易受到干擾[2]。

3 水利建筑工程中鉆孔灌注樁技術(shù)的具體實踐

湯陰縣董莊西公路橋位于河南省安陽市湯陰縣城西約3．0km處，與總干渠設(shè)計樁號IV192+871．1處相交，依據(jù)公路等級，橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)確定為：公路-Ⅰ級。橋梁寬度：0．5m+16．5m+0．5m，總寬度17．5m。該橋分3跨布置，橋中跨采用跨徑35m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，邊跨采用跨徑30m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，橋全長101．09m。下部結(jié)構(gòu)型式為樁柱式基礎(chǔ)。干渠與路線交叉角度為60°，引橋部分全長466m。

董莊西公路橋主要施工內(nèi)容包括以下幾項：混凝土灌注樁、墩柱、系梁、蓋梁、橋臺、預(yù)應(yīng)力箱梁、橋面結(jié)構(gòu)、防撞護(hù)欄的制作安裝、漿砌石墻、橋頭搭板、引道及邊坡的防護(hù)等。

3.1 施工準(zhǔn)備

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，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)，盡可能完成多個鉆孔，防止鉆機(jī)吊運(yùn)次數(shù)減少。第四，護(hù)筒使用4mm的鋼板來制備，其內(nèi)徑應(yīng)當(dāng)比樁徑大10-20cm，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，施工過程中不會出現(xiàn)移動或者傾斜的現(xiàn)象，并且檢測轉(zhuǎn)盤中心與樁中心的重合度。

3.2 測量畫線

準(zhǔn)備好鉆孔灌注樁所需的物料、機(jī)具、人員、能源、后勤等后，施工人員要測量施工現(xiàn)場，準(zhǔn)確地畫線。為了準(zhǔn)確地畫線，水利建筑施工人員要注意應(yīng)當(dāng)平行的線都要平行，應(yīng)當(dāng)垂直的線都要垂直，應(yīng)當(dāng)標(biāo)注的鉆孔數(shù)據(jù)口要標(biāo)注，而且施工人員還要與設(shè)計中的數(shù)據(jù)相互對照，以免出現(xiàn)錯誤。只有畫線準(zhǔn)確了，后續(xù)施工作業(yè)才能跟著準(zhǔn)確[3]。

3.3 鉆機(jī)就位

在測量、畫線都完成后，就要按照水利建筑的施工設(shè)計或計劃，來安裝鉆機(jī)。鉆孔灌注樁技術(shù)實踐所用的鉆機(jī)應(yīng)當(dāng)在施工準(zhǔn)備一步中就已經(jīng)檢查過維修保養(yǎng)作業(yè)的情況了，如有問題也應(yīng)該已經(jīng)修復(fù)了，此時不應(yīng)存在故障，導(dǎo)致返工、延誤工期等問題了。所以，水利建筑工程的施工人員此時應(yīng)借助刻度尺、水平儀等測量工具，來準(zhǔn)確地安裝鉆機(jī)，確保鉆機(jī)能夠在后續(xù)作業(yè)工序中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3.4 鉆孔、清孔

這一步是水利建筑工程中鉆孔灌注樁技術(shù)的核心工序。只有準(zhǔn)確地鉆孔，后續(xù)的灌注混凝土的工序才能提高質(zhì)量，水利工程建筑結(jié)構(gòu)的安全才能得到保障。因此，必須按照水利建筑工程的設(shè)計要求的參數(shù)來鉆孔。鉆孔期間，必然會有一些雜物、碎屑掉落進(jìn)入鉆孔里面，這是無法避免的，但是會影響后續(xù)灌注混凝土的工序的施工質(zhì)量，因此在鉆孔完成后還必須清孔，也就是清理鉆孔中的碎屑、雜物。最后，鉆孔所用的機(jī)具也應(yīng)得到清理，以便日后使用[4]。

3.5 養(yǎng)孔

養(yǎng)孔這一道工序，是為了保持前面鉆出的孔的孔壁穩(wěn)定、完整。鉆孔之所以可能不穩(wěn)定、不完整，是因為基礎(chǔ)壁面材料與泥漿原料不同，導(dǎo)致鉆孔的受力不均衡，于是就會變形。因此，養(yǎng)護(hù)鉆孔要就近采集土原料混合泥漿，澆筑鉆孔壁面，形成養(yǎng)護(hù)層，從而保持鉆孔壁面的穩(wěn)定、完整。在養(yǎng)孔后，鉆孔的泥漿材質(zhì)與壁面土壤的土壤屬性一模一樣，所以整體結(jié)構(gòu)就比較穩(wěn)定，質(zhì)量就比較好。

3.6 鋼筋籠的制作與安放技術(shù)

首先是對鋼筋籠的制作，由于鋼筋籠對水利工程質(zhì)量起到了重要的作用。因此，對其制作必須精心設(shè)計。鋼筋籠是放置在孔中的，所以，鋼筋籠的位置、間距以及根數(shù)都應(yīng)該按照孔的實際情況進(jìn)行設(shè)計，并針對其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的焊接和牢固。一般來說，為了更好的提高鋼筋籠的牢固性和穩(wěn)定性，避免鋼筋籠在運(yùn)送的過程中受外界因素的影響產(chǎn)生變形，在制作過程中，需要加設(shè)一定的箍筋，箍筋之間的間距一般以2m為宜。此外，在對鋼筋籠進(jìn)行制作的時候，還要保證其表面沒有銹蝕，并且能夠嚴(yán)格按照工程要求的尺寸和規(guī)格進(jìn)行設(shè)計。對于鋼筋籠上下端應(yīng)該做出明確的標(biāo)記，以免出現(xiàn)安放倒置的情況[5]。

3.7 灌注水下混凝土

第一，工作人員應(yīng)對成孔質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，如若檢查合乎標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在0．5h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，先配0．3m3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0．8m以上。初灌時混凝土要順暢，禁止提動導(dǎo)管。第四，灌注時，需要實時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，停澆時間不得超出40min，超時的話需要經(jīng)過監(jiān)理驗收后才可以繼續(xù)進(jìn)行灌注施工。

3.8 樁基檢測

（1）低應(yīng)變檢測技術(shù)。在使用該項檢測技術(shù)實施樁基檢測過程中，會通過在樁頂部位施加激振信號的方式，產(chǎn)生一定的應(yīng)力波。此應(yīng)力波會沿樁身進(jìn)行傳播，在遇到樁底面或不連續(xù)界面時，會形成反射波，技術(shù)人員可通過對反射波波形特征以及傳播時間等內(nèi)容的分析，確定樁完整程度，進(jìn)而完成相應(yīng)檢測任務(wù)。

（2）超聲波檢測技術(shù)。在進(jìn)行樁基灌注之前，在實施鋼筋籠下放過程中同時將3根檢測管放置在底部，通過焊接方式將檢測管與鋼筋籠固定在一起，在完成混凝土澆筑之后，經(jīng)過一段時間的靜置，將專用設(shè)備放入到管檢測管之中，以便利用檢測管科學(xué)展開超聲波檢測技術(shù)，確定樁基完整性是否符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）混凝土抗壓強(qiáng)度檢測技術(shù)。在對混凝土抗壓強(qiáng)度實施評定過程中，需要將達(dá)到28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)期限的試件作為判斷依據(jù)，將每6個混凝土試件組成為1個構(gòu)件，并對2組28d實施標(biāo)準(zhǔn)式養(yǎng)護(hù)，對一組實施7d標(biāo)準(zhǔn)式養(yǎng)護(hù)。為保證對比可信度，需要保證3組養(yǎng)護(hù)條件一致程度，并要設(shè)置專人進(jìn)行檢查，保證試件完整性。在期限到達(dá)之后，可按照強(qiáng)度報告確定混凝土抗壓強(qiáng)度是否達(dá)到相應(yīng)設(shè)計要求[6]。

4 加強(qiáng)水利工程鉆孔灌注樁質(zhì)量的措施

4.1 科學(xué)展開現(xiàn)場管理

在實施現(xiàn)場管理過程中，一方面需要做好機(jī)械設(shè)備管理，應(yīng)按照施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量要求，對現(xiàn)場施工所能運(yùn)用到的所有機(jī)械設(shè)備展開管理，不僅要設(shè)置專門臺賬，詳細(xì)記錄機(jī)械設(shè)備內(nèi)容，確保設(shè)備使用、維修以及故障等內(nèi)容可以得到清晰記錄，而且還要對機(jī)械設(shè)備展開定期檢查，應(yīng)及時做好維修保養(yǎng)各項工作，保障設(shè)備使用質(zhì)量；另一方面需要做好材料管理，加大對原材料質(zhì)量以及性能的管控力度，做好材料進(jìn)場、施工前及施工過程中質(zhì)量、性能及規(guī)格等內(nèi)容檢查，并要做好抽樣檢查，以防因材料質(zhì)量問題對技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生影響。

4.2 多種措施控制偏差

在鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用過程中是允許存在偏差的，但是必須要保障偏差是在可控范圍中。技術(shù)人員必須要根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工建設(shè)，對偏差進(jìn)行有效的控制，具體需要做好以下幾個方面的控制工作：①要關(guān)注條形樁和單樁施工建設(shè)過程中垂直軸線的方向，嚴(yán)格根據(jù)垂直軸線進(jìn)行施工建設(shè)。②基礎(chǔ)開挖之后發(fā)現(xiàn)樁位出現(xiàn)偏差問題，如果不能符合此次施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)該制定針對性的補(bǔ)救措施。如果偏差問題不大的話，可以通過重新設(shè)計承臺等方式進(jìn)行補(bǔ)救，如果偏差范圍比較大那么則需要通過補(bǔ)樁措施改進(jìn)質(zhì)量。但是補(bǔ)救工作會遇到多種困難，需要對機(jī)械設(shè)備和技術(shù)操作等方面進(jìn)行全方面的考慮。技術(shù)人員需要對每個樁位測量數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的核查，確保定位開鉆的精準(zhǔn)性。在鋼筋籠安裝過程中也需要在周邊設(shè)置砂漿墊塊，這樣可以有效預(yù)防鋼筋籠出現(xiàn)偏位問題。

4.3 改進(jìn)施工方式保障鉆孔質(zhì)量

在進(jìn)行鉆孔灌注樁施工時，鉆孔對其也具有一定的影響，而鉆孔又受到施工方式影響嚴(yán)重，在改進(jìn)鉆孔施工方式時，需要保障鉆孔設(shè)備的穩(wěn)定性。在進(jìn)行施工時，可以將多個排架樁連接起來，能夠提高其穩(wěn)定性，鉆孔設(shè)備在排架樁的固定下，能夠準(zhǔn)確在定點(diǎn)鉆孔，在進(jìn)行鉆孔時，要保障鉆孔質(zhì)量可以在鉆孔設(shè)備前方安裝一定的探測裝置，在鉆孔時，能夠?qū)崟r獲取鉆孔信息，信息包括角度和探測的地質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠有效地保障鉆孔的順利進(jìn)行。如果缺乏足夠的資源，則可以采用標(biāo)桿來保障鉆孔角度正確，操作人員也需要有足夠的經(jīng)驗選擇合適的時機(jī)操作，將設(shè)備拔出[7]。

4.4 提高灌漿材料質(zhì)量

灌漿材料質(zhì)量是影響鉆孔的最主要因素，在進(jìn)行灌注樁材料選擇時，需要具有一定的針對性，由于水利工程大部分在水流周圍，受水分影響較為明顯，在進(jìn)行灌漿制作的過程中，應(yīng)當(dāng)選擇一些吸水性材料，盡可能中和土壤中的水分，同時灌漿一般會與周圍的鋼筋等材料相接觸，可以添加一些防腐蝕材料，對其提供一定的保護(hù)，在制作灌漿材料的同時能夠起到保護(hù)作用，在一些需要高承載力的區(qū)域，還可以添加一些粘合劑，增加灌漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊密性。要增強(qiáng)灌漿材料的強(qiáng)度，還可以加入一些高分子材料，既能夠保障材料的質(zhì)量，還可以盡可能控制施工材料的成本。灌漿材料所處的環(huán)境溫度相對較低，應(yīng)當(dāng)將溫度對材料的影響考慮在內(nèi)，選擇受溫度影響較小的材料組成擁有多種優(yōu)良性質(zhì)的混合材料，滿足施工需求。

5 結(jié)語

綜上，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，水利工程已經(jīng)在日常生活中占據(jù)的比重越來越大，是我國的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，水利工程的存在對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)文化發(fā)展有著重要的影響，可以很大程度上提高當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)水平和生活質(zhì)量，這就要求在進(jìn)行水利工程建設(shè)時一定要以整個工程的安全質(zhì)量作為前提進(jìn)行施工，在施工過程中合理的應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)可以很大程度上提高水利工程的施工效率和工程質(zhì)量。對水利工程的發(fā)展有積極的推動作用。