水利工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)探討

田高杰TIAN Gao-jie

（中國水電基礎(chǔ)局，天津 301700）

0 引言

目前，水利行業(yè)建設(shè)規(guī)模、建設(shè)理念和建設(shè)技術(shù)都有了很大的提高，出現(xiàn)了諸多更加先進、更加實用的施工技術(shù)。其中，鉆孔灌注樁就是一種在當(dāng)前各類水利工程中應(yīng)用較為廣泛的基礎(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)對于提高整個水利結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性都有非常重要的意義。隨著水利結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，水利高度越來越高，鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用也更加重要。本文將針對該技術(shù)的實際應(yīng)用展開探討。

1 水利工程施工中鉆孔灌注樁概述

在水利工程施工過程中，鉆孔灌注樁技術(shù)是通過人工開挖或機械鉆孔的方式在工程基礎(chǔ)上鉆孔成樁，然后通過鋼筋孔向樁孔內(nèi)灌注混凝土材料，從而產(chǎn)生樁身，可有效提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證水利工程的穩(wěn)定性。水利工程的施工要求和施工特點存在一定的差異，因此鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用也會存在一定的差異。一般來說，水利建設(shè)中常見的灌注樁類型包括鉆孔灌注樁、鉆孔灌注樁和沉管灌注樁，其中鉆孔灌注樁應(yīng)用最為廣泛。該技術(shù)的主要特點是方便、快捷、適用性強，能夠適應(yīng)各種類型的水利工程。此外，與其他技術(shù)相比，鉆孔灌注樁技術(shù)的施工成本更低，能夠保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，鉆孔灌注樁技術(shù)一直受到各大施工單位的青睞。鉆孔灌注樁具有適應(yīng)性強、施工操作相對簡單、設(shè)備投資少等特點。但由于許多鉆孔灌注樁施工是在地下進行的，施工時無法用肉眼直接觀察施工情況，成樁后也無法直接驗收。因此，有必要對施工過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題和事故進行分析和預(yù)防，以有效保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量和基礎(chǔ)工程的安全。在進行鉆孔灌注樁前，首先要做好施工地形的勘探，然后制定施工方案。在工程施工準(zhǔn)備階段，相關(guān)工作人員應(yīng)全面分析施工現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)自身情況科學(xué)設(shè)計施工方案。相關(guān)管理人員應(yīng)嚴格審查施工方案，充分了解施工中要采用的技術(shù)和措施，確定是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)，防止可能發(fā)生的施工安全事故或突發(fā)事件，并制定相應(yīng)的應(yīng)急處理措施，確保施工過程的科學(xué)性和安全性，為工程施工的穩(wěn)定創(chuàng)造良好的環(huán)境。此外，相關(guān)工作人員應(yīng)全面了解施工現(xiàn)場的環(huán)境因素、氣候因素和當(dāng)?shù)厍闆r，準(zhǔn)確掌握施工區(qū)域的氣候特征，確保項目施工方案的可靠性。同時，施工設(shè)備應(yīng)進行維護和更新。在水利工程建設(shè)中，通常使用大量的水。因此，在實際施工過程中，應(yīng)充分檢查灌注樁施工中可能用到的各種設(shè)施，并充分完善泥漿池、沉淀池等必要的硬件設(shè)施，確保施工過程中水泥漿循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用的有效性，為施工順利開展提供良好的基礎(chǔ)條件。

2 水利工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點

2.1 準(zhǔn)備工作

正式施工前，需要做好一系列準(zhǔn)備工作：①現(xiàn)場調(diào)查、結(jié)合地質(zhì)勘查報告以及施工方案，合理地安排施工。②明確外運土石方的運輸線路和棄土位置，保留好需要回填的土石方后，將其余土石方全部運出場地。③結(jié)合本工程的實際情況，為避免雨季積水等問題，影響施工，需要先在施工場地周圍挖掘排水溝渠和集水坑。④技術(shù)人員需要充分了解施工方案和圖紙，并做好技術(shù)交底相關(guān)工作。⑤科學(xué)合理計劃施工時所需要的設(shè)施、水電以及支護材料等，確保施工順利進行。⑥做好施工設(shè)備、材料的租賃和采購工作，確保能夠及時將其運送到施工現(xiàn)場，并做好相應(yīng)的驗收工作，必須對施工設(shè)備的出廠合格證以及設(shè)備功能等進行檢查，對于材料合格證、型號、數(shù)量以及質(zhì)量等進行檢驗，在確保設(shè)備材料合格之后，才能夠進場，并做好設(shè)備的管理維護以及材料的儲存管理等工作。

2.2 護筒埋置

為滿足高效施工的要求，水利工程鉆孔灌注樁成樁過程中應(yīng)注意護筒的埋設(shè)。注意全站儀的科學(xué)使用，標(biāo)出護筒埋設(shè)坐標(biāo)，找出中心平面位置，對樁點進行有效檢查，確保護筒埋設(shè)完好，使中心校與樁中心線對齊，為增強水利工程施工效果提供專業(yè)保障。要控制好套管埋置深度，分析埋置條件是否有效，規(guī)范人員操作行為，實現(xiàn)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的高效利用，避免對水利工程基礎(chǔ)施工效果和應(yīng)用價值產(chǎn)生不利影響。

2.3 泥漿制備

在鉆孔灌注樁施工過程中，泥漿護壁對提高樁基施工質(zhì)量有顯著效果。鉆井時，應(yīng)根據(jù)具體的鉆井方法和地質(zhì)條件，使用不同比重的泥漿。泥漿性能對成孔非常重要。配制泥漿時，需要準(zhǔn)確控制泥漿的成分。制備泥漿的原料主要包括水、粘土和添加劑。制劑水的酸堿度應(yīng)在7～8 之間，雜質(zhì)含量應(yīng)控制好。相對密度在1.1～1.5 之間。添加劑可以是純堿、栲膠等?？梢源龠M顆粒分散，防止凝結(jié)和下沉，降低粘度。在制備過程中，水與土壤的比例通常約為1:1。泥漿配制后，應(yīng)對比重、粘度和含砂量進行測試，確保符合工程要求。一般地層粘度16～20s，疏松地層粘度18～28s。

2.4 鉆孔及清孔施工

2.4.1 鉆孔工藝

合理控制鉆井速度，初期，低擋慢速，輕壓慢轉(zhuǎn)，小泥漿泵鉆井；鉆至尾管葉片根部1m 后，泥漿采用大泵量中速鉆進，泥漿比重控制在1 左右。注意鉆頭不能直接插入管道底部。為了避免鉆頭出口堵塞，需要保證鉆頭與孔底的距離大于20cm。在鉆孔過程中，需要從地層的不同位置采集爐渣樣品并進行檢查。如果實際地質(zhì)條件與工程設(shè)計有差異，就要研究相應(yīng)的對策，確保施工質(zhì)量和安全。

2.4.2 一次性清孔

首先，在從原土中鉆取泥漿的過程中，當(dāng)鉆孔深度達到設(shè)計要求時，需要進行空鉆，以保證鉆頭始終保持在同一位置，從而一次保證泥漿重量。當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)含砂量低于2%時，一次清孔可視為合格。其次，對于注入的配制泥漿，可以采用清孔法。當(dāng)被置換泥漿比重低于1 時，清孔視為合格。再次，樁徑小于1 的灌注樁清孔，沉渣厚度應(yīng)小于150mm。最后，一次性清孔的標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾點：孔底100mm 范圍內(nèi)的泥漿相對密度應(yīng)低于1.25，砂含量低于2%，粘度低于28%。

2.4.3 二次清孔

導(dǎo)管安裝后，如果沉積物厚度超標(biāo)，需要進行二次清孔，清理孔內(nèi)沉積物垃圾。清孔過程中，還需要檢查泥漿是否有剝落。

2.5 鉆孔灌注樁鋼筋籠施工

施工單位制作箍筋時，必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在專業(yè)生產(chǎn)平臺上進行焊接工作，同時要做好胎模，以便于實驗與檢測工作的順利進行。在同一個平面上，制作架之間的距離應(yīng)保持在2～3m，再把制作好的主筋直著擺放在制作架上。在進行主筋與箍筋的焊接工作時，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)設(shè)計要求進行焊接，同時要按照間距的要求進行點焊。對于加工完成的鋼筋籠，相關(guān)管理人員要做好管理工作，之后將鋼筋籠放在設(shè)計好的場地。對于鋼筋籠的加工進度與情況要嚴格檢查，確保加工好的鋼筋籠符合設(shè)計要求后請相關(guān)部門進行驗收，驗收合格后填寫相關(guān)表格，最后交給監(jiān)理工程師，進一步確保合格的鋼筋籠投入到工程施工當(dāng)中。

2.6 混凝土攪和

在鉆孔灌注樁的施工和作業(yè)中，混凝土量需要滿足工程施工的要求，只有這樣，才能使注漿作業(yè)連續(xù)進行。為了切實符合混凝土體量的供應(yīng)需求，通常需要在攪拌站內(nèi)對混凝土開展攪拌操作。借助機械設(shè)施對混凝土調(diào)配比、進料與出料開展自動化管控，同時委任專業(yè)人員解析檢驗集料等級調(diào)配與含水量的標(biāo)準(zhǔn)性，以切實保障其調(diào)配比的精準(zhǔn)性，同時深入解析混凝土的塌落度，第一時間探知是否符合標(biāo)準(zhǔn)情況，規(guī)避對工程建設(shè)品質(zhì)帶來負面性影響。為有效防止灌注導(dǎo)管出現(xiàn)堵塞性問題，在開展灌注操作的前期，需對灌注導(dǎo)管、設(shè)施開展全方位的檢測，以保證設(shè)備的平穩(wěn)化運作。在進行導(dǎo)管安置的階段中，需保證放置操作的平穩(wěn)性，之后對鉆孔灌注樁根基區(qū)域的隔水塞開展檢測，保證隔水塞的性能與規(guī)劃需求互為符合，規(guī)避出現(xiàn)滲漏情況，之后便可開始灌注操作。

2.7 封漿

灌漿作業(yè)是灌漿后的后續(xù)施工環(huán)節(jié)。其控制標(biāo)準(zhǔn)對灌漿后的質(zhì)量有重大影響。嚴密管控封漿周期，以切實保障建設(shè)效率。在具體建設(shè)階段，倘若灌注樁后注漿建設(shè)現(xiàn)場的空間相對有限，則可在水泥攪拌車內(nèi)完成對工程原材料的基礎(chǔ)制造，待到工程原料整體成型之后，立即開展樁體的灌漿操作，可以顯著提升預(yù)應(yīng)力的整體強度。深入管控預(yù)應(yīng)力在工程建設(shè)的品質(zhì)，在工程建設(shè)中，也需要嚴密管控鉆孔等一系列施工流程，同時在運作中持續(xù)調(diào)控工藝，切實保證鉆孔灌注樁的結(jié)構(gòu)平穩(wěn)性。

3 水利工程施工中鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制方法

3.1 制定科學(xué)的施工管理計劃

水利工程鉆孔灌注樁施工時，必須注意施工環(huán)境和實際施工條件，不能盲目追求施工進度。而且要以綜合施工要求作為相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此衡量施工條件和技術(shù)人員的施工能力，細化合同條款，將施工的具體內(nèi)容分解到各個階段，制定科學(xué)合理的施工方案。必須掌握好項目的施工進度，確保在規(guī)定時間內(nèi)順利完成項目。同時，對于施工工藝，需要有一定的靈活性，根據(jù)實際情況不斷調(diào)整施工方案，在保證施工方法可操作性的基礎(chǔ)上保證經(jīng)濟性。另一方面要充分考慮施工過程中的各種影響因素，如氣候因素、地質(zhì)條件等。

3.2 加強材料質(zhì)量的管理

在水利工程鉆孔灌注樁施工過程中，加強材料質(zhì)量管理至關(guān)重要，相關(guān)部門需要通過多人同時采購的方法來進行質(zhì)量管理。可以制定多種采購方案，對不同廠家的材料質(zhì)量與價格進行對比與分析，最后結(jié)合采購方案以及材料質(zhì)量、價格來選擇最為合適的施工材料。在采購時，一定要結(jié)合實際情況來選擇質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)且性價比最高的生產(chǎn)廠家。另一方面，提高采購人員的素質(zhì)水平與強化對采購人員的監(jiān)督管理也是十分關(guān)鍵的，這樣能夠防止采購人員在購買材料時不規(guī)范操作。

3.3 保證注漿漿液的科學(xué)配置

注漿水泥漿的調(diào)配與施工質(zhì)量有著密切的關(guān)系，因此必須保證注漿漿液的科學(xué)調(diào)配。漿液的成分比例，不僅對鉆孔灌注樁的質(zhì)量有直接影響，而且對于后期水利工程整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量同樣有重要的影響。通常情況下，水泥漿液配置是通過水和水泥原漿基于特定比例來配置并混合均勻而成，然后再灌注原液以實施封漿，以保證將空氣做到內(nèi)外隔離，避免出現(xiàn)壓縮現(xiàn)象，這對于后期灌注樁注漿搗實有非常積極的意義。配置水泥注漿漿液，必須要對水和水泥之間的比例展開詳細的設(shè)計和控制，才能夠充分保障注漿的順利進行。

3.4 防止導(dǎo)管提漏現(xiàn)象

鉆孔灌注樁施工過程中，灌注管道可能出現(xiàn)導(dǎo)管泄漏，導(dǎo)致輸漿管堵塞的嚴重問題。所以為了有效防止出現(xiàn)導(dǎo)管提漏現(xiàn)象，應(yīng)對輸漿管道堵塞，施工前務(wù)必要基于水利工程的設(shè)計要求以及相關(guān)細節(jié)，對技術(shù)展開進一步的細化，尤其是要對底下埋藏輸漿管的埋深作出科學(xué)設(shè)置。在這個過程中可以用測深錘來對其展開定位。另外，在確定混凝土表面高度的過程中，必須要保證測量的準(zhǔn)確性，從而對測深錘標(biāo)高實施有效的判斷，保證導(dǎo)管的高度最大程度消除誤差。

3.5 重視灌注樁封漿操作

灌漿作業(yè)后的封孔作業(yè)對整個施工也很重要，所以要保證封孔作業(yè)的質(zhì)量。必須要確保封漿時間的合理性，這對施工效率和施工質(zhì)量都很重要。另外樁埋土壤深度與樁身構(gòu)造也是非常重要的部分，所以要充分保證混凝土的配比科學(xué)和灌注質(zhì)量。如果施工場地偏小，在水泥攪拌車內(nèi)就可以完成水利原料的初次制造，原料成型后馬上進行樁體的灌漿和筑模工作，可以極大提高預(yù)應(yīng)力支體強度。此外施工過程中，要注意對相關(guān)影響因素的高度關(guān)注，確保周邊無雜物，做好清孔和鋼筋籠吊放等施工，保障各項工作順利進行。

3.6 嚴格監(jiān)控鉆孔過程

鉆孔灌注樁施工中，最常見的病害是坍塌、孔底沉渣等事故，主要是由于鉆孔施工不合格造成的。因此，施工單位在鉆孔環(huán)節(jié)要做好監(jiān)控與管理，能夠避免出現(xiàn)塌孔或者孔底沉渣不合格的情況。對于孔底沉渣來說，如果要想消除其影響，就應(yīng)該實現(xiàn)新泥漿的填補處理，能夠防止沉渣過多的情況，在具體施工環(huán)節(jié)還需要做好泥漿水份的控制，以確保泥漿材料有較強的攜帶沉渣能力。鉆孔環(huán)節(jié)除了應(yīng)該做好孔底沉渣控制外，還要預(yù)防出現(xiàn)孔壁塌陷的問題。通常來說，要沿著鉆孔順直放入鋼筋籠結(jié)構(gòu)，要避免出現(xiàn)偏斜的問題，只要是出現(xiàn)偏斜，要立即停止放入，并且做好糾正處理。施工人員要隨時觀察和了解所存在的隱患與風(fēng)險，能夠采取必要的風(fēng)險預(yù)防應(yīng)對措施，從而可以提升工程的質(zhì)量水平。

3.7 確保施工操作的安全性

混凝土澆筑和鉆孔施工容易出現(xiàn)許多風(fēng)險問題，如果不嚴格控制，將對施工人員的生命安全產(chǎn)生不利影響。施工人員在進入到施工現(xiàn)場前，首先應(yīng)該佩戴基礎(chǔ)安全設(shè)施，比如安全帽、防護手套、工作鞋等等，同時要做好鉆孔、灌注等環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)測。施工人員一旦發(fā)現(xiàn)有任何的誤差問題，要立即進行糾正和處理，任何細微的誤差都不能放過，這是保證工程質(zhì)量和安全性的關(guān)鍵性措施。

3.8 施工后的質(zhì)量檢驗

對于施工后的質(zhì)量檢查，應(yīng)先檢查鉆孔設(shè)備，檢查孔的數(shù)量和尺寸是否符合標(biāo)準(zhǔn)，之后再檢測灌注情況；其次是要嚴格檢查施工記錄，保證每天都要查，進而確保施工記錄沒有疏漏，這當(dāng)中包括了對于施工材料的檢查與施工人員的崗位分配，這樣能夠?qū)κ┕ぶ械漠惓Ｇ闆r進行綜合分析；最后就是對鉆孔的水壓進行測試，要根據(jù)實際水壓標(biāo)準(zhǔn)進行不同階段的測試，進而得到水壓的平均值。

3.9 鉆孔縮頸質(zhì)量事故

在進行鉆孔灌注樁的施工過程當(dāng)中，有可能會出現(xiàn)縮頸問題，造成這種情況的原因主要是黏土層中鉆進過深，可以通過控制一次鉆進深度來進行有效的預(yù)防。還有一種原因就是在進行施工初期，在提升料筒的過程中，因為筒式鉆斗沒有護壁作用，會在鉆斗的下部產(chǎn)生很大的負壓力，通常稱這種現(xiàn)象叫吸鉆現(xiàn)象，進而造成了孔壁縮頸。為了有效改善這個問題，可以對筒式鉆斗進行改進，可以在鉆斗壁上設(shè)置導(dǎo)流槽或加焊4 塊雙曲面護壁鋼板，兩兩對稱布置。壁鋼板的直徑應(yīng)比孔徑小2cm，以免升降時碰壞孔壁。

3.10 垂直施工縫的處理

混凝土材料作為建筑工程中重要的建筑材料，其質(zhì)量與施工質(zhì)量密切相關(guān)。但當(dāng)水分蒸發(fā)后，混凝土材料往往會收縮變形，嚴重影響墻體質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)更嚴重的施工裂縫。因此，為了減少混凝土的收縮變形，應(yīng)重視后澆帶施工技術(shù)的應(yīng)用，并通過各種技術(shù)的有效整合，充分發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用的效果。在使用鋼絲網(wǎng)模板開始施工的過程中，需要利用壓力水槍清除混凝土初凝階段的雜質(zhì)，從而保證混凝土表面的清潔度，有效控制各個環(huán)節(jié)的施工，發(fā)揮不可替代的作用。對于浮漿的處理，有必要確保對其進行清潔，以便骨料能夠完全暴露在外面?；炷聊毯?，拆除鋼絲網(wǎng)，用壓力水槍清洗。此外，建筑工程的施工工作應(yīng)涉及木模板的使用，工作人員可根據(jù)實際情況合理選擇拆除時間。但如果混凝土表面在施工過程中出現(xiàn)硬化現(xiàn)象，應(yīng)通過使用相關(guān)設(shè)備對硬化現(xiàn)象進行有效處理，避免影響后期澆筑的順利進行。最后，為避免影響現(xiàn)階段工程的整體質(zhì)量，應(yīng)注意分析施工現(xiàn)場的溫度、濕度等因素，選擇合適的拆除時間，確保拆除時不會出現(xiàn)脫落，充分保證這一環(huán)節(jié)的整體施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，鉆孔灌注樁技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用受到普遍歡迎，該技術(shù)在保證工程質(zhì)量和效率方面具有良好的應(yīng)用效果。但是，該技術(shù)在實際施工過程中，容易受到各方面因素的影響，因此實際施工中必須要嚴格控制施工流程和闡述，做好材料質(zhì)量保障，同時科學(xué)分析和計算相關(guān)參數(shù)，并保證作業(yè)中的每個細節(jié)都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣，才能夠真正確保鉆孔灌注樁技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)有的效果，為水利工程發(fā)揮更大的價值。