鉆孔灌注樁在水閘工程基礎處理中的運用研究

戚會剛 李俊 孔敏 李小艷 淮安市淮河水利建設工程有限公司

水閘工程的施工面積大，地基情況復雜，經(jīng)常出現(xiàn)軟土基等問題。一旦遇見負載力度較小的地基，施工難度就會提升。對于水閘施工地基問題，鉆孔灌注樁在加固地基法，因其適應能力極強，操作便捷且十分環(huán)保。成為水閘工程中，必不可少的地基處理方法。水閘地基穩(wěn)固程度，關系著水閘安全，一旦地基沉降，會導致水閘工程斷裂。因此，必須針對水閘地基進行加固處理，其中鉆孔灌注樁施工便捷，流程簡單，是廣受歡迎的水閘地基加固方法。故研究此項課題，具有十分重要的意義。

1.常見問題

1.1 鉆孔中水位下降

鉆孔中水位下降，是鉆孔灌注樁在水閘工程基礎處理中的常見問題，多數(shù)是因為鉆孔坍塌。鉆孔坍塌后，孔內水位下降，水體中含有大量泡泡，鉆孔設備負載加重。該問題多發(fā)于砂、粉性土。并且在鉆孔孔壁保護這一步中，常出現(xiàn)因泥漿比例不對，導致鉆孔孔壁保護不完全問題。鉆孔孔壁保護失敗，會導致孔內漏水。另外，埋深淺也會導致鉆孔變形、滲透。若鉆孔內部水位過低，會導致水頭壓力不足，也會導致鉆孔坍塌[1]。

1.2 鉆孔偏差

鉆孔偏差，也是水閘工程地基加固中的多發(fā)現(xiàn)象。鉆孔偏斜的原因可分為三點，一是在鉆頭鉆地過程中，遇到了大塊的石頭。鉆頭在遭遇大塊的石頭時，會導致鉆頭歪斜，使鉆孔出現(xiàn)偏差。二是鉆地過程中，地質硬度不一致，導致鉆頭受力不均。鉆頭受力不均，會影響鉆孔精確度，使鉆孔出現(xiàn)歪斜狀況。鉆孔偏斜會影響灌注樁承載強度，使灌注樁不能保持筆直姿態(tài)，減弱地基加固程度。且鉆孔偏差，會影響護筒工程，致使鉆機底座不能保持穩(wěn)定，繼而發(fā)生鉆臺沉降問題。

1.3 鉆孔與設計方案不符

鉆孔灌注樁成孔后，需將孔洞的直徑與設計方案對比，鉆孔與設計方案不符現(xiàn)象時有發(fā)生。該問題的主要原因有兩點，一是鉆孔過程中泥漿過于綿密。在鉆頭向下鉆地時，泥漿過于綿密會減小鉆頭威力，導致鉆孔小于原定方案。實際鉆孔小于設計方案設定鉆孔，可稱為縮頸。二是鉆頭遭遇軟土層，在用泥漿加固時，鉆孔遇水，軟土層縮小，使鉆孔發(fā)生形變[2]。

1.4 鋼筋架子被混凝土抬高

鋼筋架子被混凝土抬高，這種現(xiàn)象叫做浮籠。該問題原因有多種，可大致將其分為三點。一是鋼筋骨架不夠堅實，在焊接時沒有將其完全焊死。導致鋼筋架子松動浮起。二是在將鋼筋架子運輸搬動時，吊裝作業(yè)中鋼筋架子受到剮蹭。三是在對鋼筋架子進行混凝土灌注時，灌注失誤，混凝土灌注到了鋼筋架子的下方，同時導管提升，混凝土流出并硬結，導致鋼籠浮起。

1.5 灌注樁斷裂

鉆孔灌注樁工程中，灌注樁斷裂的主要原因可分為五點，一是在混凝土灌注時，灌注導管堵塞并凝結，導致灌注樁斷裂。二是混凝土灌注管道進水，致使混凝土灌注時，遇水部位沒有及時凝結，導致管樁斷裂。三是灌注的混凝土質量有問題，在混凝土配置攪拌過程中，配比失誤或者攪拌不均勻，導致混凝土無法凝結或者硬度不夠，導致灌注樁斷裂。四是鉆孔灌注樁，混凝土灌注時間太久，先灌注的混凝土已經(jīng)凝結，后續(xù)灌注的混凝土與其無法混合，新舊混凝土分層，致使灌注樁斷裂。五是鉆孔灌注樁混凝土灌注時，管道的拉起幅度過高，使管道下方的混凝土滲漏，造成混凝土分層，導致灌注樁斷裂。

1.6 施工監(jiān)督與核驗方案不清晰

隨著水利建設的發(fā)展，水閘工程飛速展開，各種施工隊伍如雨后春筍般出現(xiàn)。各個施工隊的施工技術參差不齊，影響水閘工程地基加固質量。當前，對于施工隊的資質審查尚未構建全面的、成熟的審查體系。沒有明確施工隊審查重點，審查方向，審查流程。施工隊的施工水平，決定工程質量的高低。施工資質審查系統(tǒng)的不完善，會對水利工程建設起不利影響[3]。

2.措施優(yōu)化

2.1 保障鉆孔安全，防止鉆孔水位波動

針對鉆孔坍塌、鉆孔水位低的問題。在鉆孔過程中，做好鉆孔地點土質檢測，依據(jù)土質檢測數(shù)據(jù)，嚴格進行護筒埋深工作。鉆孔結束后，仔細檢查鉆孔有無歪斜，裂縫、變形等問題。保證水頭壓力足夠，若鉆孔土質優(yōu)秀，可將水頭高度設定在一至一點五厘米。若土質松散承載能力弱，則將水頭高度設定為一點五至兩厘米。在極特殊情況下，結合土質檢測數(shù)據(jù)，將水頭高度設定在三厘米，并精確控制鉆頭的沖擊力度、鉆頭的打孔速度。若鉆孔坍塌，立即拆除護筒，進行孔洞回填，再次開展護筒工程。明確坍塌位置，找出坍塌原因，使用黏土回填鉆孔，在確定填補位置承載力度足夠時，重新鉆進固定孔壁。在鉆孔孔壁保護這一步中，嚴格調配護壁泥漿，在泥漿涂抹前，檢查泥漿是否達標。在確認泥漿合格后進行鉆孔加固。

鉆孔的精確度，影響著整個地基加固工程。在鉆孔灌注樁工程開展前，需做好鉆孔安排，確定鉆孔位置。將鉆孔可能出現(xiàn)的故障和安全隱患統(tǒng)計整理，吸取以前的施工經(jīng)驗，做好鉆孔坍塌、變形、裂縫的預防準備，將鉆孔經(jīng)常出現(xiàn)的事故與鉆孔方案結合，鉆孔前做好地質勘測，加強鉆孔質量管理。對于惡劣地形有充足的心理準備，并且利用技術的發(fā)展和以往的經(jīng)驗進行預防和解決。在鉆孔過程中，嚴格按照鉆孔方案進行，如遇突發(fā)情況，及時溝通上報，并制定解決方案。鉆孔時，鉆頭的速度、鉆孔力度需時刻注意，避免因為鉆孔速度過快，導致鉆孔崩塌。將鉆孔過程中的風險，整理并設計解決措施，為鉆孔工程的開展做鋪墊。鉆孔工作的開展，必須有科學的計劃，嚴格遵循圖紙開展鉆孔工作，保障鉆孔工程質量[4]。

在鉆孔結束后，開展鉆孔加固工作時，整理加固重點，嚴格審查用于加固的泥漿，做好護筒埋深工作。將加固工作的風險列入施工計劃中，杜絕泥漿調配失誤問題，防止因護筒埋深工作失誤，導致鉆孔水位下降，造成鉆孔漏水。鉆孔的加固工作是鉆孔保障鉆孔安全的重點，關系著鉆孔能否正常使用。做好鉆孔的檢測和加固，在加固工作中，對每一寸孔壁嚴格排查，及時發(fā)現(xiàn)問題，開展補救工作。加固工作結束后，再次進行鉆孔檢測，防止出現(xiàn)因泥漿不勻、護筒埋深問題影響鉆孔使用。鉆孔的鉆前土質檢測、鉆中速度管理、鉆后加固工作需專業(yè)管理人員時刻監(jiān)督，鉆孔的各個步驟嚴格按照工程要求進行。

2.2 加強鉆孔位置管理，防止出現(xiàn)偏差

針對鉆孔坍塌、鉆孔水位低的問題。應在鉆孔灌注樁，加固地基施工前，做好地質勘察。鉆孔過程中時刻觀察鉆孔進程與鉆孔狀態(tài)，避免鉆頭因大塊石頭而偏離原有軌道，造成鉆頭歪斜，繼而使鉆孔歪斜。利用專業(yè)的檢測工具，在鉆頭遭遇探頭石、巨大石時，將其進行粉碎處理。在鉆頭遭遇硬度不一致的土質時，做好鉆頭管理工作，防止鉆頭偏斜，穩(wěn)定鉆孔保持垂直狀態(tài)。做好鉆頭檢查工作，定時檢查鉆頭狀態(tài)，若鉆頭破損、扭曲，可將其上下移動，重復鉆探形成垂直鉆孔。若該方式無效，則及時更換鉆頭，保障鉆孔工作可穩(wěn)定進行。并且重新檢查鉆孔狀態(tài)，若鉆孔出現(xiàn)問題，及時進行局部回填，而后再繼續(xù)打孔。

鉆孔是否垂直，與鉆頭和鉆孔時的土質有關。若鉆孔部位出現(xiàn)探頭石，可能使鉆頭破損、變形。對于探頭石，施工人員應時刻觀察鉆孔狀態(tài)，做好鉆頭保護工作。在鉆頭遭遇探頭石后，及時制定解決措施，防止鉆頭耗損。施工人員需將鉆孔流程摸清，并做足鉆孔遭遇風險的培訓。清楚鉆孔出現(xiàn)偏差的常見原因，做好風險記錄，并根據(jù)這些記錄實時監(jiān)督鉆頭工作，第一時間發(fā)現(xiàn)鉆孔偏差情況。發(fā)現(xiàn)探頭石后，及時撤出鉆頭，使用專業(yè)的碎石工具，清除鉆孔路上的障礙石，保障鉆孔工作繼續(xù)進行。在鉆頭遭遇硬度不一致的土壤時，應做好鉆頭偏航準備，時刻注意鉆孔是否處于垂直狀態(tài)，控制鉆頭垂直向下，穩(wěn)定鉆孔方向。鉆孔的質量，由鉆頭質量決定，實時關注鉆頭鉆探方向，觀察鉆頭是否完好無損。在鉆頭偏航時，及時調整鉆孔軌跡，保障鉆孔始終筆直。在鉆頭破損后，更換新的鉆頭，做好鉆孔扭曲處的填補工作，使用新鉆頭重新鉆孔。運用好鉆孔檢測工具，對鉆孔地形異常實時處理，檢測鉆孔樁架平穩(wěn)度，若出現(xiàn)問題馬上調整。

2.3 嚴格按照設計方案進行鉆孔施工

嚴格審理鉆孔計劃圖紙，與施工隊確認鉆孔位置，鉆孔深度，鉆孔直徑。仔細按照圖紙進行施工，做好鉆孔偏差防范工作。鉆孔偏差，可從兩方面預防解決，一是在施工時嚴格按照圖紙進行，保障施工目的與圖紙標注一致。二是嚴查施工過程中的偏差原因，鉆孔的偏差與鉆孔土質，鉆頭狀態(tài)有關。鉆孔過程中，若遇到軟土層，在后續(xù)泥漿加固時，極易發(fā)生鉆孔直徑縮小，與圖紙規(guī)定不符的問題。針對軟土層鉆孔縮小問題，可通過增加泥漿黏稠度，減少泥漿水分解決。使軟土層的鉆孔難以吸取水分，縮小直徑，保障鉆孔與圖紙相符。在鉆孔時遇到泥頁巖，則容易發(fā)生鉆孔膨脹，其解決方案可與軟土層一樣，減少鉆孔接觸水源，以此降低鉆孔變形風險。詳細檢查鉆孔狀態(tài)，檢測鉆頭是否完好，并且根據(jù)實際情況嚴格控制泥漿配比[5]。

2.4 精進鋼筋籠搭建

針對鋼筋籠浮起問題，應保障鋼筋籠焊接質量，在鋼筋籠的孔口做好焊接。合理控制導管在鋼筋孔口的位置，在灌注工作開展前，嚴格完成升降力實驗?；炷凉軜稘仓南路胶蜕戏骄嚯x在一米時，減緩灌注速度。若攪拌物漂浮，距離底部大于四米，需提拉導管，按照以往的灌注速度，完成該項工作。若鋼筋籠浮起，立即停止灌注工作，重新進行埋深、標高等工作，直至鋼筋籠不再飄浮。

2.5 加強灌注樁控制

對于鉆孔灌注樁斷裂問題，其重點原因有五個。相應的，解決方案也要分為五點闡述。一是在管樁灌注時，導管堵塞問題的解決方案。針對導管堵塞問題，施工人員需加強對灌注導管的控制，定時檢查混凝土灌注導管是否被堵塞。在混凝土澆筑管樁時，盯緊混凝土澆筑速度，一旦出現(xiàn)異常及時檢查澆筑導管，防止因灌注導管堵塞問題，導致混凝土管樁斷裂。二是鉆孔灌注管道進水，引起管樁斷裂的解決方案。在進行混凝土澆筑前，施工人員需先行檢查管道有無異物，確保灌注管道沒有破裂存水現(xiàn)象后，再進行混凝土管樁澆筑。三是因管樁澆筑的混凝土拌合物問題，引發(fā)的管樁斷裂解決方案。對于混凝土拌合物離析問題，應加強混凝土管樁灌注的準備工作，在準備灌注混凝土時，結合實際情況和工程要求，科學攪拌配比混凝土，保障混凝土質量。避免因混凝土離析，影響混凝土管樁質量，造成混凝土管樁斷裂。加強混凝土制作的監(jiān)管，嚴格按照混凝土配比、攪拌要求，進行混凝土制造，保障鉆孔灌注樁的質量。四是鉆孔灌注樁，灌注時間太久，致使管樁斷裂問題。該問題的主要解決措施，是提高施工人員的灌注效率，加快鉆孔灌注樁的灌注速度。在鉆孔灌注樁工程開展前，明確工程的具體操作流程。加快灌注的準備工作，合理實施混凝土管樁灌注作業(yè)，加快施工進度。五是鉆孔灌注時，導管提拉幅度過大，導致混凝土斷層，引起管樁斷裂的解決方案。施工人員應了解導管的特性，充分掌握導管提拉操作。在鉆孔灌注樁時，謹慎對待導管提拉這一步，避免因操作不當，導致導管過度上升，致使混凝土滲漏。

2.6 明確施工的監(jiān)督與核驗重點

鉆孔灌注樁工程的施工監(jiān)督，需制定科學的監(jiān)督計劃。監(jiān)督管理人，需充分掌握鉆孔灌注樁工程的施工內容與施工流程，明確施工重點，清晰施工流程。在施工前做好施工圖紙的審閱，檢查施工圖紙有沒有錯誤、觀察圖紙標注是否清晰明確。在鉆孔灌注樁工程開展時，與施工人員充分溝通，審查施工人員的工作資質，對施工裝置進行檢驗，確保施工隊整體合法合規(guī)。在鉆孔灌注樁工程，施工過程中，監(jiān)測施工人員的施工流程是否正確，將施工步驟做好記錄，方便后續(xù)復查。對于施工操作加大關注力度，如鉆孔工作，觀察施工人員操作是否合規(guī)。并且定期監(jiān)測工程是否符合圖紙，確定施工隊是否嚴格按照圖紙進行施工。將鉆孔灌注樁工程內容爛熟于心，定期檢查工程質量情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，制定解決方案，督促施工隊伍按照工程要求進行施工和補救。在工程結束后，仔細進行工程校驗，回顧施工記錄，進行工程測驗，保障工程質量。

3.結論

鉆孔灌注樁地基加固法，為水閘工程提供了強有力的質量保障。為我國水利工程的建設做出巨大貢獻，鉆孔灌注樁地基加固法，操作便捷，質量優(yōu)越，效果明顯。對于易垮塌、易變形的地基，起著強大的加固作用。對于水閘工程施工時，遇到的承載力度不夠的地基，可高效加固，為水閘工程的建設保駕護航。