水利施工鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用

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摘要：本文作者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的各項(xiàng)工序以及實(shí)際應(yīng)用過程中所面臨的各種問題進(jìn)行綜合性的分析和闡述，可供同行技術(shù)人員借鑒參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；鉆孔；灌注；技術(shù)應(yīng)用；工序

隨著我國在社會(huì)經(jīng)濟(jì)上的快速進(jìn)步，水利工程的建設(shè)也相應(yīng)的得到了更為廣闊的發(fā)展空間，進(jìn)步尤為明顯，同時(shí)，水利工程施工技術(shù)由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步變革以及工程經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步累積也取得了質(zhì)的變化。其中，鉆孔灌注樁因其操作便利、工程周期短且承載力大等多方面優(yōu)點(diǎn)在水利施工領(lǐng)域獲得了普遍的認(rèn)可和應(yīng)用。

1水利項(xiàng)目施工過程中鉆孔灌注樁各工序的分析

1.1成孔工序。

1.1.1孔深及孔徑。通常以鉆孔巖土層分布具體情況為基本條件對工程現(xiàn)場的地質(zhì)概況進(jìn)行綜合評判，并對巖土層分布按等高線進(jìn)行劃分，進(jìn)而對成孔的深度做出認(rèn)定。或者根據(jù)施工現(xiàn)場的長度標(biāo)記的設(shè)置來完成孔深測量，也就是我們常采用的測繩，關(guān)注數(shù)標(biāo)的錯(cuò)位和松動(dòng)，同時(shí)做好終孔測繩的核實(shí)工作。而對于孔徑，則根據(jù)液性指數(shù)IL＞0.75范圍以內(nèi)的粘性土方面的施工，可以在一定程度上對鉆頭直徑進(jìn)行加大或者采用擴(kuò)孔器。

1.1.2成孔垂直度。一般來說，鉆孔灌注樁成孔垂直度對單樁承載力有著決定性影響，因此，在施工過程中,鉆機(jī)的配略以及鉆孔施工方法，必須結(jié)合工程勘探文件作出科學(xué)分析，認(rèn)真做好巡查記錄工作，對鉆進(jìn)過程當(dāng)中的鉆機(jī)實(shí)際情況進(jìn)行高度關(guān)注與檢查，尤其是校核鉆桿，必須時(shí)刻確保其垂直度。另外，如果地基存在不均勻的現(xiàn)象，則應(yīng)在施工開始之前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，一旦土層中帶有體積較大的硬物或者土層呈斜狀的分布，那么必須將鉆速調(diào)至慢檔進(jìn)行。

1.1.3鉆進(jìn)參數(shù)。鉆進(jìn)泵量方面，在灌注樁孔鉆進(jìn)時(shí)需要較大的功率加壓泵，以此達(dá)到孔內(nèi)粘性土粉的排出效果。其泵量的計(jì)算公式為：Q=FV60。其中，Q為沖洗液量（m3/min），F(xiàn)為環(huán)狀間隙面積（m2）；V為沖洗液上返速度（m/s）。以灌注樁鉆進(jìn)設(shè)計(jì)孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環(huán)狀面積以0.2m2為例進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)泥漿泵的最大泵量達(dá)到600L/min時(shí)，粘性土粉的上返流速非常緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小口徑鉆孔時(shí)泥漿上返的速度0.3m/s。為了保持鉆進(jìn)穩(wěn)定性，一般需要采用較小轉(zhuǎn)速、均速鉆進(jìn)。

1.2清孔工序與終孔工序。水利工程中的清孔工序主要目的在于清除孔底的沉渣，它的工作原理主要體現(xiàn)為壓力泵對孔內(nèi)泥漿加壓，通過泥漿流動(dòng)增加對孔底沉渣的沖擊，通過沖擊作用使得沉渣巖土顆粒處于懸浮狀態(tài)，再通過泥漿膠體粘力將懸浮沉渣帶出洞外，直到沉渣被清理完成。在實(shí)際施工過程當(dāng)中，可以先用復(fù)合鉆頭或撈砂桶將樁孔內(nèi)部的砂卵石全部撈出，再運(yùn)用泥漿的往復(fù)循環(huán)，清除孔內(nèi)的沉渣，清孔后的泥漿比重一般為1.14。終孔后，根據(jù)樁徑和孔深將孔底的巖屑、泥塊等打碎，使其隨泥漿浮出孔外。

1.3鋼筋籠。鋼筋籠制作，首先，就是要確保鋼材質(zhì)量，做好質(zhì)保單及質(zhì)保資料所須的各項(xiàng)檢查工作，再根據(jù)施工及設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行鋼筋長度、規(guī)格、直徑、數(shù)量以及制作驗(yàn)收。在具體的制作階段，可分部分項(xiàng)來進(jìn)行，在連接時(shí)50%的鋼筋接頭采用搭接的焊接方法，在鋼筋籠入孔時(shí)，盡量保持垂直狀態(tài)對準(zhǔn)孔位，小心輕放，以免崩壞孔口。至鋼筋籠就位后，將鋼筋籠的上端焊固于護(hù)筒之上，以此減緩砼上升時(shí)產(chǎn)生的頂托力。

1.4制備泥漿。灌注樁在成孔至設(shè)計(jì)高程后，利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次的清孔處理，當(dāng)孔V1的返漿比重持續(xù)小于設(shè)定的范圍值時(shí)，進(jìn)行孔底沉渣厚度的測量，在滿足設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行吊放鋼筋籠、沉放混凝土導(dǎo)管。并且在混凝土灌注前，通過導(dǎo)管來進(jìn)行第二次的清孔工作。拌制泥漿的控制指標(biāo)為泥漿的含砂率小于6%、膠體率大于90%，采用反循環(huán)成孔工藝，使沉渣得以有效清除。

1.5砼灌注工序。灌注樁的第二次清孔驗(yàn)收合格后，進(jìn)行砼坍落度的檢查，一般控制在180～220mm的范圍內(nèi)，然后檢查孔內(nèi)導(dǎo)管的長度、離孔底的距離，依據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外的混凝土的壓力平衡來計(jì)算首灌混凝土量。最終確定料斗容量，保證首灌后導(dǎo)管底埋人混凝土中的部分在1m以上，再進(jìn)行砼灌注。

2在實(shí)際應(yīng)用過程中鉆孔灌注樁需注意以下幾個(gè)問題

2.1準(zhǔn)備工作必須到位。

2.1.1確定地基的承載力。依據(jù)巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度來乘以回歸系數(shù)，然后換算成巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（frk），再按照f＝Y(jié)frk的公式進(jìn)行計(jì)算，確定地基的承載力。其中f為巖石的地基承載力的理論值（kPa），Y為折減系數(shù)，frk為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）。承載力的實(shí)際值與設(shè)計(jì)要求的數(shù)值的一致，是施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

2.1.2工程原材料的選用。對于鉆孔灌注技術(shù)而言，高質(zhì)量原材料的選用也是影響施工質(zhì)量與進(jìn)度的重要因素。必須嚴(yán)格根據(jù)國家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，同時(shí)結(jié)合工程所處環(huán)境的實(shí)際條件及施工各項(xiàng)要求做好原材料的檢驗(yàn)及選取工作。

2.2在成孔工作中各方面實(shí)際問題與應(yīng)對措施。

2.2.1縮徑現(xiàn)象。在鉆孔工作中，因地層應(yīng)力沿著相對較軟的軟弱土層進(jìn)行釋放，從而造成縮徑。在施工進(jìn)行階段，鉆進(jìn)的壓力比較大，且鉆速相對較快，施工鉆頭過快鉆過淤泥或者泥質(zhì)圖層，容易造成淤泥向鉆孔內(nèi)部的流動(dòng)現(xiàn)象，致使孔內(nèi)的泥漿力和側(cè)壓力逐漸趨于平衡，導(dǎo)致縮徑、卡鉆等問題發(fā)生。要實(shí)現(xiàn)對縮徑問題的有效防治主要還是通過管理工作的加強(qiáng)，鉆機(jī)操作必須由經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)長來完成，一旦遇到淤泥土或砂礫層可采用投放黏土泥膏護(hù)壁或增加泥漿稠度以降低鉆進(jìn)的壓力，將鉆速減下來，讓鉆機(jī)處于無油壓空轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，在完成成孔工作后，對容易產(chǎn)生縮徑問題的地層做好掃孔處理。

2.2.2坍孔現(xiàn)象。坍孔現(xiàn)象出現(xiàn)是由多方面原因造成的，不可預(yù)測的復(fù)雜地質(zhì)、工程施工中泥漿稠度相對過低以及相較于泥漿對當(dāng)下孔壁壓力更大的釋放量等，都有可能導(dǎo)致坍孔產(chǎn)生。針對不可預(yù)測的復(fù)雜地質(zhì)條件所帶來的坍孔問題可以通過以下方法進(jìn)行防治：首先，認(rèn)真閱讀、審查該工程所在區(qū)域的工程地質(zhì)資料，對于文件當(dāng)中并未提及的造成施工坍孔現(xiàn)象的具體情況和異常狀態(tài)，必須及時(shí)匯報(bào)并結(jié)合實(shí)際條件加以處理。

2.2.3斜孔問題。最容易出現(xiàn)斜孔問題的部位在于硬巖層與軟巖層的交替位置。鉆進(jìn)壓力太大容易造成鉆頭沿著軟層面出現(xiàn)偏斜，進(jìn)而導(dǎo)致工程斜孔問題的產(chǎn)生，這不但對鋼筋籠下放造成影響，而且一旦問題嚴(yán)重更會(huì)對樁的承載力形成不利影響。這一問題的防治處理途徑在于保持鉆進(jìn)過程鉆速處于均勻狀態(tài)。對于已產(chǎn)生的斜孔，則應(yīng)當(dāng)糾正掃孔，若糾正無法產(chǎn)生效果，可進(jìn)行石塊及粘土的回填。然而，如果偏孔至1/2米以上，那些就要準(zhǔn)備開始新一輪的鉆進(jìn)。

2.3在灌注工作中各方面基本問題與應(yīng)對措施。

2.3.1導(dǎo)管堵塞問題。灌注工作過程中的導(dǎo)管堵塞問題從防治途徑上來分析主要有以下幾個(gè)方面：首先，導(dǎo)管組裝過程中要就導(dǎo)管內(nèi)部的凸出以及連接部位的密封情況進(jìn)行嚴(yán)格的檢查；其次，混凝土攪拌過程中必須對攪拌時(shí)間、骨料規(guī)格以及坍落度等嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制；再次，在灌注的過程當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)盡可能避免導(dǎo)管內(nèi)部出現(xiàn)高壓氣囊現(xiàn)象，以免對導(dǎo)管密封圈造成破壞和影響；最后，導(dǎo)管在埋入深度范圍之內(nèi)可對導(dǎo)管進(jìn)行提升，或在提升之后進(jìn)行驟然下插，并將導(dǎo)管進(jìn)行抖動(dòng)。如果以上方法均無明顯效果，那么必須停止灌注工作，通過長桿疏通導(dǎo)管。

2.3.2埋管問題。水利工程灌注工作過程中，埋管問題時(shí)有發(fā)生，必須隨時(shí)關(guān)注導(dǎo)管埋深并做好控制工作，對砼面進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，通常而言，砼面一旦上升四至五米則可以拆除相對應(yīng)數(shù)目的導(dǎo)管，這也就是要求導(dǎo)管拆除次數(shù)必須到位。

3結(jié)束語

當(dāng)前，隨著水利工程施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的普遍應(yīng)用，成孔及灌注過程當(dāng)中的各項(xiàng)問題及其防治措施也得到了重視，因而，鉆孔灌注技術(shù)的不斷發(fā)展與完善已經(jīng)成為大勢所趨，結(jié)合施工質(zhì)量影響因素等各方面實(shí)際情況，為水利建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造更為合理、規(guī)范、高效的基礎(chǔ)條件和發(fā)展環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[2]周玉芝.鉆孔灌注樁在黑龍江省碼頭工程中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2000，3．

作者：李云衛(wèi) 單位：溫嶺市水電工程有限公司