水利施工鉆孔灌注樁技術(shù)探討
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鉆孔灌注樁施工是水利工程施工中具有操控簡單、價格低、噪音小、振動弱、避免擠土等特點的水利工程施工技術(shù)。這種技術(shù)往往在工程施工過程中比較復(fù)雜，環(huán)節(jié)和重點部分具備特殊優(yōu)勢，目前可以稱為水利工程從業(yè)者最應(yīng)該熟練掌握以及全面利用的施工技術(shù)之一。但在實際應(yīng)用中，鉆孔灌注樁技術(shù)常常會引發(fā)滲水、卡管、坍塌以及縮頸等問題發(fā)生，這樣非但不能確保在施工過程中鉆孔灌注的安全性，也極有可能產(chǎn)生鉆孔灌注樁的質(zhì)量問題，導(dǎo)致工程延誤、無法保證施工安全，施工費用提高。本文采用理論與實際相結(jié)合的方法，對鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行深入分析，在確保鉆孔灌注樁實際操作低危安全的前提下，達(dá)成水利建設(shè)工作中的多重目標(biāo)。
1水利施工中鉆孔灌注樁存在的問題
由于鉆孔灌注樁技術(shù)本身具備相當(dāng)明顯的特殊性，此項技術(shù)在水利工程中的實際應(yīng)用也出現(xiàn)了差異性明顯的作業(yè)方式。這些差異主要表現(xiàn)在作業(yè)程序、技術(shù)應(yīng)用、關(guān)鍵環(huán)節(jié)等方面，尤其是在施工程序上，鉆孔灌注樁通常具備更復(fù)雜、多樣的特點［1］。因此，需要掌握的水利工程施工技術(shù)要點和需求也更加多樣，只有靈活掌握這些技術(shù)要點，把握住控鉆孔灌注樁技術(shù)的核心所在，才能更加充分地將鉆孔灌注樁的技術(shù)優(yōu)勢徹底發(fā)揮，加速工程進(jìn)度，避免不必要的施工障礙。同時，在有限的時間能獲得更大的成果，真正實現(xiàn)鉆孔灌注樁技術(shù)節(jié)能、環(huán)保、質(zhì)優(yōu)、高效的優(yōu)勢。在實際應(yīng)用和操作過程中，經(jīng)常會引發(fā)的鉆孔灌注樁滲水、卡管、坍塌以及縮頸等連鎖反應(yīng)，是不容忽視的大問題。這些看似不甚嚴(yán)重的小問題往往會帶給整個水利工程帶來致命性的質(zhì)量問題，或造成較為嚴(yán)重的安全隱患。首要的應(yīng)對措施就是逐一分析造成安全隱患以及其他問題、障礙的原因，總結(jié)出一套具有針對性的技術(shù)手段，徹底將鉆孔灌注樁技術(shù)的優(yōu)勢得以發(fā)揮，以實現(xiàn)水利工程質(zhì)量與功能全方位、高品質(zhì)的技術(shù)性支持。同時，還要特別注意在鉆孔灌注樁施工過程中因地質(zhì)情況不同而帶來的施工障礙以及安全威脅。如在施工過程中，遇到地下水層、流沙、弱土基質(zhì)等地質(zhì)問題所造成的障礙，導(dǎo)致鉆孔灌注樁施工停滯。在這樣的自然環(huán)境條件下，若沒有前期的技術(shù)準(zhǔn)備及可供實現(xiàn)的緊急預(yù)案，則在一定時間內(nèi)將很難保證水利工程施工快速有效地實施。
2水利工程中鉆孔灌注樁施工問題的技術(shù)處理
2．1鉆孔灌注樁冒水問題的技術(shù)處理
前面所提到的滲水主要指的是沿鉆孔灌注樁護(hù)筒邊沿部位而出現(xiàn)的冒水情況，導(dǎo)致這一問題產(chǎn)生的原因是在鉆孔灌注樁作業(yè)過程中水壓和夯土的共同作用。通過進(jìn)一步分析，護(hù)筒周圍的土壤夯實效果較差，土壤過于松散，一旦遭遇水壓和擠土的共同影響就十分容易產(chǎn)生沿護(hù)筒邊沿冒水現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)將直接導(dǎo)致鉆孔灌注樁護(hù)筒位移，并且極有可能會造成整個水利工程地基下沉，使得鉆孔灌注樁的距離、荷載分配發(fā)生改變，影響整個水利工程的實施與進(jìn)度。在這種情況存在的前提下，水利工程實施的每一步必須要嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn):
①要確保護(hù)筒周邊土壤密實性以及含水量;
②在護(hù)筒開孔操作過程中，應(yīng)該將護(hù)筒內(nèi)水位高度嚴(yán)格控制在1．5m以內(nèi);
③如不慎出現(xiàn)鉆孔灌注樁護(hù)筒滲水的情況時，應(yīng)及時加固護(hù)筒周圍的土體，同時要嚴(yán)格控制土體含水量，控制護(hù)筒持續(xù)偏移或沉降的現(xiàn)象;
④確保鉆孔灌注樁作業(yè)的施工質(zhì)量，同時形成規(guī)范化操作以及科學(xué)性保障措施［2］。
2．2鉆孔灌注樁坍塌問題的技術(shù)處理
坍塌問題多發(fā)于鉆孔灌注樁的孔壁部位，一般由土體密實度不夠、泥漿黏性較差、內(nèi)外水壓不達(dá)標(biāo)所致。面對這種情況，在開孔鉆井操作時，一旦出現(xiàn)泥漿疏漏或氣泡外冒的情況，即表明孔壁塌陷的問題已經(jīng)出現(xiàn)。此時一般要采取夯實周邊土體、加強(qiáng)泥漿黏性、確保護(hù)筒內(nèi)水位高于地下水位等措施。
2．3鉆孔灌注樁縮頸問題的技術(shù)處理
縮頸問題產(chǎn)生的原因多為在作業(yè)中混凝土膨脹，它將導(dǎo)致成孔的直徑與前期設(shè)計孔直徑的不符?；炷林詴l(fā)生膨脹，大多是由于在采購材料時選擇了質(zhì)量較差的產(chǎn)品［3］。另外，開孔鉆井必須迅速，避免孔壁周圍出現(xiàn)泥皮現(xiàn)象，這些措施能夠較大幅度地降低混凝土膨脹與縮頸問題的出現(xiàn)幾率。
2．4鉆孔灌注樁卡管問題的技術(shù)處理
卡管問題的出現(xiàn)一般有兩種情況:初灌時水栓堵塞以及水泥和易性較差，但也不排除施工機(jī)械故障和操作不規(guī)范所導(dǎo)致卡管問題的出現(xiàn)。所以，在作業(yè)過程中，首先應(yīng)該保證隔水栓與導(dǎo)管的匹配性、隔水栓的隔水性，以保障施工過程中不會出現(xiàn)卡管現(xiàn)象。
3鉆孔灌注樁施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用方案
某工程渡槽是三槽U形預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，一般是相互獨立的，單跨40m，總計18跨;單插槽大小為:(高)7．23m，(寬)9．0m。主樓依照建筑物質(zhì)量分為一、三級結(jié)構(gòu)。此位置的鉆孔灌注樁為摩擦樁，樁包括6根測試樁和342根工程樁，每一個測試樁直徑為1．8m，長為36m。
3．1平整場地及測量放線
在之前的測試樁施工范圍規(guī)劃的建設(shè)平臺上，使用機(jī)械作業(yè)人工配合的方式確保鉆井定位于平整堅實的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備一池水和排水通道。同時，防止泥漿污染附近的建筑環(huán)境，文明施工。滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，準(zhǔn)確測量樁的位置和布局，樁中心位置誤差控制在100mm。
3．2護(hù)筒埋設(shè)
襯墊的鋼管，厚6mm的鋼板。護(hù)筒的直徑要保持在2m上，它比樁徑要多20cm。襯墊左上角設(shè)置兩個高400mm，寬200mm的嘴，頂部設(shè)置吊環(huán)，底部截面鋼襯墊底部邊緣要預(yù)留刃腳，襯墊埋設(shè)前，保護(hù)樁位置，確保4個樁位上交叉纏繞著十字線。保護(hù)管挖洞埋藏，旋轉(zhuǎn)鉆鋼襯墊的埋深分別為3．5、4．0和4．5m，反循環(huán)鉆頭鋼襯層埋深1．5、1．7和1．8m。保護(hù)管埋樁位置，恢復(fù)后的鉆機(jī)就位之前檢查樁的位置。保護(hù)管嵌入應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，管中心所有符合要求的樁位偏差要控制在50mm以內(nèi)。同時，鋼襯墊的傾斜控制在1%以內(nèi)。
3．3泥漿制備處理
作業(yè)前期需準(zhǔn)備鉆井泥漿護(hù)墻。據(jù)施工特點和相關(guān)工程經(jīng)驗，形成項目的使用膨潤土泥漿擋土墻。該項目將采取集中供漿、收集回漿、凈化泥漿、集中凈化的方式來確保工程質(zhì)量、文明施工。制漿材料選擇是膨潤土、建筑用淡水、工業(yè)純堿分散劑等。新系統(tǒng)泥漿配比和性能指標(biāo)，然而對于容易泄漏的地層，可以參考表1中兩種制漿配比方法。
3．4鉆井成孔
鉆井前需要泥漿墊片，同時確保保護(hù)管泥面高度不低于保護(hù)管口處1m。同時確保鉆井泥漿高于地下水位的范圍區(qū)間，即1．0～1．5m。鉆井過程中，鉆桿壓力保持旋轉(zhuǎn)，確保沒有擠壓桶的底部去除土壤，順利進(jìn)桶體，確保土壤不是鉆探過程中，穩(wěn)定的滑動面有利于保護(hù)鉆孔泥墻。要經(jīng)常檢查鉆頭，確保通風(fēng)，避免"活塞"的形成，減少和孔壁坍塌。鉆井、測試泥漿指數(shù)，發(fā)現(xiàn)需要調(diào)整的地方應(yīng)及時更換。鉆孔深度由監(jiān)理工程師確認(rèn)，并且由監(jiān)理工程師驗收，螺旋鉆成孔平均時間為8．6h/個。
3．5鋼筋籠制作安裝
鉆孔灌注試驗樁加固處理操作在鋼鐵廠完成，結(jié)合工程樁長和考慮到平直度，鋼筋籠后取消單樁鋼筋籠點分成兩個生產(chǎn)，采用單搭接焊，使用單搭接焊接接頭螺旋鋼筋，鋼筋籠孔主要采用單面焊接搭接焊接，包括試驗樁－4孔焊接焊接。因此，鋼筋籠制作必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和規(guī)范。
3．6水下混凝土澆筑
本項目采用標(biāo)號為C25W6F150的混凝土，現(xiàn)場實驗室根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)配制施工配合比。坍落度為180～220mm，水/水泥比率為0．45，混凝土的含砂率為44%，同時粗骨料使用二級碎石。整個項目在具體操作的時候由兩臺8m的強(qiáng)制式集中攪拌系統(tǒng)進(jìn)行運行，在這個過程中裝載混凝土的運輸車一定要事先進(jìn)行檢查，保證工作的順利開展。為了保證整個工程的有序開展，要準(zhǔn)備好混凝土卡車來面對隨時可能發(fā)生的事情。根據(jù)整個施工過程的相關(guān)經(jīng)驗，在早期的填充量應(yīng)大于6．7m3。根據(jù)實際情況，可以再加上1．5m3集中料斗。為了保證好連續(xù)不斷的供料，在施工中要選擇一個混凝土攪拌車漏斗進(jìn)行灌注?？傊?，在整個工程的施工中，要合理使用好相關(guān)的技術(shù)，要對鉆孔灌注樁做出有效的劃分和歸類，以此提高整個施工的效率。在施工中，還要有效控制鉆孔灌注樁的質(zhì)量，不斷地對施工技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，以此提升工程應(yīng)用的效率以及施工質(zhì)量，總結(jié)施工經(jīng)驗，最終實現(xiàn)水利工程設(shè)計的目的。
作者：馮月利 單位：新疆瑞祥農(nóng)牧工程咨詢設(shè)計院有限公司
