水利施工鉆孔灌注樁技術應用

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摘要：本文作者結合自身多年的工作經驗，對水利施工中鉆孔灌注樁技術的各項工序以及實際應用過程中所面臨的各種問題進行綜合性的分析和闡述，可供同行技術人員借鑒參考。

關鍵詞：水利工程；鉆孔；灌注；技術應用；工序

隨著我國在社會經濟上的快速進步，水利工程的建設也相應的得到了更為廣闊的發(fā)展空間，進步尤為明顯，同時，水利工程施工技術由于科學技術的進一步變革以及工程經驗的進一步累積也取得了質的變化。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)點在水利施工領域獲得了普遍的認可和應用。

1水利項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)場的地質概況進行綜合評判，并對巖土層分布按等高線進行劃分，進而對成孔的深度做出認定。或者根據施工現(xiàn)場的長度標記的設置來完成孔深測量，也就是我們常采用的測繩，關注數標的錯位和松動，同時做好終孔測繩的核實工作。而對于孔徑，則根據液性指數IL＞0.75范圍以內的粘性土方面的施工，可以在一定程度上對鉆頭直徑進行加大或者采用擴孔器。

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,鉆機的配略以及鉆孔施工方法，必須結合工程勘探文件作出科學分析，認真做好巡查記錄工作，對鉆進過程當中的鉆機實際情況進行高度關注與檢查，尤其是校核鉆桿，必須時刻確保其垂直度。另外，如果地基存在不均勻的現(xiàn)象，則應在施工開始之前做好相應的準備工作，一旦土層中帶有體積較大的硬物或者土層呈斜狀的分布，那么必須將鉆速調至慢檔進行。

1.1.3鉆進參數。鉆進泵量方面，在灌注樁孔鉆進時需要較大的功率加壓泵，以此達到孔內粘性土粉的排出效果。其泵量的計算公式為：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）。以灌注樁鉆進設計孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環(huán)狀面積以0.2m2為例進行計算，當泥漿泵的最大泵量達到600L/min時，粘性土粉的上返流速非常緩慢，遠遠小于小口徑鉆孔時泥漿上返的速度0.3m/s。為了保持鉆進穩(wěn)定性，一般需要采用較小轉速、均速鉆進。

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)為壓力泵對孔內泥漿加壓，通過泥漿流動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。在實際施工過程當中，可以先用復合鉆頭或撈砂桶將樁孔內部的砂卵石全部撈出，再運用泥漿的往復循環(huán)，清除孔內的沉渣，清孔后的泥漿比重一般為1.14。終孔后，根據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，就是要確保鋼材質量，做好質保單及質保資料所須的各項檢查工作，再根據施工及設計規(guī)范標準，進行鋼筋長度、規(guī)格、直徑、數量以及制作驗收。在具體的制作階段，可分部分項來進行，在連接時50%的鋼筋接頭采用搭接的焊接方法，在鋼筋籠入孔時，盡量保持垂直狀態(tài)對準孔位，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筒之上，以此減緩砼上升時產生的頂托力。

1.4制備泥漿。灌注樁在成孔至設計高程后，利用鉆桿在原位進行第一次的清孔處理，當孔V1的返漿比重持續(xù)小于設定的范圍值時，進行孔底沉渣厚度的測量，在滿足設計要求后，再進行吊放鋼筋籠、沉放混凝土導管。并且在混凝土灌注前，通過導管來進行第二次的清孔工作。拌制泥漿的控制指標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收合格后，進行砼坍落度的檢查，一般控制在180～220mm的范圍內，然后檢查孔內導管的長度、離孔底的距離，依據導管內外的混凝土的壓力平衡來計算首灌混凝土量。最終確定料斗容量，保證首灌后導管底埋人混凝土中的部分在1m以上，再進行砼灌注。

2在實際應用過程中鉆孔灌注樁需注意以下幾個問題

2.1準備工作必須到位。

2.1.1確定地基的承載力。依據巖樣的單軸抗壓強度來乘以回歸系數，然后換算成巖石單軸飽和抗壓強度的標準值（frk），再按照f＝Yfrk的公式進行計算，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，frk為巖石飽和單軸抗壓強度的標準值（kPa）。承載力的實際值與設計要求的數值的一致，是施工順利進行的關鍵節(jié)點。

2.1.2工程原材料的選用。對于鉆孔灌注技術而言，高質量原材料的選用也是影響施工質量與進度的重要因素。必須嚴格根據國家相應的標準與規(guī)范，同時結合工程所處環(huán)境的實際條件及施工各項要求做好原材料的檢驗及選取工作。

2.2在成孔工作中各方面實際問題與應對措施。

2.2.1縮徑現(xiàn)象。在鉆孔工作中，因地層應力沿著相對較軟的軟弱土層進行釋放，從而造成縮徑。在施工進行階段，鉆進的壓力比較大，且鉆速相對較快，施工鉆頭過快鉆過淤泥或者泥質圖層，容易造成淤泥向鉆孔內部的流動現(xiàn)象，致使孔內的泥漿力和側壓力逐漸趨于平衡，導致縮徑、卡鉆等問題發(fā)生。要實現(xiàn)對縮徑問題的有效防治主要還是通過管理工作的加強，鉆機操作必須由經驗豐富的機長來完成，一旦遇到淤泥土或砂礫層可采用投放黏土泥膏護壁或增加泥漿稠度以降低鉆進的壓力，將鉆速減下來，讓鉆機處于無油壓空轉狀態(tài)。另外，在完成成孔工作后，對容易產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，不可預測的復雜地質、工程施工中泥漿稠度相對過低以及相較于泥漿對當下孔壁壓力更大的釋放量等，都有可能導致坍孔產生。針對不可預測的復雜地質條件所帶來的坍孔問題可以通過以下方法進行防治：首先，認真閱讀、審查該工程所在區(qū)域的工程地質資料，對于文件當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)，必須及時匯報并結合實際條件加以處理。

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。鉆進壓力太大容易造成鉆頭沿著軟層面出現(xiàn)偏斜，進而導致工程斜孔問題的產生，這不但對鋼筋籠下放造成影響，而且一旦問題嚴重更會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過程鉆速處于均勻狀態(tài)。對于已產生的斜孔，則應當糾正掃孔，若糾正無法產生效果，可進行石塊及粘土的回填。然而，如果偏孔至1/2米以上，那些就要準備開始新一輪的鉆進。

2.3在灌注工作中各方面基本問題與應對措施。

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

2.3.2埋管問題。水利工程灌注工作過程中，埋管問題時有發(fā)生，必須隨時關注導管埋深并做好控制工作，對砼面進行準確的測量，通常而言，砼面一旦上升四至五米則可以拆除相對應數目的導管，這也就是要求導管拆除次數必須到位。

3結束語

當前，隨著水利工程施工中鉆孔灌注樁技術的普遍應用，成孔及灌注過程當中的各項問題及其防治措施也得到了重視，因而，鉆孔灌注技術的不斷發(fā)展與完善已經成為大勢所趨，結合施工質量影響因素等各方面實際情況，為水利建設事業(yè)創(chuàng)造更為合理、規(guī)范、高效的基礎條件和發(fā)展環(huán)境。

參考文獻

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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