水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)分析

羅杰華，寧 健

(江西省水利水電建設(shè)有限公司，江西 南昌 330025)

1 工程概況

藥湖聯(lián)圩于豐城市和新建縣境內(nèi)的錦江下游南岸。圩堤起于新建縣橫垱頭，沿錦江而下，經(jīng)羅家渡，松湖街，禮坊，止于豐城市司家閘附近，堤線總長34.80km，圩區(qū)主要為沖積平原地貌，沿錦江I級階地及河漫灘發(fā)育。圩堤兩端及圩區(qū)附近，零星分布低丘崗地。沿河I級階地地面高程為21.9～19.4m，階地地形平坦，階面寬窄不一;河漫灘沿錦江呈帶狀連續(xù)分布，寬度為150～200m，最寬處達1200m，低丘崗地崗頂高程一般為34.9～48.0m。

工程區(qū)內(nèi)第四系地層分布廣泛，地層上部以粘土，壤土，淤泥質(zhì)土及砂壤土等粘性土為主，沿堤粘性土層度一般為4.0～9.0m。粘性土下部為中砂及礫石等透水土層。地層構(gòu)造具明顯二元結(jié)構(gòu)。透水土層下伏基巖，主要為泥質(zhì)粉砂巖。

2 工藝流程與質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁技術(shù)的工藝流程為:施工準備、平整場地→測量放線、樁孔定位→埋設(shè)灌注樁鋼護筒→鉆機就位→鉆機開始鉆進掏渣→一次清孔→下鋼筋籠→下鋼制導(dǎo)管→二次請孔→灌注混凝土→拆除鋼護筒→樁機移位。施工工藝見圖1。

圖1 施工工藝

2.1 場地平整

施工場地采用人工配合挖掘機進行開挖平整，場地平整要求為縱向坡度＜3%，橫向高差＜10cm。

2.2 鐵軌鋪設(shè)

鐵軌鋪設(shè)應(yīng)平整穩(wěn)固，前軌外側(cè)面距防滲墻軸線0.9m，孔位中心偏差不大于3cm，軌面縱向坡度＜2%，橫向高差＜1cm。

2.3 孔位中心放樣

軌道鋪設(shè)好后，進行孔位中心放樣，孔距用鋼尺丈量，孔距2.04m，孔位中心放樣誤差應(yīng)小于5mm?？孜恢行姆艠雍?，用紅漆在前軌外側(cè)面上作出標記，然后丈量出各孔中心與防滲墻軸線的偏差，其偏差值應(yīng)小于3cm。

2.4 護筒的埋設(shè)要求

護筒埋設(shè)技術(shù)要求主要有以下幾方面。

(1)根據(jù)實際情況決定具體的埋置深度，通常埋設(shè)深度為2～4m;

(2)先放線定位，后鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場樁位將樁孔表面的土層挖除，最后進行護筒的埋設(shè);

(3)保證護筒頂端高度符合規(guī)范要求，達到孔內(nèi)水位設(shè)置高度標準;

(4)根據(jù)實際情況，選取加壓、振動、錘擊及挖埋等方式埋設(shè)護筒。護筒入土深度見圖2。

圖2 護筒入土深度

2.5 制備泥漿

根據(jù)本工程的地層條件，采用地層自身造漿和孔口回填粘土造漿。泥漿質(zhì)量要求為比重1.1～1.3g/cm3，粘度18～25s，含砂量≤5%。造孔中，孔內(nèi)泥漿液面應(yīng)高于地下水位1.8m以上。

對成型器的下水管進行仔細的測量和記錄，造孔深度必須大于等于設(shè)計孔深。該項工程在采購原材料前，先要由監(jiān)理工程師對樣品進行檢驗，檢驗產(chǎn)品的合格證書及出廠檢驗報告，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定控制進貨材料質(zhì)量，確保進貨材料質(zhì)量同樣品質(zhì)量相符。

2.6 造孔

施工分兩序孔進行，即先施工Ⅰ序孔，間隔24小時以上后再施工Ⅱ序孔。造孔機就位后，根據(jù)前軌外側(cè)面上的孔位中心標志，移動機架進行孔位對中，對中誤差小于5mm?？孜粚χ泻?，固定機架，防止對中錯位。造孔機就位對中后，用水平尺檢查機架的水平和垂直情況，并調(diào)整使機架保持水平和垂直。造孔達到設(shè)計深度后，使成型器提離孔底面，用水平尺和直尺檢測成孔的孔斜率，孔斜率應(yīng)不大于0.3%。造孔中，如遇有漏失地層，應(yīng)立即采取堵漏和補救措施。

2.7 清孔

當成孔的孔斜度檢驗合格后再進行清孔操作，具體措施如下:使成型器上下運動5分鐘，但不進尺，對清孔后泥漿含沙量、泥漿粘度及泥漿比重進行測量，并保證泥漿含沙量在10%以下，泥漿粘度在30s以下，泥漿比重在1.3g/cm3以下。

完成清空后，將水管拆除，提起成型器后將成型器底部刀口處的土樣取出，觀察土樣和設(shè)計終孔地層土樣是否一樣，用測繩法測量孔深，根據(jù)造孔深度減去實測孔深為孔底淤積厚度的公式，算出孔底淤積厚度，并保證其數(shù)值應(yīng)小于等于10cm。

2.8 鋼筋籠入孔

在完成清孔和檢測達標后4小時內(nèi)，使?jié)仓C就位，之后進行砼下料鋼筋籠的安裝工作，使孔底和鋼筋籠的間距在20cm以內(nèi)。

2.9 灌注水下混凝土

清孔結(jié)束后的4小時內(nèi)應(yīng)開澆水下砼，第一盤料為水泥砂漿，隨即澆入足夠的砼，埋沒鋼筋籠底部。

砼澆筑過程中，每澆8盤砼測定一次孔內(nèi)砼面的深度，計算出鋼筋籠的埋深長度。鋼筋籠埋深應(yīng)小于6.0m，大于1.0m。

水下混凝土灌注工序見圖3。混凝土灌注時，導(dǎo)管的底距必須控制在300～500mm，超過的必須加短接，樁機的每套導(dǎo)管都配備了0.5～1.5m的導(dǎo)管，初灌量必須放滿一斗后才能拉起悶蓋或隔水栓，灌注過程中，監(jiān)理旁站人員要控制導(dǎo)管拆除的節(jié)數(shù)，必須滿足導(dǎo)管底部埋入砼面2～6m，抽測坍落度。

灌注期間要定時測量沉漿的性能指標(比重、粘度、含砂量)，根據(jù)檢測結(jié)果，及時添加新鮮泥漿或膨潤土、純堿等，并控制這些性能指標在允許范圍以內(nèi)，同時應(yīng)盡快補充大比重泥漿以穩(wěn)定孔壁;回填適量的粘土，平衡孔壁土壓力。還要在泥漿中加入“SM”或“PM”植物膠或投放適量水泥保護孔壁。

圖3 水下混凝土灌注工序

3 常見質(zhì)量通病及防控

鉆孔灌注樁從鉆孔到成樁結(jié)束，因受多種因素的影響，極易引發(fā)質(zhì)量問題甚至質(zhì)量事故，因此質(zhì)量控制成為施工中的難點。

3.1 鋼筋籠拆卸

每次拆卸鋼筋籠前，要根據(jù)鋼筋籠的埋深計算好鋼筋的拆卸根數(shù)，并要保證鋼筋籠拆卸后，其底部在砼中的埋深不小于1.0m。

3.2 砼拌和質(zhì)量控制與檢查

砼拌和必須嚴格按配料單標準配料，每盤砼攪拌時間不小于3min。砼的坍落度和擴散度分別控制在18～22cm和34～40cm之間;水灰比小于0.49，水泥用量大于380kg/m3，砂率不小于40%;砼密度要大于等于2100kg/m3;砼的初凝時間要在6個小時以上，終凝時間在24小時以內(nèi)。砼拌合、運輸過程要保證混凝土澆筑能夠持續(xù)進行，不得出現(xiàn)間隔，如果出現(xiàn)中斷的情況，應(yīng)將中斷時間控制在40min以內(nèi)。砼澆筑因故中斷超過2小時后，應(yīng)做好記錄，并報告監(jiān)理工程師，共同研究處理辦法。

3.3 水下砼上升速度控制

澆筑砼時，應(yīng)經(jīng)常檢查和控制砼的上升速度，其要求為砼上升速度≥2m/h，各處砼面應(yīng)均勻上升，高差控制在0.5m以內(nèi)。

3.4 導(dǎo)管堵塞、拔脫或漏漿

(1)將導(dǎo)管全部拔出、沖洗、并重新下設(shè)，抽凈導(dǎo)管內(nèi)泥漿重新澆筑。若出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，提出成形器。

(2)必須先對導(dǎo)管長度和混凝土面高度進行測量和核對，查看導(dǎo)管的安全插入深度是否符合標準，再進行混凝土的連續(xù)澆筑。

3.5 基坑排水

基坑排水采用水泵抽排。

(1)初期排水。此期間排水指圍堰閉氣后形成的基坑中集水，堰基和堰體的滲水，以及可能的降水等。圍堰合攏后，先計算基坑初期集水量，再根據(jù)排水強度選定抽水設(shè)備，組織配4臺潛水泵，2臺單臺泵流量為30m3/h，2臺單臺泵流量為5m3/h。

(2)經(jīng)常性排水。本工程施工期間，考慮圍堰基坑滲水、施工棄水、砼養(yǎng)護水及雨水等因素，必須經(jīng)常性排水?；觾?nèi)排水系統(tǒng)設(shè)置:基坑四周設(shè)明溝排水，在基坑內(nèi)設(shè)置集水井，采用水泵直接及時抽排至基坑外。

為保證圍堰基坑干地施工，設(shè)置4臺抽水泵進行抽排(常用2臺潛水泵，另備用2臺潛水泵)。

4 質(zhì)量檢驗

每個澆筑施工作業(yè)點每臺班抽檢一組試樣，28天進行室內(nèi)試驗檢測。要沿著軸線布置鉆孔，每500m布置一孔，如果不足500m也要布置一孔，使每標段中孔的數(shù)量在2個以上。用鉆頭對鉆孔的底部、中部墻體進行取樣，每孔中進行2組鉆孔取樣，通過鉆孔抽水、壓水試驗對每個孔進行測量和檢驗。直觀測量開挖墻體兩側(cè)揭露出墻體，檢測開挖處接縫結(jié)構(gòu)可靠度和墻體厚度，每720m開挖一次，使每標段開挖孔的數(shù)量在2個以上，每開挖處進行1～2組取樣，開挖處深度通常為2.5～5m，長度為2～4m。

當檢查不合格時，應(yīng)增加檢查孔孔數(shù)及開挖部位數(shù)量，直至達到合格標準。檢查不合格的孔段，承包人應(yīng)按監(jiān)理人指示進行處理，直至達到合格為止。

［1］孫劍.淺析水利施工中的鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用［J］.河南水利與南水北調(diào)，2012(10).

［2］葉建軍，毛國平.水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用解析［J］.城市建設(shè)理論研究，2013(49).