水利工程灌注樁施工工藝流程和控制措施分析

劉桂英

【摘要】本文主要介紹水利工程中灌注樁施工工藝流程，以及針對(duì)鉆孔灌注樁施工中所容易遇到的事故和問(wèn)題，來(lái)分析了原因及具體的防治對(duì)策和措施。根據(jù)本工程我們以泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工為主。

【關(guān)鍵詞】水利工程；鉆孔；灌注樁；原因；對(duì)策；措施

Analysis on Construction Process and Control Measures of Cast - in - place Pile in Water Conservancy Project

Liu Gui-ying

（Texas Water Resources and Hydropower Engineering Group Co，ltdShandong253000）

【Abstract】In this paper， the construction process of bored piles in hydraulic engineering and the accidents and problems encountered in the construction of bored piles are analyzed. According to this project， we take the mud retaining wall into the hole pouring pile construction mainly.

【Key words】Hydraulic engineering；Drilling；Bored pile；Reason；Countermeasure；Measure

1. 施工工藝流程

（1）施工準(zhǔn)備 施工準(zhǔn)備包括：選擇鉆機(jī)、鉆具、場(chǎng)地布置等。 鉆機(jī)是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機(jī)的 應(yīng)用條件來(lái)選擇。

（2）測(cè)定樁位。 在清理好的施工場(chǎng)地設(shè)置樁基軸線定位點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)樁位平面布 置施工圖，定出每根樁的位置，并做好標(biāo)志。樁位在施工前要再次查核， 以防被外界因素影響而造成偏移。

（3）埋設(shè)護(hù)筒。 埋設(shè)護(hù)筒是為了固定樁孔位置，防止地面水流入，保護(hù)孔口，增高樁 孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭方向。埋設(shè)時(shí)要先挖去樁孔處 表土，將護(hù)筒埋入土中，其埋設(shè)深度，在粘土中不宜小于1m，在砂土中 不宜小于1.5m。其高度要滿足孔內(nèi)泥漿液面高度的要求，孔內(nèi)泥漿面應(yīng) 保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋設(shè)時(shí)，坑的直徑應(yīng)比護(hù)筒外徑大 0.8 ～ 1.0m。護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不應(yīng)大于50mm，對(duì)位后應(yīng)在護(hù)筒 外側(cè)填人粘土并分層夯實(shí)。

（4）泥漿制備。 泥漿的作用是護(hù)壁、攜砂排土、切土潤(rùn)滑、冷卻鉆頭等，其制備方法 應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定，如在粘土和粉質(zhì)粘土中成孔時(shí)，可注入清水，以原 土造漿，排渣泥漿的密度應(yīng)控制在1.1 ～ 1.3g/cm3；在其他土層中成孔，泥 漿可選用高塑性（Ip≥17）的粘土或膨潤(rùn)土制備；在砂土和較厚夾砂層中 成孔時(shí)，泥漿密度應(yīng)控制在1.1～1.3g/cm3；在穿過(guò)砂夾卵石層或容易塌孔 的土層中成孔時(shí)，泥漿密度應(yīng)控制在1.3 ～ 1.5g/cm3。為了提高泥漿質(zhì)量也 可加入外摻料，如增重劑、增粘劑、分散劑等。

（5）成孔方法 回轉(zhuǎn)鉆成孔?；剞D(zhuǎn)鉆成孔是國(guó)內(nèi)灌注樁施工中最常用的方法之一。按 排渣方式不同分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔兩種。

（6）清孔。 當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度并經(jīng)檢查合格后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔，目的是 清除孔底沉渣以減少樁基的沉降量，提高承載能力，確保樁基質(zhì)量。對(duì) 于清孔方法有多種，如真空吸泥渣法、射水抽渣法、換漿法和掏渣法等。 判斷清孔是否合格，首先對(duì)孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸捻應(yīng)無(wú)粗粒感覺， 孔底500mm以內(nèi)的泥漿密度小于1.25g/cm3（原土造漿的孔則應(yīng)小于1.1g/ cm3）；其次在澆筑混凝土前，孔底沉渣允許厚度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，即端承樁 ≤50mm，摩擦端承樁、端承摩擦樁≤100mm，摩擦樁≤300mm。

（7）吊放鋼筋籠。 清孔后應(yīng)立即安放鋼筋籠、澆混凝土。鋼筋籠大多在工地制作，要求 主筋環(huán)向均勻布置，箍筋直徑及間距、主筋保護(hù)層、加勁箍的間距等均 應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于分段制作的鋼筋籠，其接頭采用焊接且應(yīng)符合施 工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定。鋼筋籠主筋凈距必須大于3倍的骨料粒徑，加勁箍 宜設(shè)在主筋外側(cè)，鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm（水下混凝土不得小于 50mm）。可在主筋外側(cè)安設(shè)鋼筋定位器，以確保保護(hù)層厚度。為了防止鋼 筋籠變形，可在鋼筋籠上每隔2m設(shè)置一道加強(qiáng)箍，并在鋼筋籠內(nèi)每隔3～4m裝一個(gè)可拆卸的十字形臨時(shí)加勁架，在吊放入孔后拆除。若造成塌孔或 安放鋼筋籠時(shí)間太長(zhǎng)，應(yīng)進(jìn)行二次清孔后再澆筑混凝土。

2. 成孔過(guò)程易遇到的問(wèn)題及預(yù)防措施

2.1縮徑產(chǎn)生的原因。

在鉆進(jìn)過(guò)程中，地應(yīng)力沿較軟巖層釋放，因而 造成縮徑。在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆進(jìn)壓力大，鉆速過(guò)快，使得鉆頭很快穿過(guò)淤 泥、淤泥質(zhì)土層。當(dāng)鉆速過(guò)快時(shí)，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi)，導(dǎo)致其 側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達(dá)成平衡，發(fā)生縮徑甚至卡鉆。其縮徑的防治，較為 有效地的方法有：（1）實(shí)行嚴(yán)格的管理，鉆機(jī)由有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長(zhǎng)專職操作，其它人員不得隨意操作；（2）在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時(shí)，投入粘土泥膏，使 鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力減為零；（3）鉆速減慢讓鉆機(jī)在無(wú)油壓狀態(tài)空轉(zhuǎn)。為確保鉆孔 無(wú)縮徑現(xiàn)象，在成孔完畢后應(yīng)在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中掃孔一到二次。

2.2坍孔產(chǎn)生的原因。

提升、下落鉆頭以及下放鋼筋骨架碰撞孔壁；護(hù) 筒埋設(shè)太淺；在破碎底層、松散砂層等地質(zhì)進(jìn)鉆太快或停留一處空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò) 長(zhǎng)；等等。其預(yù)防措施與處理辦法：勘察該工程地質(zhì)情況是預(yù)防坍孔的前提 條件；提升下落鉆頭和放鋼筋骨架時(shí)保持垂直上下，護(hù)筒周圍用粘土填封密 實(shí)，并使其高于孔外水位；如遇流砂、松散土等，適當(dāng)加大泥漿比重，不要 使進(jìn)尺過(guò)快或空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。輕度坍孔應(yīng)加大泥漿比重并提高孔內(nèi)水位；如 嚴(yán)重坍孔，可用粘±泥膏投入，待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進(jìn)。

2.3斜孔產(chǎn)生的原因。

斜孔極易發(fā)生在軟硬巖層交替的層位。由于鉆 進(jìn)壓力過(guò)大，鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成?？仔陛p則影響鋼筋籠的下放， 重則影響樁的承載能力，這是成樁過(guò)程中不允許出現(xiàn)的質(zhì)量事故。其防治 措施：在鉆進(jìn)過(guò)程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對(duì)于已發(fā)生傾斜的孔， 需要掃孔糾正；若糾正無(wú)效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以 上時(shí)需要重新鉆進(jìn)。

2.4沉渣與泥皮過(guò)厚。泥漿性能不符合要求，只有當(dāng)泥漿比重大于沉渣比重時(shí)，沉渣才可被返出孔口，但若泥漿比重過(guò)大，又會(huì)造成孔壁泥皮 過(guò)厚，影響樁的承載力特別是摩擦樁的承載力。因此，正確地控制泥漿性 能在鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中起著重要的作用。

3. 灌注過(guò)程中易遇到的問(wèn)題及預(yù)防措施

導(dǎo)管堵塞是灌注過(guò)程中易遇到問(wèn)題，其防治是在組裝導(dǎo)管時(shí)要嚴(yán)格檢 查，檢查導(dǎo)管內(nèi)有無(wú)局部?jī)?nèi)凸，導(dǎo)管連接處是否密封。攪拌砼時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控 制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時(shí)間，盡量避免砼在導(dǎo)內(nèi)停留時(shí)間過(guò) 長(zhǎng)。另外，灌注時(shí)也應(yīng)避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管的密封圈導(dǎo)致 導(dǎo)管漏水。施工可在允許的導(dǎo)管埋入深度范圍內(nèi)，略為提升導(dǎo)管，或采用 提升后驟然下插導(dǎo)管的動(dòng)作來(lái)抖動(dòng)導(dǎo)管的辦法。如果仍不能消除，則應(yīng)停 止灌注，用長(zhǎng)桿加以疏通。 埋管在灌注過(guò)程中也時(shí)常發(fā)生，導(dǎo)管允許埋入砼面下的最大深度與砼 拌物流動(dòng)性保持時(shí)間、砼的初凝時(shí)間、砼面在鉆孔內(nèi)的上升速度、導(dǎo)管直 徑等因素有關(guān)，當(dāng)導(dǎo)管埋入砼面下的深度過(guò)大時(shí)，上面砼已初凝，使得導(dǎo) 管內(nèi)混凝土無(wú)法順利流動(dòng)就會(huì)發(fā)生埋管。其防冶方法是時(shí)刻注意導(dǎo)管埋深 的控制。準(zhǔn)確測(cè)量砼面的深度位置和勤拆導(dǎo)管，一般砼面每上升4m ～ 5m 就可拆除相應(yīng)數(shù)量的導(dǎo)管。

4. 提高水利工程施工質(zhì)量的措施

認(rèn)真做好勘察設(shè)計(jì)、保證工程質(zhì)量，確保萬(wàn)無(wú)一失。在水利工程建設(shè) 項(xiàng)目確定以后，有關(guān)人員要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的工藝和設(shè) 備，合理地布置場(chǎng)地，組織好生產(chǎn)流程，應(yīng)有利于提高生產(chǎn)效益，降低成 本，提高質(zhì)量。規(guī)范建設(shè)單位市場(chǎng)行為，落實(shí)項(xiàng)目法人職責(zé)，做到責(zé)、權(quán) 分明。強(qiáng)化施工管理、加強(qiáng)監(jiān)督，保證施工質(zhì)量。抓好施工質(zhì)量監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)改正。

5. 結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁工程是永久性的隱蔽工程，該技術(shù)因施工過(guò)程無(wú)法觀察， 成樁后不能開挖驗(yàn)收，施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將會(huì)直接影響 整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須防止在鉆孔過(guò)程中及灌注過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]《施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊(cè)》 .

[2]胡振文；大直徑超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工綜合技術(shù)[A]；第十一屆全國(guó) 結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ卷[C]；2002年.