水利工程中灌注樁的施工工藝及質量控制

王 磊

葛洲壩集團第五工程有限公司港口航道分公司，湖北宜昌 443000

水利工程中灌注樁的施工工藝及質量控制

王 磊

葛洲壩集團第五工程有限公司港口航道分公司，湖北宜昌 443000

灌注樁是水利工程中的重要工序之一，但是在施工過程中也存在著許多不利因素，影響著灌注樁的質量。本文首先對水利工程中灌注樁的施工工藝進行了探討，并對施工質量的影響因素及其處理辦法進行了分析和說明。

水利工程；灌注樁；施工；質量控制

1 水利工程灌注樁的成孔

1.1 對成孔設備的要求

在設備鉆進時，鉆頭的擺動幅度一般都比較大，由此而造成的擴孔問題也非常嚴重，不利于施工的高質量進行，因此為了避免這一情況，施工人員應采取相應措施對鉆具的擺動進行約束，確保鉆孔的垂直度。在進行小口徑的鉆進時，鉆頭的側刃對于刻取巖石的影響較大，而如果灌注樁鉆進的地層相對較軟，那么側刃的影響力就會降低，所以筆者建議在進行灌注樁的鉆進時應該選擇合適的鉆頭，以降低鉆孔的擴孔率。

1.2 參數選擇

灌注樁鉆進時涉及到的參數主要包括鉆進泵量和鉆進轉速兩部分，下面就對其進行分別說明。

1.2.1 鉆進泵量

為了更好的排出粘土粉，灌注樁在鉆進時需要較大的泵量，計算公式為：

Q=FV60

公式中的Q表示的是沖洗液量，單位為m3/min；F表示的是環狀間隙的面積，單位是m2；V表示的是沖洗液的上返速度，單位為m/s。如果鉆進孔徑的設計值為500mm，鉆桿的直徑為89mm，環狀間隙的面積為0.2m2，那么當采用泥漿泵的最大泵量600L/min的時候，上返速度相對于小口鉆探的泥漿0.3m/s的速度來說是非常緩慢的。

1.2.2 鉆進速度

由于灌注樁大多屬于粘土層鉆進，因此受土層硬度、強度參數較小的影響，鉆具容易刻取粘土，為了減小擴孔率、保持鉆進的穩定進行，必須要對鉆速進行控制，將其限制在一個較小的范圍內。

2 灌注樁的灌注環節

2.1 樁孔的清理

首先，通過撈取砂卵石的鉆頭將樁孔內的砂卵石清理干凈，并通過泥漿循環的方法對樁孔中的粘土進行清理，降低孔內泥漿比重，確保在進行灌注時，混凝土能夠順利到達樁孔底部，將泥漿擠壓出來，一般來說，樁孔經過清理之后，其泥漿比重為1.14。

2.2 混凝土灌注

在正式進行灌注前，應先進行一次試灌。由于混凝土在灌注過程中會受到導管的摩擦阻力以及泥漿擠壓的反作用力，因此必須增加壓力，才能將孔內的泥漿擠壓出來。在混凝土灌注的過程中，需要對導管的提升速度進行控制，使混凝土能夠充分克服摩擦阻力下降，確保泥漿能夠有一個順利排出的通道，如果控制不力，就容易導致夾泥、縮徑等現象的發生。在對導管進行提升時，其內部的混凝土必須要足夠的壓力與泥漿相抗衡，避免泥漿進入導管之中。一般來說，管內要保持約3m～4m長的混凝土柱。

3 成孔過程中容易出現的問題及處理辦法

3.1 縮徑問題

在灌注樁鉆孔的鉆進過程中，地應力會沿著相對較軟的巖層釋放出來，導致縮徑。另外，如果在鉆進的過程中壓力過大，就會使鉆頭迅速穿過淤泥層，這樣一來，淤泥就會從周圍地區向鉆孔內集中，側壓力最終會與孔內的泥漿壓力平衡，嚴重時還會導致卡鉆。

就以往的經驗來說，防止縮徑問題的方法主要有3種：1）對鉆進進行嚴格的管理，鉆機的操作由經驗豐富的施工人員完成，嚴禁其它人員隨意操作；2）當鉆進位置達到淤泥層時，使用粘土泥膏，將鉆機的鉆進壓力縮減為0；3）確保鉆機處于一個低速運行的狀態，保持無油壓空轉。另外，為了保障鉆孔不出現縮孔現象，還應該在鉆孔結束后對容易出現縮孔的地層進行至少一次的掃描。

3.2 坍孔問題

坍孔問題的誘因有很多種，常見的原因有地質情況復雜、泥漿稠度過低、釋放量高于泥漿對孔壁的壓力等。在對坍孔問題進行處理時，應根據其產生原因選擇合理的處理方式，對于因地層復雜而導致的坍孔問題，應在鉆孔之前仔細閱讀工程地質勘查報告，全面、詳盡的了解有關地質問題。如果在成孔的過程中發生了坍孔現象，主要的補救措施有兩個：一是繞開該樁位；二是進行回填，待其密實之后再重新鉆進。如果坍孔問題發生在灌注過程中，那么主要的補救措施也有兩個：一是回填，并在回填孔附近加設扁擔樁或梅花樁；二是用硬片時將原孔回填，待其密實后再使用沖擊鉆重新鉆進，該方法多見于那些對工程質量要求極高的水利工程當中。為了避免因泥漿稠度過低而導致的坍孔問題，可以通過適當增加泥漿比重的方法予以避免。

3.3 斜孔問題

在軟硬巖層交替的部位，斜孔現象是非常容易出現的，其產生原因為鉆進壓力過大，鉆頭向著相對軟弱的方向傾斜。斜孔問題的存在輕者影響鋼筋籠的順利下放，嚴重時還會對樁的承載能力造成影響，極易產生安全隱患，因此是必須予以消除的質量問題。

為了避免斜孔問題的出現，在鉆進過程中工作人員應對鉆速進行控制，對于那些已經出現斜孔問題的樁孔，需及時進行糾正。如果采取的糾正措施無效，則應進行回填，待其密實后重新鉆進。

4 灌注過程中容易出現的問題及處理辦法

4.1 導管堵塞問題

為了避免導管堵塞問題的發生，在組裝之前要對導管的內部平順度和密封性進行檢查。在進行混凝土的攪拌時，應對骨料坍落度、規格、攪拌時間進行嚴格控制，避免混凝土在導管內停留時間過長。另外，在灌注的過程中也應注意防止在導管內部形成高壓氣囊，可以通過上下反復抽插的方法來進行消除，如果無法消除，則應立即停止灌注，并使用長桿進行疏通消除。

4.2 埋管問題

就以往的經驗來看，埋管問題大多發生在灌注的過程中，主要受混凝土初凝時間、流動性保持時間、導管允許埋入最大深度、導管直徑等因素的影響，如果導管埋入的深度過大，那么其上部的混凝土就會發生初凝，導管內的混凝土因此無法順利流動，埋管現象由此發生。

為了避免埋管問題，在灌注過程中應時刻注意對導管埋深進行控制，做到勤拆導管、對混凝土面的深度位置進行準確測量。一般來說，混凝土面每上升5m就應該對相應數量的導管進行拆除。

5 結論

灌注樁是水利工程中的重要工序之一，灌注樁的施工質量直接影響著整個工程的質量，因此必須要引起工作人員的足夠重視。由于灌注樁施工質量的影響因素較多，因此除了要嚴格按照施工流程進行挖孔和灌注之外，還應對容易出現的質量問題做到心中有數，采取相應的措施積極避免，為水利工程質量的保障和提升提供更多的保障。

[1]袁國林.水利工程中灌注的施工工藝與質量控制[J].陜西水利，2009(6)：90-91.

[2]朱家英.灌注樁在水利工程基礎施工中的應用初探[J].中國科技博覽，2010(35)：358-358.

[3]陳偉，安婷婷，韓素麗.水利工程中鉆孔灌注樁施工控制研究[J].科技信息，2010(13X)：288-288.

[4]黃興華，韋小明.鉆孔灌注樁在水利工程施工中的應用探討[J].科學之友：下旬，2010(9)：75-76.

[5]劉剛，黃雪，張劍俠.鉆孔灌注樁在水利施工中的應用研究[J].中國科技縱橫，2010(5)：114.

TV5

A

1674-6708（2011）39-0161-02