分析鉆孔灌注樁技術在水利工程上的應用

戴凌元

（黑龍江農勘測設計研究院，黑龍江 哈爾濱 150090）

水利工程是一項關著國計民生的重要工程，其質量的好壞，直接與國家和人民的利益息息相關，因此為了保證水利工程的質量，對水利工程施工工藝的選擇成為了當前的重要課題之一，隨著建筑行業技術水平的不斷提高，鉆孔灌注樁施工工藝在地基施工中得到廣泛應用，并隨之廣泛的應用于水利工程當中，并取得了很好的施工效果。

1 灌注樁的成孔

1.1 在鉆孔灌注樁的施工工藝中，鉆孔的質量直接影響著后期的灌注的質量，因此控制好鉆孔工藝實施的質量，對鉆孔產生影響的因素主要是鉆孔設備及鉆孔操作人員。鉆孔設備的精良直接影響著鉆孔技術的發揮，同時鉆孔操作人員在操作過程中的正確與否，直接影響著鉆孔的大小。對鉆頭口徑的選擇，會影響鉆進過程中對鉆的穩定性控制，從而導致鉆出的孔有所變化，因此在施工過程中，操作人員要嚴格按操作標準來進行施工，選擇正確口徑的鉆頭，這樣才能避免鉆進過程中搖擺情況的發生，保證鉆孔孔徑的標準。同時在鉆頭的選擇上，在符合標準的條件下盡量選擇小口徑的鉆頭，這樣可以充分減少鉆孔的擴張率，從而為灌注過程做好鋪墊。

1.2 鉆進參數的選擇

1.2.1 鉆進泵量。

灌注樁孔鉆進時需要較大的泵量以排出粘土粉，其泵量計算公式為：Q=FV60式中，Q-沖洗液量（m3/min）;F-環狀間隙面積（m2）；V-沖洗液上返返速度（m/s）。以灌注樁鉆進設計孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環狀面積以0.2m2計算，在采用泥漿泵的最大泵量600L/min時，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的，遠小于小口鉆探的泥漿的上返速度0.3m/s。

1.2.2 鉆進轉速

灌注樁孔鉆進過程中下面的土層多數較軟，基本上是在粘土層上進行鉆進，這時土質的強度和硬度都較低，鉆具取土較容易，但為了保證鉆進過程中的穩定性和減少孔徑的擴大，因此在鉆進時轉速上要盡量采用較小的轉速來進行。

2 灌注樁的灌注

2.1 灌注樁孔的清孔

鉆孔完成后，需要進行混凝土的灌注，這時需要保證樁孔內有大量的泥少和卵石，需要清理干凈，這樣在灌注時就能保證混凝土灌滿整個樁孔內，提高了灌注樁的質量。卵石在樁孔內就屬于較大的物體了，如果不清理干凈，會影響灌注時混凝土的灌進量，因此需要用機械設備把樁孔內的卵石清理干凈。同時鉆孔時多數在粘土層進行，樁孔里也會有粘土的存在，也需要進行清理干凈，在清理過程會產生泥漿，對泥漿的清理不可能達到完全的清理干凈，正常灌注過程中對樁孔內的泥漿的含量是有一定標準的，只要在正常標準之內都不會對灌注的質量產生影響，因為混凝土在灌注過程中會產生一定的壓力，泥漿會在壓力下自動向外排出，一旦泥漿含量過多，在壓力下也沒辦法把泥漿全部排出，會對灌注樁的質量產生很大的影響。

2.2 混凝土的灌注

混凝土灌注過程作為鉆孔灌注樁施工中最重的一個階段，這階段對技術和相應的施工方式都有較高的要求，只有按操作規程和技術標準來進行灌注才能保證灌注的質量。隨著前期鉆孔和清理工作的完成，需要下管進行混凝土的灌注，在這之前還需要有一個試驗階段，因為清過程中無法徹底的把泥漿完全的清理干凈，只有在灌注過程中保證混凝土的壓力和泥漿的壓力相當才能徹底擠出鉆孔內的泥漿，因此需要對灌注混凝土的壓力和殘余的泥漿壓力進行測定。同時，導管進入的速度也會對混凝土的灌注和泥漿的排除產生影響，因此要下管過程中要慢速進行，控制下導管的下降速度。

3 成孔過程中易遇到的問題

3.1 縮徑

3.1.1 縮徑產生的原因

在鉆進過程中，地應力沿較軟巖層釋放，因而造成縮徑。在鉆進過程中，鉆進壓力大，鉆速過快，使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質土層。當鉆速過快時，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內，導致其側壓力與孔內泥漿力達成平衡，發生縮徑甚至卡鉆。

3.1.2 縮徑的防治

較為有效地防治縮徑的方法有：實行嚴格的管理，鉆機由有經驗的機長專職操作，其它人員不得隨意操作；在鉆到淤泥或淤泥質土層時，投入粘土泥膏，使鉆機鉆進壓力減為零；鉆速減慢讓鉆機在無油壓狀態空轉。為確保鉆孔無縮徑現象，在成孔完畢后應在易出現縮徑現象的地層中掃孔一到二次。

3.2 坍孔

3.2.1 坍孔產生的原因分析

坍孔產生的原因是多方面的，主要包括：遭遇預先未料到的復雜地質情況，以及施工中泥漿稠度過低，釋放量遠大于泥漿對孔壁的壓力等。

3.2.2 處理辦法

為了防治復雜地層情況帶來的坍孔問題，首先應認真審閱該工程地質勘察報告，對地層情況做到心中有數。若報告中未提及此類異常情況而導致施工過程中坍孔的話，則應分別對待。

（1）在成孔過程中坍孔，其補救措施有二個：一是避開該樁位；二是回填原樁位，待密實后再鉆進。

（2）在灌注過程中坍孔，其補救措施為：一是回填原樁孔，并在原樁附近補加梅花樁或扁擔樁，合格即可。二是若工程質量要求高，不允許采用上述常規方法時，可用硬片石等將原孔全部回填，待其密實后，用沖擊鉆再重新鉆進即可。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題，只須加大泥漿比重到適當程度即可。一般泥漿性能指標取為:粘度為18～22s，含沙量≤4%，膠體率≥90，比重為 1.1左右。

3.3 斜孔

3.3.1 斜孔產生的原因

斜孔極易發生在軟硬巖層交替的層位。由于鉆進壓力過大，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，這是成樁過程中不允許出現的質量事故。

3.3.2 防治措施

為了防止孔斜，在鉆進過程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對于已發生傾斜的孔，需要掃孔糾正;若糾正無效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時需要重新鉆進。

結語

隨著水利工程項目的不斷增加，施工量越來越大，鉆孔灌注樁技術由于在成本上較低，操作上也較為簡單，因此在水利工程中得以應用，但由于鉆孔灌注樁施工工藝在環境上有一定的限制，所以在施工中要控制好質量，確保施工的任何一個環節都在質量控制之下，這樣整個工程的質量才能得以保證。

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[2]莫毅舟.淺談鉆孔灌注樁施工的質量控制[J].山西建筑，2010（6）.

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