水利工程中的鉆孔灌注樁的施工

[摘 要] 通過(guò)分析鉆孔關(guān)注樁施工過(guò)程中頻發(fā)的事故與狀況，本文提出了一些預(yù)防措施和辦法，以求教大方之家。

[關(guān)鍵詞] 施工 灌注樁 水利工程 鉆孔

[中圖分類號(hào)] TV53 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2013）08-0227-01

現(xiàn)如今，簡(jiǎn)言之，水下混凝土的施工就是在水上拌制混凝土，然后在水下灌注的一種混凝土施工技術(shù)。它的應(yīng)用范圍隨著城市工業(yè)的發(fā)展在不斷擴(kuò)大，同時(shí)，施工方式也越來(lái)越多樣化，極具發(fā)展前景。

一、灌注樁的成孔

鉆孔時(shí)，側(cè)刃和底刃所刻取的紋理主要由小口徑鉆進(jìn)的鉆頭與灌注樁造孔鉆進(jìn)的鉆頭來(lái)共同完成。這主要是因?yàn)椋瑐?cè)刃對(duì)底層相對(duì)較軟的灌注樁鉆進(jìn)比較有用，而底刃一般對(duì)較為堅(jiān)硬的巖石比較有用。

灌注樁孔鉆進(jìn)時(shí)，會(huì)迸出許多的粘土粉，這時(shí)候就需要大泵量才能將其排出。具體的泵量算法如下：Q=FV60式中，Q——沖洗液量（m3/min）；F——環(huán)狀間隙面積（m2）；V——沖洗液上返返速度（m/s）。例如，在使用泵量為600L/min的最大泥漿泵泵量時(shí)，以灌注樁鉆進(jìn)設(shè)計(jì)89mm的鉆桿直徑、0.2m2的環(huán)狀面積、500mm的孔徑來(lái)計(jì)算，這種泵量不會(huì)使粘土粉上返的速度非常快，比起小口鉆探0.3m/s的泥漿上返速度要緩慢得多。

二、灌注混凝土的配制

目前來(lái)看，MF復(fù)合劑是在灌注樁混凝土的配制中使用最多的一種減水劑。這是由外加劑的特性以及當(dāng)下的資源配置狀況共同決定的。MF復(fù)合劑能夠強(qiáng)化混凝土的性能，同時(shí)也兼具較高抗凍和高流態(tài)的特性。

配合比宜采用高于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)R的50%的比例來(lái)作為混凝土的配置強(qiáng)度Rp，這樣一來(lái)，不僅總平均值符合了設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，而且有高達(dá)95%的強(qiáng)度保證率。強(qiáng)度離差系數(shù)Cv 取0.2，查配制強(qiáng)度與設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)之比的關(guān)系曲線可得Rp/R=1.5，即Rp=1.5R。當(dāng)R=200MPa，則Rp=1.5×200=300MPa。

此時(shí)，有以下幾種較好的材質(zhì)可供選擇：

1.提高含砂率。具體比重參數(shù)如下：細(xì)度模數(shù)2.89，吸水率2%，比重2.60，含砂率為50%。通過(guò)提高含砂率，來(lái)對(duì)混凝土的粘聚性和流動(dòng)性起到鞏固和加強(qiáng)的作用。

2.添加提高混凝土性能的處理劑。可以通過(guò)添加具有表面活性劑化學(xué)性質(zhì)的MF高效減水劑來(lái)達(dá)到改善的目的。

3.提高混凝土的水泥含量比例。通常情況下，可以按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍進(jìn)行比例配制。也就是說(shuō)，225×2=450（kg/m3）。同時(shí)，水灰比可以根據(jù)Rp=aRc（C/W-b）來(lái)測(cè)算。其中Rp代表混凝土試配制強(qiáng)度為300MPa；a和b分別指代0.5和0.58的試驗(yàn)系數(shù)；

Rc是水泥標(biāo)號(hào)，在此可以選用425水泥；C/W代表灰水比。通過(guò)計(jì)算可得出灰水比為1.99。

通過(guò)以上的實(shí)踐，可以得出要達(dá)到灌注樁的要求，就必須將坍落度控制在19.3cm至21cm 范圍內(nèi)。此次試驗(yàn)中坍落度為19.3cm。在Gv=10/3（S+K）的計(jì)算中，Gv代表混凝土用水量（kg/m3）；S指代坍落度；K為試驗(yàn)常數(shù)。當(dāng)碎石粒徑為30mm，K為50.75時(shí)，用水量為234kg/m3。

三、灌注樁的灌注

在灌注過(guò)程中，可以先采用撈沙卵石的鉆頭撈出樁孔內(nèi)的沙卵石，再通過(guò)泥漿循環(huán)來(lái)徹底清除孔內(nèi)的粘土，同時(shí)降低孔內(nèi)泥漿的分量，以此來(lái)使得混凝土能夠在灌注過(guò)程中，順利進(jìn)入孔底，成功擠壓出泥漿。泥漿所占比例為1.14。

此外，試灌是灌注之前必須進(jìn)行的程序。因?yàn)椋挥挟?dāng)灌注過(guò)程中的混凝土的壓力明顯大于孔內(nèi)泥漿的反作用壓力時(shí)，混凝土才有足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)克服摩擦阻力下降，從而成功將孔內(nèi)的泥漿擠壓出來(lái)。同時(shí)，導(dǎo)管的提升速度一定要非常緩慢，使得管內(nèi)存留的混凝土與泥漿所形成的壓力勢(shì)均力敵，以防止泥漿壓力大于混凝土壓力而流入導(dǎo)管內(nèi)。一般而言，管內(nèi)的混凝土柱在3m～4m長(zhǎng)時(shí)，最為合適。

四、成孔過(guò)程中易遇到的問(wèn)題

在成孔過(guò)程中，容易遇到兩個(gè)難題：鉆進(jìn)過(guò)程中，由于鉆速快，鉆進(jìn)壓力大，而使得淤泥、淤泥質(zhì)土層很快被鉆頭鉆穿；由于地應(yīng)力順著軟巖層釋放，從而容易發(fā)生縮徑現(xiàn)象。

一般可采用以下措施來(lái)有效預(yù)防縮徑：①當(dāng)鉆頭鉆至淤泥或淤泥質(zhì)土層時(shí)，使用粘土泥膏，來(lái)使鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力降至零；②為保證無(wú)縮徑現(xiàn)象發(fā)生，必須降低鉆速使得鉆機(jī)在無(wú)油壓情況下空轉(zhuǎn)，同時(shí)在容易出現(xiàn)縮徑的底層多掃孔幾次。③配備有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行鉆機(jī)操作，以確保管理模式的有效嚴(yán)格進(jìn)行。

除此之外，還要有效預(yù)防出現(xiàn)坍孔問(wèn)題。坍孔一般多由地的復(fù)雜得來(lái)。因此，在進(jìn)行鉆孔時(shí)，必須對(duì)工程地址勘察報(bào)告進(jìn)行仔細(xì)審閱，對(duì)當(dāng)?shù)氐貙忧闆r做到了如指掌。為了防止坍孔問(wèn)題的出現(xiàn)，只需要將泥漿稠度控制在適度比例就能避免。一般情況下，泥漿稠度的適度指標(biāo)為：含沙量≤4%，比重1.1左右，粘度18s～22s，，膠體率≥90。

斜孔經(jīng)常出現(xiàn)在軟硬巖層的交替部位。此時(shí)，倘若在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭在軟質(zhì)層傾斜，就會(huì)出現(xiàn)斜孔的狀況。斜孔對(duì)成樁質(zhì)量的影響不容小覷。輕則影響鋼筋籠的下方，重則影響承載力，從而極易發(fā)生事故。

因此，為了有效避免孔斜，在鉆進(jìn)過(guò)程中，就必須保持平均用力，使得鉆速持續(xù)平均進(jìn)行，或者通過(guò)加重塊來(lái)避免。對(duì)于已經(jīng)傾斜的孔，可以通過(guò)填塊石和粘土的形式來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)，假若斜孔大于0.5m，那么就必須全部填滿，重新鉆進(jìn)。

五、灌注過(guò)程中易遇到的問(wèn)題

在組裝導(dǎo)管時(shí)，要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，檢查導(dǎo)管連接處的密閉性、導(dǎo)管關(guān)閉的平滑性等等。同時(shí)，在攪拌砼時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時(shí)間，防止砼在導(dǎo)內(nèi)滯留太久，從而有效解決導(dǎo)管阻塞的問(wèn)題。此外，還要控制好導(dǎo)管埋深。對(duì)砼面的深度要進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，同時(shí)要經(jīng)常拆除導(dǎo)管，一般情況下，當(dāng)砼面每上升4m～5m，就需要根據(jù)情況拆除一些導(dǎo)管。

六、提高水利工程施工質(zhì)量的措施

1、認(rèn)真落實(shí)監(jiān)管工作，規(guī)劃好勘察設(shè)計(jì)情況、確保工程質(zhì)量。2 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。3 強(qiáng)化施工管理、加強(qiáng)監(jiān)督，保證施工質(zhì)量。4 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。

目前，鉆孔灌注樁在我國(guó)各類房屋及其他建筑中應(yīng)用廣泛，這主要是由它適應(yīng)性強(qiáng)、工序簡(jiǎn)單、方便操作，以及設(shè)備資金投入少，人員耗費(fèi)少等優(yōu)勢(shì)所決定的。本文意識(shí)到鉆孔灌注樁質(zhì)量對(duì)工程建設(shè)的重要性，并基于此總結(jié)歸納了鉆孔灌注樁施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及弊端，并提供了一些可供操作的具體實(shí)施方法，以期給類似工程操作者提供些許幫助。

作者簡(jiǎn)介：田勇鵬，職位：隊(duì)長(zhǎng)，性別：男，通訊地址：乾縣職教中心。