鉆孔灌注樁施工技術在水利施工中的應用探究

■趙新勝 ■江西 南昌 330000

鉆孔灌注樁技術是水利工程施工中的關鍵環節。由于鉆孔灌注樁施工工序較為復雜，對于技術層面的要求也就越高，因此要加強和重視鉆孔灌注樁施工每一工序的質量控制，以免造成難以挽回的質量問題，給水利工程造成極大的經濟損失。對于水利施工中可能發生的事故，要進行科學化預防與合理化解決，促進水利工程安全、穩定、有序的開展。

1 鉆孔灌注樁的施工工藝流程

作為水利基礎施工的重要技術，鉆孔灌注樁技術得以廣泛應用。其工作原理是備好足量澆灌的首批混凝土，將孔底的水與泥漿迅速排開后，把導管出料口埋置在一定深度的混凝土中，使后續澆灌的混凝土能與孔內水和泥漿隔離開，然后將高流態混凝土不斷從進料口經導管灌進樁孔，從而形成灌注樁。在輸入混凝土時，伴隨孔內混凝土的逐漸增多導管也要不斷提高，但要始終確保出料口埋置在特定的混凝土深度中。后續進入的混凝土借助出料口與入料口之間密封導管中的高差形成壓力，使后續混凝土持續不斷灌入澆筑好的混凝土中，直至沖至樁口。鉆孔灌注樁施工技術運用原理圖如圖1所示:

圖1 鉆孔灌注樁施工技術的原理圖

鉆孔灌注樁在施工過程中，形成一套成熟、系統的施工工藝流程，在水利施工過程中，工作人員應當嚴格按照其施工流程進行操作，施工的任一環節都不容馬虎，以確保鉆孔灌注樁技術的施工質量。鉆孔灌注樁施工流程圖如圖2所示:

圖2 鉆孔灌注樁施工的流程圖

2 鉆孔灌注樁施工流程及質量控制

2．1 施工準備工作

在水利工程施工前，施工技術人員要仔細了解施工圖紙及相關施工規范，如遇到不明確的地方要及時與設計人員進行溝通，做出合理可行的施工方案。施工前地質勘察人員要對施工現場進行實地勘查，掌握施工地周邊的水文地質環境，依據實際地質環境選擇相應的施工機械設備。檢查和審核測量基準線、水準基點及樁位等設定的合理與否;對于可能出現的障礙或事故，制定應急處理方案，以確保整體施工質量。

2．2 鉆機就位

平穩搭建鉆機索道枕木，對于鉆頭及鉆桿誤差要進行嚴格控制，如鉆頭誤差要在20mm以內，鉆桿垂直度誤差控制在5‰以內，經審查合格后，方在支架上緊固鉆機，等待開鉆。為了對鉆孔深度進行實時觀測與記錄，可在機架與機管上做好標尺。

2．3 護筒埋設

鉆孔灌注樁施工一般采用鋼板護筒，鋼板厚度為5～8mm，護筒直徑不小于設計樁的12～22cm。設立護筒時，其中心與樁位中心偏差要控制在50mm以內，根據實地土質情況確定護筒埋設深度，如砂土大于1．5m，粘土大于1m。為確保護筒埋設更緊固密實，在護筒及孔壁間要用粘土填充壓實。

2．4 鉆孔

為穩固護筒架，在鉆機開鉆前，在護筒中加入少許粘土，對于松軟土層要在護筒與孔壁間采取壓實加固處理，如往孔壁里加入一些片石，并注入清水與泥漿，利用鉆頭的沖擊力將石塊與泥膏壓入孔壁，增強土層的密實性。固定好樁架后，對底梁高和樁總長度進行檢查，以便鉆孔時依據鉆桿剩余長度來檢驗和掌握鉆孔深度。要根據鉆的長度及地質土的實際情況，合理調整鉆的速度，以免引發塌孔或樁孔傾斜等問題的出現。

2．5 清孔

清孔的目的是使孔底沉渣、泥漿密度、泥漿含渣量等指標符合施工規范要求。清孔一般在終孔檢查完成后進行，主要采用注漿漂浮法進行清孔，其工作原理是當鉆孔達到設計高程時，對孔深、孔徑及孔斜度等進行檢查，若檢查達標，則往孔底注入泥漿，在泥漿上浮時就會將孔底的鉆渣帶出。若一次清孔完成后發現孔底仍殘留沉渣，則就需要進行二次清孔，直至所有指標都達標后，方停止清孔。二次清孔的具體流程如圖3所示:

圖3 二次清孔的流程圖

2．6 護壁泥漿

孔內注入泥漿是為了達到撐持孔壁、固定底層、清理鉆渣的目的。其中，泥漿比例控制在1．3～1．4之間，粘度在22～25S，膠體率要大于96%，內泥漿面與孔口距離控制在50cm以內，孔內泥漿高于地下1m。當泥漿滲透至孔壁四周層面，能有效防止滲漏。

2．7 混凝土澆筑

混凝土澆筑是水利工程主體結構施工的重要環節，對于其施工質量有著嚴格的要求。在混凝土澆筑前，要對混凝土材料、混凝土硬度、灌注樁樁底沉渣度及泥漿標準等是否符合施工質量標準。

混凝土澆筑主要采用導管灌注法，導管使用前要進行密封、承壓、接頭抗拉等試驗，試驗合格方可使用;導管底口埋置混凝土深度要保證在2～6m。導管內外混凝土面高要經常進行測量，整理導管出料口及混凝土面區域，及時拆除多余導管，以免出現導管脫落或埋深過深引發事故。隨著混凝土灌注高度的不斷提升，導管內外壓力也會不斷增加，為使混凝土灌注高程符合設計施工規范，要保持連續提振導管，一次提振要在0．5m左右，使混凝土保持連續灌入。

2．8 鋼筋籠的制作與安裝

鋼筋籠的制作要嚴格依照施工圖紙及規范要求，進行調直、焊接、去銹等操作。鋼筋籠最好采用完整的鋼筋制作，如需拼接則可采用搭接或焊接處理，其中搭接時底端不設彎鉤。在上、中、下端每隔4m的橫截面上放置鋼筋保護層及水泥漿塊，以確保混凝土層厚度符合要求。

在吊裝鋼筋籠之前，采用探孔器對鉆孔進行檢查，查看鉆孔是否有塌陷、孔壁是否存在障礙物等。鋼筋籠安裝時，使用兩點起吊，要對準孔的位置豎直慢放，若碰到障礙物，則正反旋轉放下，這一過程要保證慢起慢落。

3 鉆孔灌注樁施工中的常見問題及處理措施

3．1 孔壁坍塌

在鉆孔灌注樁施工時，引發孔壁坍塌的原因是多方面的，主要影響因素有:①掏渣筒傾斜與鉆頭沖擊力的作用，碰撞孔壁所致;②孔內泥漿面低于孔外水位，泥漿密度低護壁作用不大;③受到流砂及軟淤泥土質影響;④當地層發生改變時，無法及時調整泥漿密度;⑤由于清孔不及時，使得孔內出現漏漿補漿現象，泥漿面過低使得孔內壓力不足。針對上述問題，可采取有效措施加以處理，具體如下:①利用砂與黏土混合物，對坍塌區域進行填充修復，根據現場土質情況調整泥漿密度，待填充密實后再進行沖孔。②要保持泥漿面高度高出地下1m以上，對于用黏土修補后的塌孔，待黏土混合物凝固后，在用鉆機低速鉆進。③當地層改變時要及時調整泥漿密度，清孔要準時，出現漏漿時要及時補充泥漿。④鉆孔形成后準時灌注混凝土。⑤鋼筋籠下放時要保持豎直慢放，不要撞擊到孔壁。

3．2 沖擊鉆頭被卡

沖擊鉆頭被卡的主要原因有:①鉆孔不圓，在孔的狹窄位置鉆頭被卡住;②當鉆頭在孔壁間鉆孔時，遭到上頭大的探頭石的阻礙;③鉆頭沒能及時修補，孔徑不斷變小，鉆頭入孔被擊;④護筒下面出現變形，鉆頭卡在護筒下出不來。針對上述情況，可采取以下措施進行處理:①若鉆孔不圓時，鉆頭活動區間多，可以調整鉆頭活動方位，與卡點分開，朝住孔底部較大的地方拿起，使鉆頭能連續向下活動。②讓鉆頭上下轉達，準時對鉆頭進行修補。③對鉆頭直徑進行準確測量，對于孔徑小的地方，通過反復沖擊使孔徑擴大。④護筒變形時，在筒底的四周用直徑12mm的圓鋼接一個圈包箍，讓護筒復位。

3．3 鉆孔偏斜

鉆孔偏斜是鉆孔灌注樁施工中的常見問題，造成其出現的原因主要有:①受到石頭與漂石的沖擊，鉆頭受力不均;②鉆機底座沒有水平放置產生沉陷;③施工土層軟硬不均;④孔徑大，鉆頭小，鉆孔時受沖擊容易偏斜。為了有效減少和控制鉆孔偏斜現象的出現，當出現探頭石時，用高沖擊擊碎探頭石，并及時將碎石進行清理。進入基巖后使用高沖程，若出現孔斜時重新鉆孔，遇到不均勻軟硬地層時，使用低錘保持孔底的平整。

4 結束語

鉆孔灌注樁施工技術在水利工程中具有廣闊的應用前景，在施工過程中，施工人員要從整體著眼，小處著手，加強對鉆孔灌注樁施工的每一工序環節的質量控制，從而保障整體工程施工的質量與安全。

［1］邵華，孫麗華．淺談水利施工中鉆孔灌注樁技術的應用［J］．經營管理者，2011(14):56 ～57．

［2］魏敏．淺談鉆孔灌注樁在水利施工中的應用及質量控制［J］．商品與質量:建筑與發展，2011(5)．