水利施工鉆孔灌注樁施工技術解析

張慶太

摘要：本文簡要介紹鉆孔灌注樁這一技術工藝，并就鉆孔灌注樁在水利施工的各個環節的應用以及施工過程中容易出現的質量問題和控制措施等進行詳細分析。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；施工應用；配置；控制措施

一、鉆孔灌注樁施工工序

橋梁上部結構的承載力和穩定性由鉆孔灌注樁的施工質量決定，繼而決定橋梁工程完成后的使用性能和質量。所以要保證橋梁施工過程不出現意外問題，保證橋梁施工質量和使用性能就必須熟悉鉆孔灌注樁施工工序并對鉆孔灌注樁的施工質量加以控制。

材料的質量決定了鉆孔灌注樁施工過程中的質量，因此在施工之前要科學合理的對工程的材料進行選用和檢驗。必須嚴格按照國家的相關規定執行，同時在檢測合格后施工單位要按規范要求的頻率進行取樣試驗，合格后再報監理工程師進行復核試驗。

二、灌注混凝土的配制及灌注

（一）混凝土減水劑的應用

MF復合劑能使混凝土在滿足性能的基礎上具有抗凍的特點，是目前在灌注樁混凝土配置中常使用的復合劑。

（二）灌注樁混凝土的配制

灌注樁混凝土的配制必須具有較高的流動性，同時泥漿的侵蝕會影響混凝土的性能。因此，在配制時建議采取以下技術措施：

1.加大設計配合比

在灌注樁施工過程中混凝土的配合比是影響工程質量和工程周期的首要因素。在工程開工前，承包商應完成混凝土目標配合比的設計工作。混凝土配制強度Rp采用大于設計標號R的50%的配合比。不僅總平均值要滿足設計標號，還應滿足95%的強度保證率。強度離差系數Cv取0.2，查配制強度與設計標號之比的關系曲線可得Rp/R=1.5，即Rp=1.5R。當R=200MPa，則Rp=1.5×200=300MPa。目標配合比的設計試驗是控制和指導施工的科學依據，是一項很重要的標準試驗。承包商在配比過程中首先應該進行實驗室試配工作，之后現場監理選定經濟合理的目標配合比全過程旁站監督。在確定目標配合比之后承包商要向監理工程師進行報批，然后再由監理中心試驗室按材料及參數進行復核試驗確保配合比能在工程中使用。

2.泥漿的配制與拌制

鉆孔泥漿的主要成分是水、纖維素、膨潤土、燒堿等。在鉆孔的過程中，水的相對密度小于泥漿的相對密度而泥漿的靜水壓高于水的靜水壓，所以泥漿就會對鉆孔壁形成一層泥皮，造成鉆孔內外滲流受到阻隔，這樣鉆孔壁就會因為受阻而受到保護進而免于坍塌。水、纖維素、膨潤土、燒堿通常的治療量比為100：0.007：7：0.0030纖維素在地基的表面形成一層薄膜使得失水率得到降低，密度低、粘度好、含沙量小、泥皮薄的膨潤土穩定性較好，起到了很好的固壁作用，同時使得鉆進率得到了提高。燒堿使得水化膜的厚度增大，在使泥漿的膠體率和穩定性得到提高的同時又使失水率相應的降低了。

對于軟土地層來說，護壁泥漿的主要原料膨潤土可以使得泥漿粘結力增強，彌補了其原土造漿能力不夠的缺點，同時添加純堿和CMC等外摻劑，再加水拌制就能降低孔內漏水率，確保了孔內的水壓。在泥漿密度的作用下產生液柱壓力對地下水壓起到平衡作用，并在孔壁內產生了一定的側面壓力進而形成了一種液壓支撐。在其作用下，孔壁內滲入了膠質顆粒分子防止了塌孔現象的發生，起到了很好的護壁作用。

（三）在灌注過程中，要對所灌注的混凝土面高度、水面以及泥漿面以下的孔深進行探測

在灌注過程中，泥漿擠壓反作用于混凝土，這就使導管與混凝土之間產生了摩擦阻力，要將孔內的泥漿擠壓出孔口就必須使混凝土的反作用壓力大大的超過泥漿的反作用力才行。導管的提升速度慢才能使混凝土有充分的時間來克服摩擦力阻力下降。同時要留有足夠的排除通道，不然會出現縮徑、夾泥等現象。導管內的混凝土柱一般保持在3～4m長之間，這是為了在提升導管時使混凝土有絕對的壓力與泥漿的壓力抗衡防止泥漿進入導管。

三、開鉆成孔及遇到的問題

（一）開鉆成孔

為保證孔位的準確性，鉆機需在平穩的地方搭建底架鉆頭，保持鉆桿中心與護筒頂面中心對準，偏差要控制在50mm以內。在架設鉆機時必須安裝支架柱，使鉆機保持一個整體機構，確保孔位準確成孔垂直。進行鉆孔時，鉆桿要與地面垂直。在鉆孔過程中，速度要盡可能的保持勻速，防止失穩和滲漏。在一些特殊地表處要注意控制鉆速和鉆壓，如在易縮徑土層處，要進行必要的復鉆。在硬塑的粘土層處，要采用中高檔鉆速進行鉆孔。在淤泥和粉砂層處，采用低檔鉆速進行鉆孔。在地層易變化處，要對鉆速和鉆壓加以控制，以免傾斜。

（二）成孔過程中遇到的問題

1.縮徑

鉆進壓力大鉆速快導致鉆頭很容易穿過淤泥和淤泥質土層。而在鉆速過快時，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內，致使側壓力與孔內泥漿力達成平衡，又因地應力沿較軟巖層釋放，從而導致了縮徑。在鉆到淤泥或淤泥質土層時投入粘土泥膏使鉆機壓力變成零或者鉆速減慢讓鉆機在無油壓狀態下空轉才能保證無縮徑現象的發生。

2.坍孔

在施工時，沒有料到的復雜地質情況等會導致坍孔。為了避免坍孔情況的出現應認真觀察地形，審閱地質勘探報告。如果在成孔過程中出現坍孔的情況，應立即避開該樁位或者回填原樁位。如果在灌注過程中坍孔，應立即回填原樁孔或用硬片石等將原孔全部回填，等到密實后用沖擊鉆重新鉆進。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.斜孔

在軟硬巖層交替的層位很容易發生斜孔。在鉆進過程中保持勻速可以避免發生斜孔。對于己發生傾斜的孔，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。

4.沉渣與泥皮過厚

影響樁承載能力的重要因素是樁底沉渣，這就要求水下灌注樁底沉渣厚度不得超過30cm。但在施工過程中，往往有不少樁的樁底沉渣仍達不到此要求，因為泥漿性能不符合要求。當泥漿的比重大于沉渣比重時才可被返出孔口，但是如果泥漿的比重太大，就會造成孔壁泥皮過厚從而影響樁的承載能力。所以只有正確的控制泥漿性能，才能讓其在鉆孔灌注樁的施工過程中發揮重要作用。

四、結語

鉆孔灌注樁是一種重要的基礎形式，是當前水利施工過程中對地基處理的最重要的方式。它施工簡單容易操作，設備投入不多而且對于各種地質條件的適應性強，所以在當前的各類房屋建筑中得到了廣泛的應用。但是在施工的過程中無法觀察，是一項隱蔽的工程，在施工中的任何一個環節出現問題都會影響到整個工程的質量和進度，因此在施工過程中還應加強工程監管，保證混凝土的施工質量，增強水利工程的施工質量。

參考文獻：

[1]楊升.水利施工鉆孔灌注樁施工技術解析[J].甘肅農業，2016（9）.