水利施工鉆孔灌注樁技術應用探究

吳廣清

（阜陽市水利工程公司，安徽 阜陽236000）

1 引言

水利工程建設期間，鉆孔灌注樁需要在水下環(huán)境開展施工，其工作環(huán)境較為特殊，存在大量不可控因素，對于相應的施工技術水平提出了更高的要求。所以，需要對鉆孔灌注樁施工技術的應用進行深入探究，掌握現場施工過程中所涉及的各個細節(jié)，確保水利工程建設質量。

2 鉆孔灌注樁施工技術應用研究

2.1 鉆孔灌注施工原理

鉆孔灌注樁施工技術自建筑工程引入到水利工程當中，有效改善了水利工程基礎建設局面。但是，從當前應用成效來看，鉆孔灌注樁施工技術的應用水平仍舊有待提升，對于鉆孔灌注樁施工的相關原理，簡單闡述如下：首先，做好材料準備工作，并清理孔洞，在混凝土中埋設出料導管，混凝土通過進料口連續(xù)注入樁孔；然后，逐漸提升導管在樁孔內注入一定量的材料，達到相應深度后，進料口與出料口都將出現較大壓力，繼續(xù)灌注混凝土，再次灌注的混凝土擠入已澆混凝土中，逐步提升鉆孔灌注樁的堅固性、密實性，最終在最初灌注的混凝土上部會形成灌注樁的隔離頂層，直至后續(xù)灌注混凝土至灌注樁樁口即完成鉆孔灌注樁施工[1]。

2.2 鉆孔灌注施工特點

鉆孔灌注樁施工技術根據護壁差別可以分為泥漿護壁施工、混凝土套管施工2 種方式。鉆孔灌注樁施工技術具有以下幾個特點：

1）容易控制樁基直徑。鉆孔灌注樁施工技術應用過程中，樁徑由樁孔孔徑決定，要想擴大樁徑只需增加鉆孔直徑即可達到目標，相較于預制樁施工，樁徑更易控制，且孔徑可以向更大的方向發(fā)展，鉆孔灌注樁施工技術的靈活性較高。

2）施工噪聲較小。鉆孔灌注樁主要施工工序多在地下，通過向孔洞中灌注混凝土成樁，相較于其他樁基施工方式，施工噪聲相對較小。

3）技術適應性強。從技術理論上來說，不管是陸地還是水域當中，只要可以開展鉆孔和混凝土灌注的區(qū)域，都能采用鉆孔灌注樁施工技術進行施工。

4）質量標注較高。鉆孔灌注樁施工主要依靠灌注樁自身質量來保證樁基承載能力，在水利工程建設過程中，因混凝土的灌注施工多是在泥水環(huán)境中進行，所以，對于混凝土的質量控制較為嚴格[2]。

3 水利施工鉆孔灌注樁技術的應用分析

3.1 設備的選擇

鉆孔灌注樁施工需要根據成孔設備、鉆具的實際要求進行設備選擇，灌注樁成孔較為常用的施工設備是轉盤鉆機。現場施工鉆進過程中，若鉆頭擺動幅度較大容易造成擴孔，影響后續(xù)鉆孔灌注樁施工，為避免此類問題的出現，現場施工人員在施工過程中，必須采取有效措施約束鉆具擺動情況，確保鉆孔垂直度。根據灌注樁鉆進鉆頭和小口徑鉆進鉆頭在底刃以及側刃刻取地層的機理，即小口徑鉆進時要充分重視鉆頭側刃在刻取巖石時所發(fā)揮的作用，并且由于灌注樁自身鉆進的地層較軟，相互對比來說，側刃所能發(fā)揮的作用就會減弱，在對灌注樁進行鉆孔時一定要結合現場實際情況，選擇合適的鉆頭減小鉆孔的擴孔率。

3.2 鉆進參數的選擇

鉆孔灌注樁施工鉆進過程需要較大的泵量將黏土粉排出孔外，一般情況下，鉆進泵量的選取可以根據沖洗液量、環(huán)狀間隙面積、沖洗液上返速度等參數進行核算。根據相應的核算結果，結合水利工程現場水文地質狀況，合理選擇鉆進泵量，確保黏土粉上返速度，避免影響現場實際施工。選擇好鉆進泵量之后，還要合理控制鉆進轉速，因灌注樁孔鉆進多數情況下會在黏土層上鉆進，而黏土層自身的硬度、強度等力學參數較小，鉆具容易刻取黏土，為確保鉆進穩(wěn)定性，現場鉆孔灌注樁施工過程中需要注意控制鉆進擴孔率，即通過選擇較低的轉速開展鉆進施工來保證鉆孔成效。

3.3 鉆機的定位及安裝

鉆孔灌注樁施工正式鉆孔前要定位鉆機并按照標準進行安裝，采取有效措施確保鉆機或鉆孔不發(fā)生樁心偏移、傾斜等問題。若使用有鉆塔的鉆孔機，可以利用鉆孔機自身動力與附近地籠進行有效配合，進行鉆桿的初步定位，然后使用千斤頂進行系統微調，進行精準定位，利用鉆頭、起重滑輪、鉆桿固定的卡孔與護筒中心保持在同一垂線上，確保鉆機具有良好的垂直度，樁位對準后，使用枕木將鉆機橫梁墊平，在塔頂對稱鉆機軸線的位置設置相應的纜風繩[3]。

3.4 埋設樁基護筒

受外部因素及周圍水文、地質等因素影響，采用單純的鉆孔灌注樁施工很容易出現孔壁坍塌問題，在此情況下，可以使用護筒進行處理。通過埋設護筒來抵御孔外靜水壓力，避免出現孔壁坍塌的情況。而且，護筒的使用能夠將地表水進行有效隔離，對孔口地面進行有效保護，確保柱孔位置、鉆頭導向等處于可控狀況。護筒埋設時要確保護筒底部、附近土層已經進行夯實處理，避免護筒出現水淹、浮沉等問題，為后續(xù)鉆孔工作的順利開展提供良好條件。

3.5 鉆孔泥漿的制作

鉆孔灌注樁施工過程中所使用的鉆孔泥漿主要由膨潤土、水、添加劑共同組成，能夠起到冷卻、潤滑、隔斷孔內外滲流、提高靜水壓力的作用。在進行泥漿制備期間，要結合水利工程水文、地質情況來控制泥漿稠密度。因為泥漿過稀會影響排渣、削弱護壁效果，過稠會減緩鉆進速度，影響現場工作效率。因此，在鉆孔過程中要隨時檢 査孔徑、孔深、垂直度等參數，同時，注意泥漿的添加及排渣情況，確保現場鉆孔工作順利開展。

3.6 下放鋼筋籠

為避免孔洞坍塌，要及時將鉆孔內泥漿清理出來。在選擇清孔方法時需要根據現場鉆機進行控制。水利工程中多使用正循環(huán)旋轉鉆機進行清孔，若地質穩(wěn)定性較強，可以使用吸泥機進行清孔。清孔完成后，即可將鋼筋籠下放，制作的鋼筋籠要滿足水利工程建設要求，誤差控制在合理范圍內。鋼筋籠下放吊裝期間要確保中心線與孔徑中心線重合，并保持勻速、緩慢下放，避免對成孔造成損害，下放好的鋼筋籠要及時進行固定，避免出現鋼筋籠上浮，影響后續(xù)混凝土灌注質量[4]。

3.7 灌注混凝土

鋼筋籠下放之前或同步過程中要將導管安裝好，以便后續(xù)開展混凝土灌注施工。由于混凝土灌注過程中會出現大量的水，需要嚴格控制混凝土的配置，合理控制混凝土配比，確保混凝土強度滿足水利工程建設需求。在進行混凝土灌注時必須保證灌注的連續(xù)性，隨著灌注進度的不斷推進，在保證導管埋入深度的情況下逐步提升至灌注設計標高，此時可以繼續(xù)進行灌注，確保鉆孔灌注樁樁頂標高超出設計標高一定距離，為后續(xù)施工提供便利。

4 結語

鉆孔灌注樁施工技術具有良好的適應性，且施工噪聲較小，在水利工程施工期間應用較多。由于水利工程建設的特殊性，需要結合水利工程的實際特點，關注其應用過程中存在的問題，只有充分掌握相關技術，嚴格依照施工工藝流程進行操作，才能保證鉆孔灌注樁技術發(fā)揮出最大價值，為我國水利工程建設質量提升奠定堅實基礎。