實例探析鉆孔灌注樁施工技術應用及質量控制

□劉 寧

（河南省濮陽市引黃工程管理處）

0 引言

隨著水利工程建設規模的日益擴大和施工難度的加大，施工管理環節的施工技術運用和質量控制也成為施工建設環節的關鍵技術之一。鉆孔灌注樁施工作為水利工程的有機組成部分，對消除水害和開發利用水資源具有雙向調節作用。基于此，就水利工程中鉆孔灌注樁施工技術層面的質量控制和運用，對施工順利進行具有重要的研究價值。

1 工程概況

土石壩是由當地土料、石料或土石混合料填筑而成的壩，又稱當地材料壩。土石壩作為水庫攔河壩、江河湖海防護堤的使用歷史較為悠久，并廣泛適用于水利工程施工建設中。在中國建設的8 600萬座大壩中，90.00%以上是土石壩。

據資料統計，土石壩漫頂和壩體失穩是土石壩失事的兩個主要原因。在大壩失事事故中，土石壩所占比例高達70.50%，而潰壩事故中，土石壩最多。例如：1979年水利部統計的資料顯示1959年以來至1979年20年中，土石壩潰壩2 925座，堆石壩潰壩17座，而混凝土壩僅有1座潰壩。

2 施工技術要求

基于上述事故發生原因的評估中，事故發生的主要原因在于：漫頂失事、質量問題、管理不當、裂縫事故、滲漏事故、管涌事故、滑坡塌坑事故、護坡破壞事故、沖刷破壞事故、氣蝕破壞事故及白蟻打洞事故等。由此，通過施工技術和施工質量，整體改善泄洪能力、洪水超設防標準、壩體滲漏、壩體滑坡、溢洪道滲漏、輸水洞滲漏或其質量問題、超蓄、維護運用不良、無人管理、非潰壩事故類型等原因的質量控制，對水利工程建設具有至關重要的作用。鑒于此，鉆孔灌注樁的施工技術管理和質量控制的研究，對施工具有重要的意義。

具體關鍵技術包括護筒要求、骨架存放與運輸、骨架的起吊和就位等環節的質量控制。

2.1 護筒埋設

護筒埋設工作作為鉆孔灌注樁施工的起點，是成樁質量衡量的關鍵，主要包括護筒平面位置、垂直度，護筒周圍和護筒底腳的緊密度及其透水性和成孔效率。埋設環節，還要確保護筒中心軸線和測量標定的樁位中心相一致，水平和垂直方向的偏差標準分別為＜50 mm、＜1%。鉆機鉆進作業中，在孔內擺放的程度與護筒的內徑大小相關，護筒內徑和樁徑的比值控制在（200～400）mm∶1 mm。鉆孔灌注樁鉆孔環節，為防止孔壁坍塌，護筒中泥漿施工液位的高度比在（1～2）∶1。

2.2 骨架存放與運輸

骨架存放與運輸中，鋼筋骨架結構設置前要保持場地平整、存放環境干燥，存放環節加勁筋與地面接觸均需要以模板隔開，鋼筋籠架設環節，各節段排序要滿足既定裝車順序。墩號、樁號、節號等要通過標志牌加以區分，其避免質量事故發生，骨架存放之用要避免胡亂安放、儲存和運輸環節要做好防水防腐蝕工作。骨架運輸中，不得拆卸標志牌，不得損害骨架，以便后續校驗。

2.3 骨架的起吊和就位

骨架的起吊和就位第一吊點為骨架下部，第二吊點為骨架長度中點到上三分點，先稍提起，再與第二吊點同時起吊。解除第一吊點，檢查骨架是否順直、焊接骨架時確保上下兩節骨架位于同一豎直線上、骨架最上端定位須由測定孔口標高來計算定位筋長度、檢測鋼筋骨架的底面標高，偏差要＜±50 mm。

3 施工工藝流程

鉆孔灌注樁施工多以沖擊鉆成孔來保證樁基質量，具體流程參見圖1所示。

具體來講，鉆機準備中就測量放線及高程控制，慣常采用全站儀坐標控制方法來定樁位，高程測量用以針對各樁孔井口標高記錄。鉆機就位前，設備安裝和調適必須與基礎墊平填實、鉆機位置確定、樁位對準等施工細則相關。以此來避免施工中因鉆機安裝不到位導致施工質量不高。護筒埋設中，受人工配合機械開挖護筒坑差異，坑尺寸為護筒直徑增加1 m、護筒直徑＞樁徑200 mm，校驗位置后再分層回填粘土并夯實，埋設深度在2～4 m。泥漿池開挖多以機器進行，泥漿池深度、尺寸、設置位置均需滿足既定施工要求。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

鉆孔施工作業中連續多次的分班進行，多次泥漿檢驗，及時處理不符合要求的鉆機行為，嚴格按照地質剖面圖進行核對。為提高成孔質量，成孔中嚴格控制鉆機鉆進速度。清孔主要就孔深達設計標高、成孔質量符合圖紙要求、監理工程師認同后再進行。抽渣法清孔較為適宜，并能滿足鋼筋籠吊裝工作的既定要求。

導管法混凝土澆筑中具體質量控制為：混凝土澆注以連續為主，澆筑環節禁止停頓施工，以確保混凝土均勻，控制時間、間歇時間、土面上升速度、澆灌速度分別控制在4-6 h 內、15-30 min、＜2 m/h、30～35 m3/h；為避免泥渣泥漿混入混凝土內，嚴禁導管橫向運動。多根導管作業中，嚴禁混凝土溢出漏斗或流進槽內；混凝土面高差＜0.30 m，導管提升速度、混凝土的上升速度、插入深度＜1.50 m；混凝土澆灌中，計算混凝土上升高度需與探錘測量混凝土面實際標高同步進行，導管下口與混凝土相對位置，嚴格控制混凝土澆灌量并做好隨訪記錄；攪拌好的混凝土在1-1.50 h 內澆筑完畢，待混凝土澆筑到頂部3 m時，可通過在槽段內放水適當稀釋泥漿/導管埋深減為1 m來排除泥漿阻力，順利完成澆灌；待混凝土澆到墻頂層時，受導管內超壓力變化和混凝土與泥漿混雜影響，頂部浮漿必須在澆灌后逐層清除，澆灌高度與設計高在0.50～0.60：1，為保證混凝土質量，混凝土澆筑完畢馬上清除0.30～0.40 m，留下0.20 m 待后鑿除。具體施工組織控制如圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁施工組織控制圖

4 研究綜述

水利工程建設中做好鉆孔灌注樁施工準備，即精心量測，準確放出樁位及其護樁。平整場地，清除雜物，打夯密實。護筒制備和埋設中，對鉆孔直徑、護筒、4 mm厚鋼板卷制焊接、護筒埋設范圍、埋置深度等進行綜合掌握。鉆孔施工中，可以臨時施工便橋和筑島方便施工。泥漿坑開挖和泥漿制備環節，選用優質粘土制備泥漿，泥漿整體性能指標要滿足相關規范要求，保持護筒內的泥漿頂面＞孔外水位或地下水位1.00～1.50 m。鉆機底架墊平，保持穩定就位環境，頂端以纜風繩對稱拴牢拉緊。鉆機鉆桿保持垂直姿勢、鉆尖與孔位允許誤差嚴格在規定之內。鉆孔和開挖環節，混凝土灌注中距5 m內24 h后才能在此澆筑，防止施工環節與鄰樁混凝土的相互干擾。施工進度控制上，以來料作業控制等進行全局把握；轉孔進行中，持續不中斷，避免孔坍塌；一旦孔坍塌嚴重，及時回填重鉆。終孔清孔中，嚴格孔位、孔徑、孔形、孔深、垂直度、孔底土質情況等整體內容進行檢查并填寫鉆孔記錄。清孔需滿足鉆孔所要達到的圖紙規定標高、成孔質量要符合基本圖紙要求。吊裝作業中，一次吊裝就位，鋼筋籠焊接質量、定位支承系統等均需嚴格技術手段進行施工控制。混凝土灌注中檢測孔底泥漿沉淀厚度；混凝土運至灌注地點時，應檢查其均勻性和坍落度；監理工程師認可且鋼筋骨架安放就位后，連續澆筑；澆筑方法采用直升導管法灌注混凝土方法。水下混凝土灌注混凝土頂面高出圖紙規定或監理工程師確定截斷高度；灌注樁的質量檢查中，依據每根樁應隨機做3組混凝土試件；檢測單位逐樁進行無破損法檢測，檢測時監理工程師旁站以監督樁檢測質量和樁檢測結果；每一根成樁的平面位置，鋼筋籠偏心情況試驗結果及施工記錄認可批復后，再行下一道工序。

5 結語

鉆孔灌注樁施工技術的運用和質量控制，是水利工程建設環節的重點問題。上文就水利工程現場中，借助機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成樁的研究中，就具體關鍵技術包括護筒要求、骨架存放與運輸、骨架的起吊和就位等環節的質量控制和施工技術工藝質量控制進行探討，以為水利工程的順利進行提供了助力。