水利工程沖孔灌注樁施工技術要點及質量控制

黃春培

（廣東益鑫源工程建設管理咨詢有限公司，廣東 江門 529000）

樁基礎的作用是將上部建筑的荷載通過樁身傳遞至深部土層或者巖石層，從而使上部建筑保持穩定，防止出現變形。樁基礎具有穩定性能優良、承載性能好、抗震能力強以及沉降變形小等特點。在水利工程中，采用樁基礎可以顯著提升水利工程承載性與穩定性，延長水利工程使用壽命。水利工程的沖孔灌注樁施工，需要控制對沖孔、鋼筋籠制作、吊裝以及混凝土澆筑等環節的施工質量[1]，施工不當可能會留下質量安全隱患。

1 工程概況

潭江干堤設計防洪標準為30年一遇，堤防總長18.622km。新錦江橋—東成水閘段13.830km，其中左岸6.197km，右岸7.633km；干流東成水閘—閣仔廟橋左岸4.542km；干流圣堂鎮段左岸0.25km。整治堤防后，需要在低洼匯水處預埋排水涵管，用作排除堤后地表積水，潭江干堤新建排水方涵10個，重建舊方涵1個，新建排水圓涵19個。計劃工期730d。本次灌注樁工程：樁號L0+536—L1+010，樁徑600mm，間距0.7m，樁長14m。

2 沖擊成孔施工技術

2.1 施工前準備

首先需要平整以及清理樁位，便于后續樁機進場；根據施工場地的實際情況，挖掘沉淀池、泥漿池，并在池子周圍安裝防護欄。其次要開展測量放樣工作，在施工區域內選擇不受影響區域設置坐標軸線標識點，并根據工程設計要求測算孔位，經過技術人員確認后做好標記[2]。再次是埋設護筒，根據標記的孔位，在孔位中心預埋鋼護筒，護筒頂部露出地表100mm，護筒底端要用粘土壓實。最后是制備泥漿，挖掘的泥漿池容積，應在單樁孔位容積1.5倍以上，鉆孔時護臂泥漿可以采用鉆孔內原土造漿，為確保泥漿性能符合施工要求，可適當加入粘土，

2.2 沖擊鉆孔

2.2.1 確定鉆孔技術參數

沖擊鉆孔施工的關鍵是確定合理的鉆進參數，鉆進速度Vm的計算公式為：

式中：m—鉆頭質量；S—鉆頭沖擊高度；g—鉆頭沖擊底部巖石的加速度；n—單位時間內沖擊次數；a—單位體積破碎功；D—鉆頭直徑。

沖擊高度需要根據施工區域的土層性質確定，在本工程中，泄洪閘所處區域為黏土層，因此，沖擊高度控制在0.6m。

2.2.2 施工工藝

沖擊成孔施工，需要根據施工區域的土層性質，調整施工工藝，同時操作要點也存在差異，如表1所示。

表1 沖擊鉆孔施工要點表

項目沖擊鉆孔的施工工藝：一是在樁機就位之前，需要在樁機作業區域鋪設墊木，以保證樁機可以平穩運行，需要注意的是，墊木要避開鋼護筒，以免導致鋼護筒位移或者變形；二是調整鉆機，起吊沖錘，控制沖錘中心上齊滑輪緣、下對樁孔中心，三者在同一垂線上偏差不超過2cm，保持好鉆機穩定同時固定扒桿攬風繩[3]；三是開始鉆孔時，先采用0.4m小沖程低垂密擊，由于本相關施工區域的土層為黏土層，因此，在鉆孔時可加入小片石以及砂礫石，以起到穩固孔壁的作用；四是在鉆孔過程中，要注意成孔中心部位必須要與樁位中心對準，要盡量使鉆機平穩運行，避免出現傾斜或者沉陷的情況，同時也能使泥漿面保持穩定。

3 鋼筋籠制作與吊裝技術

3.1 鋼筋籠制作

制作鋼筋籠時要先選擇適宜制作場地，要便于進行綁扎、存放以及運輸吊裝，若條件允許，鋼筋籠制作場地應盡量靠近樁基部位[4]。一般情況下，制作鋼筋籠是在固定架立鋼筋上等距離布置主筋，然后按照設計標準布置箍筋，比較常規的做法是先將架立鋼筋與箍筋加工為圓形，隨后再對架立鋼筋、箍筋以及主筋，進行綁扎或者焊接。這種方法的弊端在于若分斷制作鋼筋籠，可能會出現兩段鋼筋籠的主筋間距不等的問題[5]，最終導致接頭困難。在本工程中，為保障鋼筋籠制作質量，設計了一種模板支架，專門用來綁扎鋼筋籠，如圖1所示。在制作鋼筋籠時，將支架放置于架立鋼筋外側，可有效避免出現兩段鋼筋籠的主筋間距不等的問題，確保兩段鋼筋籠有效連接。

圖1 鋼筋籠制作支架示意圖

3.2 鋼筋籠吊裝

灌注樁鋼筋籠的制作要求較高，其吊裝施工也要求較高，在吊裝過程中必須要保持平穩，避免出現彎曲、變形的情況，必須保證鋼筋籠在整個吊裝環節都能保持設計的剛度與強度。在本項目中，鋼筋籠采用的是分段制作，因此，在吊裝時需要先要在孔口完成拼接，然后采用空中回直法進行吊裝，吊裝操作要點如下：

第一，吊機就位。對吊機的主副吊鉤、鋼絲繩以及索具進行檢查，確保其各項性能符合吊裝施工要求，確認無誤后開始吊裝，注意主副吊鉤要同時起吊，以降低對鋼筋籠造成的沖擊，最大限度使鋼筋籠保持平穩[6]。

第二，鋼筋籠距離地面約0.5m時，停止起吊，檢查鋼筋籠是否出現變形以及整體是否平穩，然后平穩起吊主鉤，并同時放下副鉤，在空中完成回直，直至鋼筋籠與地面垂直。

第三，解開副鉤，然后控制主鉤逐漸將鋼筋籠放入樁孔，若遇到阻礙或者與孔壁發生摩擦碰撞，要停止下放，然后緩緩起吊，清除障礙后再重新下放。

第四，待鋼筋籠頂部高程符合設計標高后停止下放，調整對中，最后將鋼筋籠固定于樁孔口的支撐上。

4 混凝土澆筑技術

4.1 混凝土制作

在本項目中，水泥選用普通的硅酸鹽水泥；粗骨料使用堅硬的卵石，粗骨料粒徑應在20～40mm，含泥量不超過1.5%，遜徑含量不超過2%，針片狀顆粒含量不超過15%；細骨料使用質地堅硬的河沙，含泥量不超過3%。由于需要進行水下澆筑，在配制混凝土時除了要符合強度設計標準外，還要考慮到混凝土的粘聚性，混凝土配合比必須要由具有資質的試驗單位進行試配，要求混凝土坍落度在180～220mm，含砂率在45%左右，水泥用量至少360kg/m3。在本項目中采用的是C30混凝土，其配合比如表2所示。

表2 混凝土配合比表

4.2 混凝土澆筑

本項目混凝土澆筑采用的是剪球法，具體施工工藝如下：

第一，在下料漏斗的下端設置隔水栓，并將其固定于下料漏斗邊緣部位，隔水栓可以使用排球，少量充氣后可以重復使用，可以在用編織袋填入混凝土制作成球使用。

第二，下料漏斗灌滿后，放開隔水栓，使混凝土快速下落至孔底，然后將導管埋入，注意深度不能低于1m；若樁徑較大，下料漏斗的容積無法滿足首次澆筑量時，在放開隔水栓的同時要快速往下料漏斗內加料。

第三，持續澆筑混凝土，注意要保障混凝土的供應，避免澆筑施工中斷。

第四，混凝土澆筑施工完成后，要安排專人做好混凝土養護工作，確保澆筑質量。

5 結語

由于水利工程灌注樁施工涉及到水下部分，施工難度相對較大，因此，在施工過程中要嚴格把控各個環節的施工質量，規范施工操作，避免留下質量安全隱患，從而有效提升水利工程的性能，延長水利工程的壽命。