水利施工中的鉆孔灌注樁施工技術分析

張崇昌 陳 環

（1.青州市仁河水庫運行維護中心，山東 青州 262500；2.青州市水利建筑總公司，山東 青州 262500）

0 引言

水利工程是關系到國家建設發展和國民經濟提升的重要工程，為了發揮水利工程價值，提升工程質量，不斷研發和創新施工技術，采用鉆孔灌注樁技術，其是水利施工中一種常用的技術[1]。隨著水利工程建設的快速發展，鉆孔灌注樁施工技術的應用范圍越來越廣，在保證工程安全性和穩定性方面的作用愈加凸顯，促進水利工程發展的同時，還能有效減少物力和人力的投入。

1 鉆孔灌注樁施工技術

灌注樁是工程建設過程中利用機器鉆孔、鋼管擠土或者人力挖掘等方式在地基土中形成樁孔，并在其中放置鋼筋籠、灌注混凝土等做成的樁，成孔方式不同，灌注樁的名稱不同，鉆孔灌注樁是其中一種樁型。鉆孔灌注樁在施工過程中，技術人員應該關注泥漿和低水孔，確保孔內的清潔性，然后將導管插入其中，確定混凝土深度后快速插入導管，從而能夠順利進行隔離層施工[2]。同時，在混凝土灌注的過程中，由于導管和進口之間有一定的高度，利用這一高度差能夠將混凝土灌注到管內，具體鉆孔灌注樁施工技術如圖1 所示。

2 水利施工中鉆孔灌注樁施工技術要點

2.1 鉆孔機安裝和定位要點

在水利施工過程中應用鉆孔灌注樁施工技術時，做好鉆孔機的安裝和定位工作，這項工作是整體工作的基礎，能夠確保鉆孔機不會出現傾斜情況，保持樁基中心位置的穩定性[3]。施工人員結合施工圖紙和施工要求準確定位鉆孔機位置之后，應用千斤頂設備將鉆孔機上的機架頂起來，這時施工人員可以借助起重滑輪設備，使鉆孔機位置和護筒中心處于同一條垂直線上。在對準樁位之后，可以利用枕木墊平鉆孔機的橫梁，這樣能夠保證鉆孔機設備安裝的科學性和合理性。

2.2 護筒埋設要點

在水利施工過程中，由于建設地點較為偏僻，靠近水源，再加上地質、氣候等因素的影響，會出現孔壁坍塌的情況，施工人員需要意識到護筒埋設施工對于整體工程建設的重要性，采取必要措施避免出現孔壁坍塌的情況。以此為基礎實施水利工程施工建設時，需要確保護筒埋設與地表水相隔離，并實施相應的保護措施。另外，在施工過程中需要檢查鉆頭的導向作用是否能夠發揮出來，盡可能保護護筒底部，促使護筒周圍土壤具有密實性和堅實性，這樣能夠避免出現護筒浮沉以及護筒進水的問題，水利施工中護筒埋設定位如圖2 所示。

2.3 泥漿制備要點

在水利施工中運用鉆孔灌注樁施工技術時，在泥漿制備要點主要是對水、黏土以及一些添加進進行攪拌操作，進而制備能夠冷卻鉆頭的泥漿，能夠起到潤滑的效果，而且還能阻隔孔內、孔外出現滲透情況，減少鉆孔坍塌的概率[4]。在實際施工過程中，需要結合施工現場地層變化情況把控泥漿的黏稠度。泥漿性能指標見表1。

表1 漿性能指標

2.4 鉆孔技術要點

在水利工程施工建設過程中應用鉆孔灌注樁施工技術，最關鍵的環節在于鉆孔，鉆孔質量將會直接影響到后續施工建設的質量。因此，在實際施工的過程中，技術人員應該仔細檢查和確定鉆機的運行狀態，在開始鉆進之后根據鉆頭到鉆桿的2/3 位置明確鉆孔的深度，并結合施工技術要求和標準確定孔徑的大小，嚴格控制孔徑，采用合理速度鉆進，減少鉆桿的晃動。

2.5 混凝土灌注要點

在水利施工中應用鉆孔灌注樁施工技術，混凝土灌注是需要重點關注的環節，混凝土灌注的質量決定了整體灌注樁結構的穩定性。在鉆孔內下放鋼筋籠的過程中應先安裝好導管，這樣才能更好地進行混凝土灌注工作。在導管安裝的過程中，應該內徑為30 cm 的快速絲扣接頭與導管連接，導管底部可適當放長，長度為400 cm，底部不設置法蘭盤，其余導管為265 cm 一截，導管底部距離孔底30 cm～40 cm[5]。

在實際施工時，水利施工需要將該技術運用于水下環境中，這樣在灌注過程中可能會出現有大量的水，這就對混凝土制備工作提出更高的要求，要保證混凝土質量符合灌注標準和要求，確保混凝土灌注的強度。在進行混凝土灌注操作時，一般需要采用連續灌注的方式，盡管灌注進度提升，但是導管需要保持一定的埋設深度，在灌注樁達到設計標高位置時，也可以適當再次灌注一段時間，讓灌注樁頂高超出設計標高，方便后續進行鑿除，保證灌注樁施工技術滿足總設計要求。

3 水利施工中鉆孔灌注樁施工技術應用流程

3.1 鉆孔灌注樁施工前期準備

在水利施工中鉆孔灌注樁施工技術應用時，應該做好施工前的準備工作和人員組織安排工作。無論什么水利工程的開展，從進場準備到最后竣工驗收、正式運行等環節，都需要大量人員的參與。在不同地區建設水利工程都需要做到因地制宜，結合實際場地的地質狀況進行施工操作，這也需要施工人員在施工前期對施工場地有足夠的了解，熟悉當地水文地質情況，進而能夠找到適合進行鉆孔灌注樁施工的位置。在鉆孔灌注樁施工技術應用中，需要仔細、認真量測樁的位置，并且將確定的樁位標上排號，清楚地標注在施工圖紙上，一旦出現問題應該及時調整。同時，施工人員也需要具備專業的施工水平，掌握鉆孔灌注技能，能夠有效把控施工的各個環節，嚴格遵守施工規范和程序。

在鉆孔灌注樁施工的前期準備中，還需要關注材料的應用，保證材料質量符合要求，對所需要的鋼筋、混凝土等，都需要出具出廠合格證明，在水利施工建設中假如應用質量不符合標準的材料，將會造成嚴重的后果。對此，需要相關負責人根據規定檢查和檢驗施工應用的材料，保證材料的質量和數量并對施工現場加強管理，例如為了避免鉆孔機出現傾斜情況導致鉆孔不準確，可以在施工之前對場地進行平整，夯實軟土等。另外，對于施工現場需要的用電設備、輸水設備等，應該提前做好檢查工作，確保在施工過程中不會出現質量問題。具體在混凝土材料準備中，應該從以下方面入手：在混凝土配制的過程中，應該明確配合比，采用如下方式進行計算。

當原水水質出現異常惡化時，可通過芬頓高級氧化措施，確保后續生化處理的穩定性。水質狀況正常時，來水可僅通過芬頓反應池體，而不需要投加芬頓試劑。芬頓出水進入USAB（升流式厭氧反應器）處理，通過厭氧反應將大分子有機物分解為小分子有機物，厭氧出水選用“脫氮+生物接觸氧化”進行好氧處理，小分子有機物進一步被分解。接觸氧化池出水進入二沉池進行泥水分離，二沉池上清液自流進入清水池暫存并排放。污水工藝系統產生的污泥排入污泥濃縮池進行污泥收集濃縮，濃縮后的污泥進一步進行機械脫水處理。脫水后污泥可外運處理處置。

3.1.1 混凝土配制強度計算（fcu,0）

假如水利施工中混凝土的設計強度

fcu,0為混凝土配制強度（MPa）；fcu,k為混凝土立方體抗壓強度標準值，MPa；σ為混凝土強度標準差，MPa。

3.1.2 水膠比計算

fb為膠凝材料28 d 膠砂抗壓強度，MPa；fce為水泥28 d膠砂抗壓強度，MPa；γc為水泥強度等級的富余系數；fce,g為水泥強度等級值，MPa。

在混凝土水膠比計算過程中

考慮到耐久性要求和實際水利施工經驗，選擇水膠比為0.45。αa、αb屬于回歸系數，結合《普通混凝土配合比設計規程》JTJ 55—2011 表5.1.2 內容，選擇這2 個數值為0.53 和0.20。W為每立方米混凝土中的用水量，kg/m3。B為每立方米混凝土中凝膠材料用量，kg/m3。

3.1.3 用水量計算

其中mc為每立方米混凝土水泥用量，mFDN0為減水劑使用量。

3.2 鉆孔灌注樁施工中期環節

3.2.1 放樣

在水利施工中的鉆孔灌注樁施工中期環節，需要進行放樣操作，技術人員結合圖紙內容計算出各樁位中心坐標，在復核沒有問題后可以在樁位進行放樣操作。在放樣過程中，技術人員和測量人員應該仔細核對樁位號是否準確，并做好記錄，在完成放樣之后對兩樁位之間的距離進行測量，比對是否與圖紙中的尺寸相一致。另外，放樣完成后需要做好樁位的保護工作，避免樁位被自然因素、人為因素所破壞，可以應用直徑為20 mm 或22 mm 的鋼筋對樁進行保護，在鋼筋頂部設置標記，進行十字保護。

3.2.2 開孔

在實際施工過程中，技術人員應該結合前期檢測的數據對中層孔深和等高線進行對比，并進行記錄，明確鉆孔機自身重量以及對吊掛松緊程度進行檢測，嚴格檢查巖土層。同時，還要對成樁標準進行檢測，保證灌注樁入巖時具有科學性和合理性，并且保證樁體進入持力層深度符合標準。

3.2.3 鉆孔

在鉆孔的過程中需要借助保護樁對鉆頭中心位置和孔位中心位置進行校對，假如發現鉆頭偏離中心位置必須重新調整鉆機位置，避免出現斜孔的情況。水利工程施工場地不同地質狀況應該選擇使用不同的沖程，硬巖層可以采用中沖程（1 m/s～2 m/s）或者大沖程（2 m/s～4 m/s），粉質黏土層可以使用小沖程（0.5 m/s～1 m/s）或者中沖程（1 m/s～2 m/s）。

3.2.4 清孔

清孔也就是對鉆孔進行清理，在完成鉆孔工作之后，在鉆頭距離孔底0.8 m 或1 m 距離時，在孔壁比較穩定的情況下，進行泥漿稀釋工作，一般泥漿比重為1.05 或1.08，進行泥漿循環作業，并在將作業時間控制在1 h 以內。在循環作業的過程中，可以將孔底的巖石碎渣、泥塊等沖出孔洞。這種清理工作并不是只進行一次，在下籠安裝導管之后還需要進行二次清理。

3.2.5 混凝土灌注

對于施工單位而言，在完成合格檢查之后才可以實施灌注操作，在灌注之前，檢查各項材料配比是否合理，施工應用材料是否與檢測樣品報告中的材料一致，進而才可以進行灌注作業。在灌注操作的過程中，應該仔細記錄每根灌注樁混凝土的使用量，這樣能夠在突發狀況下進行檢測，明確原因，進而糾正。

3.2.6 鋼筋籠

鋼筋籠屬于水利施工中鉆孔灌注樁施工技術的重要材料，也是灌注中必不可少的材料。一般鋼筋籠制作時采用錯開焊接方式進行接頭焊接，鋼筋籠加工允許的偏差和檢驗方式見表2。在鋼筋籠下放過程中，應該確保其垂直度，垂直入孔，避免出現塌孔情況。在完成下放工作之后應該將鋼筋籠頂端焊接牢固。

表2 鋼筋籠加工允許的偏差和檢驗方式

4 結語

總之，水利工程作為促進社會經濟發展的主要工程，隨著其工程規模、應用范圍不斷擴大，必須保證工程質量，才能將水利工程的價值發揮出來。在水利施工中的鉆孔灌注樁施工技術屬于基礎技術，對保證水利工程安全和穩定有關鍵作用。因此，應該全面了解水利施工中的鉆孔灌注樁施工技術，了解技術原理、特點，掌握技術要點和流程，保證施工技術水平，對保證水利工程施工進度、提高工程整體壽命等有重要的作用，不僅提升了水利工程建設質量，還能在很大程度上推動我國社會穩定發展。