灌注桩在水库基础施工中应用技术

摘要：本文结合某水库施工实例，对该水库的泵站和出水涵洞基础采取灌注桩，文章详细地提出该工程所采取灌注桩的施工工艺，可为同类工程提供参考。

关键词：水库施工；灌注桩；钢护筒；混凝土灌注

Abstract: combining with a reservoir construction examples, the reservoir water pumping stations and tunnels to filling pile foundation, this paper puts forward the project of take the construction technology of bored piles, and provide a reference for the similar project.

Keywords: reservoir construction; Filling pile; The steel tube; Pouring concrete

中图分类号：TV697文献标识码：A 文章编号：

1． 工程概况

本工程灌注桩主要用于泵站和出水涵洞工程的基础下部结构，设计灌注桩桩直径为φ800毫米，钻孔深度为14～20m不等，共计828m。对本水库的灌注桩采取水中钻孔桩，施工时尽量安排在枯水季节施工，位于浅水的钻孔桩采用草袋围堰、筑岛作为施工平台进行钻孔桩施工，对位于深水的钻孔桩分为两种情况：①利用双壁钢围堰作为钻孔平台；②采用钢管桩、贝雷架和型钢相结合搭设钻孔平台施。孔口护筒采用钢板制作，孔口设加劲箍内径比桩径大20-40cm，长度根据现场水位确定，采用振动锤施打，顶部高出施工时水面2m，底部沉入稳定土层。

2． 灌注桩施工技术

对于水库的钻孔采用旋转钻机钻孔、泥浆护壁，按照规范要求进行钻进及清渣，检查合格后吊装钢筋笼入孔，并进行二次清孔、导管法灌注砼、泥浆采用泥浆池供应，泥浆运至指定地点；通过钢箱收集废浆。

2.1场地平整及钻机就位

旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，所以钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。

2.2钢护筒施工

对于本水库灌注桩所采用的钢护筒采用Q235b钢板卷制而成，钢板厚度视具体情况而定,在其顶、底口增设加强箍。钢护筒在桩顶以下5m的范围内设置涂锌防腐蚀层。钢护筒在工厂加工，汽车运至施工现场。导向架结构的主墩桩位的精度是由桩基钢护筒的平面位置和垂直度决定的。为了保证桩基的平面位置和垂直度，桩基钢护筒采用导向架下放控制。导向架采用型钢拼成框架结构，框架截面尺寸比钢护筒外径大10cm；由于钢护筒插打较深，钢护筒下放时又在每节钢护筒顶端内面焊接4个吊环，以保证钢护筒起吊时垂直。

上层导向架设加强支架,支架与平台间采用螺栓连接，导向架顶、底角部四个方向各设1个10t手拉葫芦以有效地保证架体稳定。下导向架与钻孔平台平联之间采用型钢固定。上、下导向架之间用螺栓连接，以便于装拆。导向架上口用手拉葫芦与平台成30°在四角固定，导向架结构见“导向架结构图”。

图1导向架结构图

钢护筒下沉是钢护筒施工的重要环节，钢护筒利用吊车配合接长并且采取振动下沉。上下节钢护筒对接时严格要求轴线在一条直线上。先根据导向架的高度、河床标高计算确定首节钢护筒长度,首节长度必须确保第一次下沉后有足够的嵌固深度,同时方便护筒对接。在导向架上对接成型，整体吊装进入导向架内，上好锁口拉杆，护筒缓慢下滑。钢护筒采用振动锤两次点动，一次联动的方法下沉；在点动时，确保钢护筒上口位置和垂直度，等到钢护筒下口能够被土体限位时，测量人员对钢护筒的桩位和垂直度进行测量,检验准确后，方可采取联动下沉方式，随着桩入土深度的增加，桩周围阻力增大逐渐加大油门，采用正常落距锤击施工。循环作业直至护筒下沉到位；施工中注意测量钢护筒的平面位置和垂直度。

从工程实践情况来看，钢护筒埋置深度以能隔开流塑状地层为主要原则。具体埋置深度还应满足计算结果，且有安全系数，根据水文地质条件、施工水位、河床深度、护筒内泥浆容重和施工情况等通过计算确定。钢护筒分节加工，顶部和底部各1m范围作加强箍。每节护筒连接采用坡口焊，以减少护筒振埋时的阻力。钢护筒运至施工现场后，质监人员须对钢护筒的直径、圆度和焊接质量进行验收，验收合格后方可进行施工。

2.2钻孔施工

在进行灌注桩钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计深度，超钻深度不大于50cm；孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可进行下道工序。钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。

2.3钢筋笼安装

钢筋笼采用吊机整体吊装到孔内，钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。由于钢筋笼较长，且要求整体一次吊装，所以必须考虑到起吊和移位时的钢筋笼变形控制。吊装时为了有效地确保钢筋笼起不变形而采用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之二点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架与地面或平台垂直，停止第一吊点起吊，用劲形骨架固定。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放。若遇阻力应停止下放，查明原因进行处理。严禁高起猛落、碰撞和强行下放。为保证钢筋笼竖向轴线垂直度及混凝土保护层厚度，应在钢筋笼外周采用焊接钢筋耳环或绑扎与桩基混凝土同标号预制块形式进行控制。钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录。符合要求后，钢筋笼上端可采取钢筋连接加长4根主筋的措施，延至孔口定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上窜动造成错2.4水下混凝土灌注

水下混凝土的试配等级应比设计等级拌制，水灰比不大于0.35，配合比中掺入外加剂，坍落度宜控制在18～22cm。采用导管法灌注水下混凝土，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始，钻孔桩灌注前，应计算初灌的灌注量，确保初灌埋管的成功。导管初次使用时应做水密承压力试验，进行水密试验的水压不小于井孔内水深1.5倍的压力。以保证密封性能可靠和在水下作业时导管不渗漏，以后每次灌注前更换密封圈。导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为250～400mm。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并作好记录。

混凝土采用拌合站集中拌合，输送车运至桩位，汽车吊配合灌注。采用砍球法灌注混凝土，确认初存量备足后，即可剪断隔水塞铁丝，灌入首批混凝土。同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。对于首批混凝土灌注正常后，应当采取连续不断地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。导管的埋深应不小于2m，但最大埋深不宜超过6m。随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管，拆下的导管应立即洗刷干净。灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。

3． 结语

文章通过结合某水库施工实例，对该水库的泵站和出水涵洞基础采取灌注桩，结合施工实践，详细地提出该工程所采取灌注桩的施工工艺及总结出相应施工环节中的注意事项，有效地指导同类工程提供参考。

参考文献：

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[2] 杨杰，张宽宝，黄静源．灌注桩施工质量控制与质量检测[J]．水力发电，2009，27（11）：31~33．

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。