探究水利工程中钻孔灌注桩施工技术

摘 要：笔者结合自己多年的工作经验，对水利工程建设中钻孔灌注桩施工技术进行了阐述，对灌注桩施工基本程序及灌注桩施工的质量控制要点进行详细探析，以便同行借鉴参考。

关键词：钻孔；灌注；施工应用；成孔；灌注。

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、灌注桩施工技术及其基本程序

1．水利工程灌注桩施工准备工作

(1)收集水利工程施工地点水文、地质资料，对地质岩性进行分析和判断；根据地质情况选择合适的桩工机械。

(2) 认真熟悉施工图纸及有关施工、验收规范，制定切实可行的施工方案。

(3) 确保水利施工现场水、电通畅。平整现场，对松软的土地进行必要的处理；如在施工现场遇到深水区或淤泥层很厚时，则需要进行工作平台的搭设。

(4)复核测量基准线、水准基点和桩位等数据。

(5)制定相应质量控制措施，确保工程施工质量。

2．护筒的埋设

钢护筒由4mm～8mm厚钢板卷制焊接而成，直径大于设计桩径10cm～20cm。在进行护筒埋设时，应确保其中心与桩位中心的偏差在50mm以内；埋设深度应根据土质进行调整，在砂土土质中应当大于1．5m，在粘土土质中应不小于lm。护筒埋设应牢固、密实，护筒与孔壁之间用粘土进行夯实。

3．钻机就位

钻机轨道枕木放平置牢，钻头对中误差控制在±20mm，钻杆垂直度误差控制在±5‰，校核后，拧紧钻机螺旋支腿，固定牢钻机，等候开钻命令。为准确控制钻孔深度，在机架或机管上作出控制标尺，以便在施工中进行观测、记录。

4．护壁泥浆

泥浆的主要作用是支撑孔壁、稳定地层、对悬浮的钻渣进行清理，同时通过泥浆渗透到孔壁周围的地层，阻断渗漏通道。泥浆比重控制在1．2～1．3，粘度22～25S，胶体率>97％，内泥浆面控制在离孔口50cm以内。同时确保孔内的泥浆比地下水位高出lm左右。

5、钻孔

开钻前，在护筒内加一些粘土，地表土层疏松时，还需加入一定数量的片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒脚。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的高程和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的余留长度来校验成孔深度，也可测量护筒顶高程来控制成孔深度。

为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还应比对地质资料根据不同土层，调整钻进速度，并做好钻孔记录。钻头直径的大小直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时修复或调换钻头。

钻孔达到设计深度时，提出钻具。在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探长度小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的因素，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。

6、清孔

终孔检查后，迅速清孔，清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求。清孔方法采用注浆漂浮法，在钻孔至设计高程后，进行孔深、孔径、钻孔倾斜度检查，符合要求后，用泥浆泵将泥浆送入孔底，泥浆在上浮过程中将钻渣带出。在达到规范要求的标准后，即可停止清孔。

在第一次清孔达到要求后，由于安装钢筋笼及导管，这段时间内孔底又会产生沉渣，所以钢筋笼及导管就位后，若孔底沉渣超标，可利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泥浆泵将泥浆压入导管内，当泥浆由底部向上浮时，从孔底将换沉渣带出。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15，复测沉渣厚度在300mm以内，清孔完成后，立即浇筑水下混凝土。

7．钢筋笼的制作与安装

按照施工图纸及规范要求，进行调直、去锈、焊接。钢筋笼的主筋应当使用整根的钢筋，如需对接，则尽量使用搭接、焊接头，搭接处的末端不设弯钩。

为保证混凝土保护层的厚度符合设计要求,在其上下端及中间每隔4m在同一横截面上均匀设置四个钢筋保护层或水泥砂浆垫块，钢筋保护层尺寸或水泥砂浆垫块直径根据保护层厚度确定。

钢筋笼吊装前，先用直径和钻孔直径相符的探孔器对钻孔进行检测，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋笼安装的障碍物。钢筋笼起吊时应采用两点起吊；吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落。无效时立即停止，查明原因后再安装。禁止高起猛落、强行下放，防止碰撞孔壁而引起塌孔。

钢筋笼最上端设四根钢筋笼定位筋，由测定的孔口护筒高程来计算定位筋长度，核对无误后再焊接定位，顶底高程符合施工图纸规定，容许偏差不大于5cm。在钢筋笼的顶吊圈下插两根平行的槽钢，槽钢横担在护筒顶端两侧的枕木上，即将笼体支托于枕木上，这样既可防止钢筋笼受碰撞变位和落于孔中，也可以防止钢筋笼上浮。

8．混凝土浇筑

混凝土的强度等级必须满足水利工程施工设计需要，所选用的材料应符合国家行业标准，使用的混凝土需经过严格检查才能进入施工现场。混凝土浇筑前应着重检查混凝土灌注桩桩底沉渣厚度和泥浆指标，如不符合浇筑标准则重新进行清孔。

采用导管法进行水下混凝土灌注。导管使用前必须进行水密、承压和接头抗拉试验。试验不合格的导管严禁使用。

在开始灌注混凝土前，导管底口距孔底250 ～400mm。灌筑前必须对首灌混凝土方量进行详细计算，一般首灌量应至少是导管容量与漏斗总容量之和的2倍．才能够确保混凝土从导管底口顺利翻出，并且将导管底口埋置于翻出混凝土内2．5m左右。

在整个灌注过程中，导管底口始终埋入先前灌注的混凝土内2m～6m。经常量测导管内外混凝土面的高程，及时卸除部分导管，调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，防止导管拔脱或导管埋置过深导致埋管事故。

浇筑后期应适当提高料斗高度，使导管内外压力差逐渐增大，并不断提振导管，每次提振的幅度保持在0．5m左右，使混凝土顺利灌入，直到混凝土面高程达到设计高程以上0.5m-1m，浇筑结束。浇筑完成后，当上部混凝土开始初凝时，清除钢筋笼的固定措施，确保钢筋笼能够随着混凝土的凝固而自身发生收缩，防止造成粘结力的损失。

桩头超浇部分的混凝土在接桩时凿除。

9、护筒及钢筒拆除

混凝土浇筑完成后，将剩余的导管拔出，然后拆除护筒。

二、水利工程灌注桩施工质量控制要点

1．成孔质量控制

第一，保证桩身成孔的垂直精度。

第二，保证桩位的准确性。在护筒定位后及时进行复核，护筒的中心与桩位中心之间的偏差应小于50mm。钻机就位时，保持平稳，不发生倾斜、位移。

第三 灌注桩的成孔。目前灌注桩成孔设备多为回旋钻机，在钻孔的时候应选择恰当的钻头尺寸来保证钻孔的稳定，既能满足设计尺寸，又不会产生较大扩孔。根据地层情况选择合适的钻进速度。

2．成桩质量的控制

第一，对进场原材料进行严格检验，不合格的材料坚决禁止使用。

第二，对砂、石等原材料进行日检，主要测定砂、石料超逊径、含水率等指标，并根据检测结果调整配料用量，出具施工配合比。砂、石料日检按每４个小时检查１次。当遇雨天或含水率有显著变化时，应加密检测频次，并及时调整水和骨料的用量，并且进行严格的记录和管理。

第三，灌注过程中保证首灌量和导管埋深。

3．钢筋笼制作质量和吊放

钢筋笼制作要控制钢筋原材、焊接及绑扎质量。安装时要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地安放在设计位置。

4．清孔

终孔清孔和第二次清孔一定要达到规范要求标准。

三、结束语

在灌注桩施工中应对其各个环节的质量进行严格控制，才能确保水利工程的整体质量。

参考文献

1.高义慧浅谈港口工程钻孔灌注桩施工质量控制[期刊论文]-中国科技财富 2011(10)

2.魏敏浅谈钻孔灌注桩在水利施工中的应用及质量控制[期刊论文]-商品与质量·建筑与发展 2011(5)