浅谈水闸钻孔灌注桩施工工艺及技术措施

摘要：下寨水闸的软基处理工程，针对水闸软基特点，采取钻孔灌注桩软基处理方案，为有效确保钻孔灌注桩的施工，采用搭设钢木组合平台的方法施工；同时为保证本灌注桩工程成孔以及成桩质量，采取了相应的施工技术。基础是水闸施工的重中之重，以下是本人在工程实践中对于钻孔灌注桩的一些见解。

关键词：钻孔灌注桩;水闸;软基处理;水下混凝土浇筑

Abstract: The soft foundation treatment project of Xia Zhai sluice, according to the characteristics of soft foundation, take the bored pile in soft foundation treatment scheme, to ensure the construction of bored pile, using a method of construction steel and wood composite platform; at the same time, to ensure the project into the hole pile and the pile quality, take the construction technology the corresponding. Foundation is the priority among priorities of sluice construction; the following is my in engineering practice for some insights of bored pile.

Key words: bored pile; sluice; soft foundation treatment; pouring underwater concrete

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：

1、工程概况

普宁市流沙联围第二期加固达标工程以城市防洪为主，结合排涝，本堤围防洪捍卫耕地面积9.62万亩，捍卫人口66.25万人。工程防洪标准按50年一遇洪水设计， 下寨水闸为该工程中一座建筑物，设计级别为3级，基础为软基，地基采用φ80cm 钻孔灌注桩单桩静载单桩承载力设计值1000KN，，桩长25m~35m，共60根；灌注桩采用C25水闸混凝土。

2、钻孔灌注桩施工流程

2.1 施工工艺流程

本水闸工程进行软基处理时，采取的钻孔灌注桩施工工艺流程如图。

钻孔灌注桩软基处理施工流程

2.2 护筒埋设

本工程所采取的护筒直径比桩径大20～30cm左右，埋设深度控制在1.5～2.0m 之间，护筒顶高程应高出地面至少0.3m；采取的钢护筒采用3mm厚钢板制作，同时为了有效地增加刚度防止变形，在护筒上、下端和中间的外侧各焊一道加劲肋。上桩护筒埋设采用型钢导架定位，震动击打法使护筒下沉到位，并确保其竖直度。护筒埋设完毕后，再以十字线复测桩位，要求中心偏差不大于 5cm。

2.3 成孔施工

本水闸桩基采用粘土泥浆护壁正循环成孔施工，注意维护孔壁稳定、防止塌孔。

钻机施工前采取措施把围堰内积水排干，并在围堰内布设好泥浆系统及排水系统等。造孔采用泥浆固壁法施工。本工程采用潜水钻机钻孔，钻孔过程中，随时检查钻机的垂直度，有效地确保钻孔斜率不超过 2%。当钻孔达到设计深度后，对孔深、孔位、孔斜进行检查，当所有检查项目均满足设计要求后，采取进行清孔工序。

2.4 清孔施工

钻孔完成后，提升钻头距孔底 20～10cm，不进尺而继续循环，并以相对比重较低（1.05～1.15）的泥浆注入孔内，置换出孔内较稠的泥浆，以达到初次清孔的目的。在下好钢筋笼、导管后，进行第二次清孔，利用导管注入清泥浆，使孔底沉淀物及稠泥浆托出孔外，同时使孔内泥浆各项指标均达到规范标准，确保钢筋与混凝土的粘结强度。清孔验收。

2.5 钢筋笼制作安装

本工程所采用的钢筋笼骨架是在加工场加工成型，并且运到现场分节然后再进行组装，钢筋表面应洁净，不平直钢筋应调直。钢筋骨架利用钻机本身滑轮分节吊放，节间连接采用电焊搭接，搭接长度为10d。为缩短焊接时间，配备二台电焊机同时焊接，尽可能加快钢筋吊放速度，减少孔底回淤。接头要焊平，以免卡挂导管。顶面和底面标高应符合设计要求，误差不大于±5cm。下放钢筋笼骨架应防止碰撞孔壁，下插过程中要随时观察水位变化，当发现下插困难时应查明原因，而不得强行下插，本工程采取正反旋转、试探性逐步下放。

为确保钢筋的质量，同时便于施工钢筋笼在现场分段制作，在孔口下放时搭接电焊，分段长度以 5m～8m 为宜。钢筋笼的制作采用加劲筋成型法，制作时 ， 按设计尺寸作好加劲筋圈，在其上标出主筋的位置，同时把主筋摆放平整的工作平台上，标出加劲筋的位置。焊接时注意校正加劲筋与主筋的垂直度。钢筋笼制作好后，以施工质检人员会同监理工程师检查验收合格后，利用钻机卷扬机沉放。钢筋笼保护层的设置，采用加定位钢筋环或绑扎砂浆预制块的方法，砂浆预制块沿钻孔竖向每隔 2m 设一道，每道沿四周对称地设置 4 块。为了避免钢筋笼的主筋焊接点卡住导管接头，主筋焊接沿环向排列，严禁沿径向排列。钢筋笼制作符合下列规定：主筋间距±10mm， 箍筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度：±50mm ；

2.6 浇筑水下混凝土

灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序，在钢筋笼沉放结束经检查符合要求且清孔并经验收合格后，即进行水下混凝土灌注工作。

1）本工程混凝土灌注采用直升导管法施工，导管在孔位附近先分段组拼，再逐段起吊，在孔口拼装，沉入钻孔内，导管吊入下沉时，应保持位置居中，防止卡入钢筋笼碰撞孔壁。

2）混凝土从拌和系统出料后，采用工程车运输至浇筑桩附近，通过料斗导管直接送入桩孔内。

3）水下混凝土灌注的开浇和连续浇灌均按规范进行，开浇混凝土量保证一次排清导管内的泥浆并封底，浇筑中途不得停顿，灌注过程中注意观察管内混凝土下降和孔内泥浆液面的升降情况，及时测量孔内混凝土高程，正确指导导管提升和拆除，保证导管埋入混凝土深度不小于 2m，不大于 6m。

4）为了有效地保证混凝土质量，在桩顶设计标高以上加灌不小于 0.5m 高度的混凝土，在桩承台混凝土浇筑前凿除；护筒则采取吊机拔出地面周转使用。

3、施工技术措施

3.1 成孔施工技术措施

为了有效确保本灌注桩工程成孔质量，本工程采取了以下成孔施工质量控制措施。

1）桩位误差保证措施。钻机就位时，使用悬锤校准钻机的钻头与孔位中心相吻合，为确保定位准确，选派放样经验丰富的测量工程师现场配合施工。

2）钻孔垂直度保证措施。为了有效地保证钻孔垂直度偏差小于 1%，除了钻机就位必须在同一铅垂线上，取土器结构还必须根据地层情况合理设计，精心加工，使切削面受力均衡，保证桩的垂直度在设计要求之内。

3）桩径和桩形保证措施。在钻孔操作过程中，根据不同地层的钻进特点，采用相应的操作技术参数。

3.2 成桩技术措施

鉴于灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序，为了确保本工程的成桩质量，关键对灌注水下混凝土浇筑过程采取控制措施。

1）严格对混凝土的原材料进行管理，现场设材料质检员，建立原材料合格证制度，对原材料进行复验，不合格材料不进场，坚持由试验室设计混凝土配比，现场砂石、水泥过磅，保证桩身混凝土强度等级。

2）灌注前严格检查拌和系统和起吊机械设备工作状况，保证混凝土灌注过程中设备运转可靠。

3）对每根桩混凝土灌注速度确保在 2h 以内浇筑完成，砼浇筑过程中严格控制提升导管高度，提拆导管，保证拆管后的埋管深度在 2m 以上。

4）检查成孔质量合格后尽快浇注混凝土，桩身混凝土必须留有试件。

5）为了有效地防止钢筋笼上浮措施：缩短混凝土灌注时间，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动速度过小。当孔内混凝土面接近钢筋时，控制较大的埋深和放慢灌注速度。当混凝土面进入钢筋笼1～2m 左右，应提升、拆除导管，适当减少导管埋深，增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度。

4、基桩检测

本水闸桩基达到龄期28d后，开始采用人工手工凿除桩头多余砼到桩顶设计标高，据合同及业主、设计、监理、施工四方协商要求，本次采用低应变进行基桩检测及单桩竖向静载试验。低应变检测使用了PIT桩基完整性测试仪对9根桩进行桩身结构完整性检测。

本次检测考虑了本工程的具体情况，结合国家和省有关规范、规程和规定，按省《桩基反射波法检测规程》DBJ15-27-2000有关规定进行。根据所测波形特征，结合桩的砼设计强度等级要求，结果如下：

Ⅰ类桩：8根，占88.9%；Ⅱ类桩：1根，占11.1%；Ⅲ类、Ⅳ类桩0根：占0%；检测结果表明，桩身结构完整性合格，满足工程使用。单桩竖向静载试验，试验加载到最大荷载1000KN时，总沉降量为8.41mm，设计特征值对应沉降量为3.94mm，最大值对应沉降量为8.41mm，残余沉降量9.14mm，沉降量不大，综合分析，该桩的极限承载力为Pu≥1000KN，承载力特征值取500KN，试验满足设计要求。

5、结语

通过本工程的实践应用表明，钻孔灌注桩应用于水闸基础施工是一种非常有效的技术。钻孔灌注桩具有低噪音、施工简单易操作、小震动、无挤土，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，尤其桩长和桩径随着社会经济发展的需要不断加大，单桩承载力也越来越高，在桥梁、房屋建筑、水工建筑物等工程必将会得到更加广泛的应用。下寨水闸重建工程钻孔灌注桩通过单桩静载实验及低应变检测，工程质量受到业主好评。