水利施工鉆孔灌注樁技術(shù)探討

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鉆孔灌注樁施工是水利工程施工中具有操控簡(jiǎn)單、價(jià)格低、噪音小、振動(dòng)弱、避免擠土等特點(diǎn)的水利工程施工技術(shù)。這種技術(shù)往往在工程施工過(guò)程中比較復(fù)雜，環(huán)節(jié)和重點(diǎn)部分具備特殊優(yōu)勢(shì)，目前可以稱為水利工程從業(yè)者最應(yīng)該熟練掌握以及全面利用的施工技術(shù)之一。但在實(shí)際應(yīng)用中，鉆孔灌注樁技術(shù)常常會(huì)引發(fā)滲水、卡管、坍塌以及縮頸等問題發(fā)生，這樣非但不能確保在施工過(guò)程中鉆孔灌注的安全性，也極有可能產(chǎn)生鉆孔灌注樁的質(zhì)量問題，導(dǎo)致工程延誤、無(wú)法保證施工安全，施工費(fèi)用提高。本文采用理論與實(shí)際相結(jié)合的方法，對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行深入分析，在確保鉆孔灌注樁實(shí)際操作低危安全的前提下，達(dá)成水利建設(shè)工作中的多重目標(biāo)。

1水利施工中鉆孔灌注樁存在的問題

由于鉆孔灌注樁技術(shù)本身具備相當(dāng)明顯的特殊性，此項(xiàng)技術(shù)在水利工程中的實(shí)際應(yīng)用也出現(xiàn)了差異性明顯的作業(yè)方式。這些差異主要表現(xiàn)在作業(yè)程序、技術(shù)應(yīng)用、關(guān)鍵環(huán)節(jié)等方面，尤其是在施工程序上，鉆孔灌注樁通常具備更復(fù)雜、多樣的特點(diǎn)［1］。因此，需要掌握的水利工程施工技術(shù)要點(diǎn)和需求也更加多樣，只有靈活掌握這些技術(shù)要點(diǎn)，把握住控鉆孔灌注樁技術(shù)的核心所在，才能更加充分地將鉆孔灌注樁的技術(shù)優(yōu)勢(shì)徹底發(fā)揮，加速工程進(jìn)度，避免不必要的施工障礙。同時(shí)，在有限的時(shí)間能獲得更大的成果，真正實(shí)現(xiàn)鉆孔灌注樁技術(shù)節(jié)能、環(huán)保、質(zhì)優(yōu)、高效的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用和操作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)引發(fā)的鉆孔灌注樁滲水、卡管、坍塌以及縮頸等連鎖反應(yīng)，是不容忽視的大問題。這些看似不甚嚴(yán)重的小問題往往會(huì)帶給整個(gè)水利工程帶來(lái)致命性的質(zhì)量問題，或造成較為嚴(yán)重的安全隱患。首要的應(yīng)對(duì)措施就是逐一分析造成安全隱患以及其他問題、障礙的原因，總結(jié)出一套具有針對(duì)性的技術(shù)手段，徹底將鉆孔灌注樁技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，以實(shí)現(xiàn)水利工程質(zhì)量與功能全方位、高品質(zhì)的技術(shù)性支持。同時(shí)，還要特別注意在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中因地質(zhì)情況不同而帶來(lái)的施工障礙以及安全威脅。如在施工過(guò)程中，遇到地下水層、流沙、弱土基質(zhì)等地質(zhì)問題所造成的障礙，導(dǎo)致鉆孔灌注樁施工停滯。在這樣的自然環(huán)境條件下，若沒有前期的技術(shù)準(zhǔn)備及可供實(shí)現(xiàn)的緊急預(yù)案，則在一定時(shí)間內(nèi)將很難保證水利工程施工快速有效地實(shí)施。

2水利工程中鉆孔灌注樁施工問題的技術(shù)處理

2．1鉆孔灌注樁冒水問題的技術(shù)處理

前面所提到的滲水主要指的是沿鉆孔灌注樁護(hù)筒邊沿部位而出現(xiàn)的冒水情況，導(dǎo)致這一問題產(chǎn)生的原因是在鉆孔灌注樁作業(yè)過(guò)程中水壓和夯土的共同作用。通過(guò)進(jìn)一步分析，護(hù)筒周圍的土壤夯實(shí)效果較差，土壤過(guò)于松散，一旦遭遇水壓和擠土的共同影響就十分容易產(chǎn)生沿護(hù)筒邊沿冒水現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)將直接導(dǎo)致鉆孔灌注樁護(hù)筒位移，并且極有可能會(huì)造成整個(gè)水利工程地基下沉，使得鉆孔灌注樁的距離、荷載分配發(fā)生改變，影響整個(gè)水利工程的實(shí)施與進(jìn)度。在這種情況存在的前提下，水利工程實(shí)施的每一步必須要嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn):

①要確保護(hù)筒周邊土壤密實(shí)性以及含水量;

②在護(hù)筒開孔操作過(guò)程中，應(yīng)該將護(hù)筒內(nèi)水位高度嚴(yán)格控制在1．5m以內(nèi);

③如不慎出現(xiàn)鉆孔灌注樁護(hù)筒滲水的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)加固護(hù)筒周圍的土體，同時(shí)要嚴(yán)格控制土體含水量，控制護(hù)筒持續(xù)偏移或沉降的現(xiàn)象;

④確保鉆孔灌注樁作業(yè)的施工質(zhì)量，同時(shí)形成規(guī)范化操作以及科學(xué)性保障措施［2］。

2．2鉆孔灌注樁坍塌問題的技術(shù)處理

坍塌問題多發(fā)于鉆孔灌注樁的孔壁部位，一般由土體密實(shí)度不夠、泥漿黏性較差、內(nèi)外水壓不達(dá)標(biāo)所致。面對(duì)這種情況，在開孔鉆井操作時(shí)，一旦出現(xiàn)泥漿疏漏或氣泡外冒的情況，即表明孔壁塌陷的問題已經(jīng)出現(xiàn)。此時(shí)一般要采取夯實(shí)周邊土體、加強(qiáng)泥漿黏性、確保護(hù)筒內(nèi)水位高于地下水位等措施。

2．3鉆孔灌注樁縮頸問題的技術(shù)處理

縮頸問題產(chǎn)生的原因多為在作業(yè)中混凝土膨脹，它將導(dǎo)致成孔的直徑與前期設(shè)計(jì)孔直徑的不符?；炷林詴?huì)發(fā)生膨脹，大多是由于在采購(gòu)材料時(shí)選擇了質(zhì)量較差的產(chǎn)品［3］。另外，開孔鉆井必須迅速，避免孔壁周圍出現(xiàn)泥皮現(xiàn)象，這些措施能夠較大幅度地降低混凝土膨脹與縮頸問題的出現(xiàn)幾率。

2．4鉆孔灌注樁卡管問題的技術(shù)處理

卡管問題的出現(xiàn)一般有兩種情況:初灌時(shí)水栓堵塞以及水泥和易性較差，但也不排除施工機(jī)械故障和操作不規(guī)范所導(dǎo)致卡管問題的出現(xiàn)。所以，在作業(yè)過(guò)程中，首先應(yīng)該保證隔水栓與導(dǎo)管的匹配性、隔水栓的隔水性，以保障施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)卡管現(xiàn)象。

3鉆孔灌注樁施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用方案

某工程渡槽是三槽U形預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，一般是相互獨(dú)立的，單跨40m，總計(jì)18跨;單插槽大小為:(高)7．23m，(寬)9．0m。主樓依照建筑物質(zhì)量分為一、三級(jí)結(jié)構(gòu)。此位置的鉆孔灌注樁為摩擦樁，樁包括6根測(cè)試樁和342根工程樁，每一個(gè)測(cè)試樁直徑為1．8m，長(zhǎng)為36m。

3．1平整場(chǎng)地及測(cè)量放線

在之前的測(cè)試樁施工范圍規(guī)劃的建設(shè)平臺(tái)上，使用機(jī)械作業(yè)人工配合的方式確保鉆井定位于平整堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備一池水和排水通道。同時(shí)，防止泥漿污染附近的建筑環(huán)境，文明施工。滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，準(zhǔn)確測(cè)量樁的位置和布局，樁中心位置誤差控制在100mm。

3．2護(hù)筒埋設(shè)

襯墊的鋼管，厚6mm的鋼板。護(hù)筒的直徑要保持在2m上，它比樁徑要多20cm。襯墊左上角設(shè)置兩個(gè)高400mm，寬200mm的嘴，頂部設(shè)置吊環(huán)，底部截面鋼襯墊底部邊緣要預(yù)留刃腳，襯墊埋設(shè)前，保護(hù)樁位置，確保4個(gè)樁位上交叉纏繞著十字線。保護(hù)管挖洞埋藏，旋轉(zhuǎn)鉆鋼襯墊的埋深分別為3．5、4．0和4．5m，反循環(huán)鉆頭鋼襯層埋深1．5、1．7和1．8m。保護(hù)管埋樁位置，恢復(fù)后的鉆機(jī)就位之前檢查樁的位置。保護(hù)管嵌入應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，管中心所有符合要求的樁位偏差要控制在50mm以內(nèi)。同時(shí)，鋼襯墊的傾斜控制在1%以內(nèi)。

3．3泥漿制備處理

作業(yè)前期需準(zhǔn)備鉆井泥漿護(hù)墻。據(jù)施工特點(diǎn)和相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，形成項(xiàng)目的使用膨潤(rùn)土泥漿擋土墻。該項(xiàng)目將采取集中供漿、收集回漿、凈化泥漿、集中凈化的方式來(lái)確保工程質(zhì)量、文明施工。制漿材料選擇是膨潤(rùn)土、建筑用淡水、工業(yè)純堿分散劑等。新系統(tǒng)泥漿配比和性能指標(biāo)，然而對(duì)于容易泄漏的地層，可以參考表1中兩種制漿配比方法。

3．4鉆井成孔

鉆井前需要泥漿墊片，同時(shí)確保保護(hù)管泥面高度不低于保護(hù)管口處1m。同時(shí)確保鉆井泥漿高于地下水位的范圍區(qū)間，即1．0～1．5m。鉆井過(guò)程中，鉆桿壓力保持旋轉(zhuǎn)，確保沒有擠壓桶的底部去除土壤，順利進(jìn)桶體，確保土壤不是鉆探過(guò)程中，穩(wěn)定的滑動(dòng)面有利于保護(hù)鉆孔泥墻。要經(jīng)常檢查鉆頭，確保通風(fēng)，避免"活塞"的形成，減少和孔壁坍塌。鉆井、測(cè)試泥漿指數(shù)，發(fā)現(xiàn)需要調(diào)整的地方應(yīng)及時(shí)更換。鉆孔深度由監(jiān)理工程師確認(rèn)，并且由監(jiān)理工程師驗(yàn)收，螺旋鉆成孔平均時(shí)間為8．6h/個(gè)。

3．5鋼筋籠制作安裝

鉆孔灌注試驗(yàn)樁加固處理操作在鋼鐵廠完成，結(jié)合工程樁長(zhǎng)和考慮到平直度，鋼筋籠后取消單樁鋼筋籠點(diǎn)分成兩個(gè)生產(chǎn)，采用單搭接焊，使用單搭接焊接接頭螺旋鋼筋，鋼筋籠孔主要采用單面焊接搭接焊接，包括試驗(yàn)樁－4孔焊接焊接。因此，鋼筋籠制作必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范。

3．6水下混凝土澆筑

本項(xiàng)目采用標(biāo)號(hào)為C25W6F150的混凝土，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)配制施工配合比。坍落度為180～220mm，水/水泥比率為0．45，混凝土的含砂率為44%，同時(shí)粗骨料使用二級(jí)碎石。整個(gè)項(xiàng)目在具體操作的時(shí)候由兩臺(tái)8m的強(qiáng)制式集中攪拌系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行，在這個(gè)過(guò)程中裝載混凝土的運(yùn)輸車一定要事先進(jìn)行檢查，保證工作的順利開展。為了保證整個(gè)工程的有序開展，要準(zhǔn)備好混凝土卡車來(lái)面對(duì)隨時(shí)可能發(fā)生的事情。根據(jù)整個(gè)施工過(guò)程的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在早期的填充量應(yīng)大于6．7m3。根據(jù)實(shí)際情況，可以再加上1．5m3集中料斗。為了保證好連續(xù)不斷的供料，在施工中要選擇一個(gè)混凝土攪拌車漏斗進(jìn)行灌注?？傊谡麄€(gè)工程的施工中，要合理使用好相關(guān)的技術(shù)，要對(duì)鉆孔灌注樁做出有效的劃分和歸類，以此提高整個(gè)施工的效率。在施工中，還要有效控制鉆孔灌注樁的質(zhì)量，不斷地對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，以此提升工程應(yīng)用的效率以及施工質(zhì)量，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)水利工程設(shè)計(jì)的目的。

作者：馮月利 單位：新疆瑞祥農(nóng)牧工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司