王 磊

葛洲壩集團(tuán)第五工程有限公司港口航道分公司，湖北宜昌 443000

水利工程中灌注樁的施工工藝及質(zhì)量控制

王 磊

葛洲壩集團(tuán)第五工程有限公司港口航道分公司，湖北宜昌 443000

灌注樁是水利工程中的重要工序之一，但是在施工過(guò)程中也存在著許多不利因素，影響著灌注樁的質(zhì)量。本文首先對(duì)水利工程中灌注樁的施工工藝進(jìn)行了探討，并對(duì)施工質(zhì)量的影響因素及其處理辦法進(jìn)行了分析和說(shuō)明。

水利工程；灌注樁；施工；質(zhì)量控制

1 水利工程灌注樁的成孔

1.1 對(duì)成孔設(shè)備的要求

在設(shè)備鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭的擺動(dòng)幅度一般都比較大，由此而造成的擴(kuò)孔問(wèn)題也非常嚴(yán)重，不利于施工的高質(zhì)量進(jìn)行，因此為了避免這一情況，施工人員應(yīng)采取相應(yīng)措施對(duì)鉆具的擺動(dòng)進(jìn)行約束，確保鉆孔的垂直度。在進(jìn)行小口徑的鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭的側(cè)刃對(duì)于刻取巖石的影響較大，而如果灌注樁鉆進(jìn)的地層相對(duì)較軟，那么側(cè)刃的影響力就會(huì)降低，所以筆者建議在進(jìn)行灌注樁的鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)該選擇合適的鉆頭，以降低鉆孔的擴(kuò)孔率。

1.2 參數(shù)選擇

灌注樁鉆進(jìn)時(shí)涉及到的參數(shù)主要包括鉆進(jìn)泵量和鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速兩部分，下面就對(duì)其進(jìn)行分別說(shuō)明。

1.2.1 鉆進(jìn)泵量

為了更好的排出粘土粉，灌注樁在鉆進(jìn)時(shí)需要較大的泵量，計(jì)算公式為：

Q=FV60

公式中的Q表示的是沖洗液量，單位為m3/min；F表示的是環(huán)狀間隙的面積，單位是m2；V表示的是沖洗液的上返速度，單位為m/s。如果鉆進(jìn)孔徑的設(shè)計(jì)值為500mm，鉆桿的直徑為89mm，環(huán)狀間隙的面積為0.2m2，那么當(dāng)采用泥漿泵的最大泵量600L/min的時(shí)候，上返速度相對(duì)于小口鉆探的泥漿0.3m/s的速度來(lái)說(shuō)是非常緩慢的。

1.2.2 鉆進(jìn)速度

由于灌注樁大多屬于粘土層鉆進(jìn)，因此受土層硬度、強(qiáng)度參數(shù)較小的影響，鉆具容易刻取粘土，為了減小擴(kuò)孔率、保持鉆進(jìn)的穩(wěn)定進(jìn)行，必須要對(duì)鉆速進(jìn)行控制，將其限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。

2 灌注樁的灌注環(huán)節(jié)

2.1 樁孔的清理

首先，通過(guò)撈取砂卵石的鉆頭將樁孔內(nèi)的砂卵石清理干凈，并通過(guò)泥漿循環(huán)的方法對(duì)樁孔中的粘土進(jìn)行清理，降低孔內(nèi)泥漿比重，確保在進(jìn)行灌注時(shí)，混凝土能夠順利到達(dá)樁孔底部，將泥漿擠壓出來(lái)，一般來(lái)說(shuō)，樁孔經(jīng)過(guò)清理之后，其泥漿比重為1.14。

2.2 混凝土灌注

在正式進(jìn)行灌注前，應(yīng)先進(jìn)行一次試灌。由于混凝土在灌注過(guò)程中會(huì)受到導(dǎo)管的摩擦阻力以及泥漿擠壓的反作用力，因此必須增加壓力，才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出來(lái)。在混凝土灌注的過(guò)程中，需要對(duì)導(dǎo)管的提升速度進(jìn)行控制，使混凝土能夠充分克服摩擦阻力下降，確保泥漿能夠有一個(gè)順利排出的通道，如果控制不力，就容易導(dǎo)致夾泥、縮徑等現(xiàn)象的發(fā)生。在對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行提升時(shí)，其內(nèi)部的混凝土必須要足夠的壓力與泥漿相抗衡，避免泥漿進(jìn)入導(dǎo)管之中。一般來(lái)說(shuō)，管內(nèi)要保持約3m～4m長(zhǎng)的混凝土柱。

3 成孔過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理辦法

3.1 縮徑問(wèn)題

在灌注樁鉆孔的鉆進(jìn)過(guò)程中，地應(yīng)力會(huì)沿著相對(duì)較軟的巖層釋放出來(lái)，導(dǎo)致縮徑。另外，如果在鉆進(jìn)的過(guò)程中壓力過(guò)大，就會(huì)使鉆頭迅速穿過(guò)淤泥層，這樣一來(lái)，淤泥就會(huì)從周?chē)貐^(qū)向鉆孔內(nèi)集中，側(cè)壓力最終會(huì)與孔內(nèi)的泥漿壓力平衡，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致卡鉆。

就以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，防止縮徑問(wèn)題的方法主要有3種：1）對(duì)鉆進(jìn)進(jìn)行嚴(yán)格的管理，鉆機(jī)的操作由經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員完成，嚴(yán)禁其它人員隨意操作；2）當(dāng)鉆進(jìn)位置達(dá)到淤泥層時(shí)，使用粘土泥膏，將鉆機(jī)的鉆進(jìn)壓力縮減為0；3）確保鉆機(jī)處于一個(gè)低速運(yùn)行的狀態(tài)，保持無(wú)油壓空轉(zhuǎn)。另外，為了保障鉆孔不出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，還應(yīng)該在鉆孔結(jié)束后對(duì)容易出現(xiàn)縮孔的地層進(jìn)行至少一次的掃描。

3.2 坍孔問(wèn)題

坍孔問(wèn)題的誘因有很多種，常見(jiàn)的原因有地質(zhì)情況復(fù)雜、泥漿稠度過(guò)低、釋放量高于泥漿對(duì)孔壁的壓力等。在對(duì)坍孔問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)生原因選擇合理的處理方式，對(duì)于因地層復(fù)雜而導(dǎo)致的坍孔問(wèn)題，應(yīng)在鉆孔之前仔細(xì)閱讀工程地質(zhì)勘查報(bào)告，全面、詳盡的了解有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題。如果在成孔的過(guò)程中發(fā)生了坍孔現(xiàn)象，主要的補(bǔ)救措施有兩個(gè)：一是繞開(kāi)該樁位；二是進(jìn)行回填，待其密實(shí)之后再重新鉆進(jìn)。如果坍孔問(wèn)題發(fā)生在灌注過(guò)程中，那么主要的補(bǔ)救措施也有兩個(gè)：一是回填，并在回填孔附近加設(shè)扁擔(dān)樁或梅花樁；二是用硬片時(shí)將原孔回填，待其密實(shí)后再使用沖擊鉆重新鉆進(jìn)，該方法多見(jiàn)于那些對(duì)工程質(zhì)量要求極高的水利工程當(dāng)中。為了避免因泥漿稠度過(guò)低而導(dǎo)致的坍孔問(wèn)題，可以通過(guò)適當(dāng)增加泥漿比重的方法予以避免。

3.3 斜孔問(wèn)題

在軟硬巖層交替的部位，斜孔現(xiàn)象是非常容易出現(xiàn)的，其產(chǎn)生原因?yàn)殂@進(jìn)壓力過(guò)大，鉆頭向著相對(duì)軟弱的方向傾斜。斜孔問(wèn)題的存在輕者影響鋼筋籠的順利下放，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)樁的承載能力造成影響，極易產(chǎn)生安全隱患，因此是必須予以消除的質(zhì)量問(wèn)題。

為了避免斜孔問(wèn)題的出現(xiàn)，在鉆進(jìn)過(guò)程中工作人員應(yīng)對(duì)鉆速進(jìn)行控制，對(duì)于那些已經(jīng)出現(xiàn)斜孔問(wèn)題的樁孔，需及時(shí)進(jìn)行糾正。如果采取的糾正措施無(wú)效，則應(yīng)進(jìn)行回填，待其密實(shí)后重新鉆進(jìn)。

4 灌注過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理辦法

4.1 導(dǎo)管堵塞問(wèn)題

為了避免導(dǎo)管堵塞問(wèn)題的發(fā)生，在組裝之前要對(duì)導(dǎo)管的內(nèi)部平順度和密封性進(jìn)行檢查。在進(jìn)行混凝土的攪拌時(shí)，應(yīng)對(duì)骨料坍落度、規(guī)格、攪拌時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。另外，在灌注的過(guò)程中也應(yīng)注意防止在導(dǎo)管內(nèi)部形成高壓氣囊，可以通過(guò)上下反復(fù)抽插的方法來(lái)進(jìn)行消除，如果無(wú)法消除，則應(yīng)立即停止灌注，并使用長(zhǎng)桿進(jìn)行疏通消除。

4.2 埋管問(wèn)題

就以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，埋管問(wèn)題大多發(fā)生在灌注的過(guò)程中，主要受混凝土初凝時(shí)間、流動(dòng)性保持時(shí)間、導(dǎo)管允許埋入最大深度、導(dǎo)管直徑等因素的影響，如果導(dǎo)管埋入的深度過(guò)大，那么其上部的混凝土就會(huì)發(fā)生初凝，導(dǎo)管內(nèi)的混凝土因此無(wú)法順利流動(dòng)，埋管現(xiàn)象由此發(fā)生。

為了避免埋管問(wèn)題，在灌注過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻注意對(duì)導(dǎo)管埋深進(jìn)行控制，做到勤拆導(dǎo)管、對(duì)混凝土面的深度位置進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，混凝土面每上升5m就應(yīng)該對(duì)相應(yīng)數(shù)量的導(dǎo)管進(jìn)行拆除。

5 結(jié)論

灌注樁是水利工程中的重要工序之一，灌注樁的施工質(zhì)量直接影響著整個(gè)工程的質(zhì)量，因此必須要引起工作人員的足夠重視。由于灌注樁施工質(zhì)量的影響因素較多，因此除了要嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行挖孔和灌注之外，還應(yīng)對(duì)容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題做到心中有數(shù)，采取相應(yīng)的措施積極避免，為水利工程質(zhì)量的保障和提升提供更多的保障。

[1]袁國(guó)林.水利工程中灌注的施工工藝與質(zhì)量控制[J].陜西水利，2009(6)：90-91.

[2]朱家英.灌注樁在水利工程基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用初探[J].中國(guó)科技博覽，2010(35)：358-358.

[3]陳偉，安婷婷，韓素麗.水利工程中鉆孔灌注樁施工控制研究[J].科技信息，2010(13X)：288-288.

[4]黃興華，韋小明.鉆孔灌注樁在水利工程施工中的應(yīng)用探討[J].科學(xué)之友：下旬，2010(9)：75-76.

[5]劉剛，黃雪，張劍俠.鉆孔灌注樁在水利施工中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)科技縱橫，2010(5)：114.

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