陳宏景 黃智剛 林一庚

(1.福州水務(wù)投資發(fā)展有限公司，福建 福州 350001；2.福州水務(wù)平潭引水開發(fā)公司，福建 福州 350001；3.福州城建設(shè)計研究院有限公司，福建 福州 350001)

灌注樁技術(shù)工藝、施工流程十分復(fù)雜，技術(shù)要求異常嚴(yán)苛。與傳統(tǒng)混凝土澆筑施工技術(shù)相比，工程項目相關(guān)單位在施工時要注重施工質(zhì)量管理，重視施工工藝，結(jié)合施工實際，科學(xué)作業(yè)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程進行施工，才能確保施工質(zhì)量。

1 灌注樁施工技術(shù)概述

1.1 灌注樁工藝優(yōu)點

在工程項目中灌注樁技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，其對不同地質(zhì)和水文環(huán)境的適應(yīng)性強，且技術(shù)發(fā)展成熟，可提升地基穩(wěn)定性、承載力[1]，也可在施工中使土壤的密度不斷增加，為后期工程推進奠定基礎(chǔ)。如果地下工程采用灌注樁施工技術(shù)，可有效降低施工中的噪聲，特別是鉆孔后直接澆筑混凝土，噪聲和連續(xù)的振動將得到有效降低，保證施工環(huán)境的相對穩(wěn)定性，并可減少制作大直徑樁基的工作量，減少運輸和樁基制作的工作量，提高樁基的實用性。灌注樁推動了水利水電施工技術(shù)向更高領(lǐng)域發(fā)展。

1.2 灌注樁施工原理

灌注樁技術(shù)，主要采用人工或機械設(shè)備進行鉆孔，在水利工程建設(shè)項目中主要用于基礎(chǔ)構(gòu)造施工，在水利工程總體設(shè)計中有著非常重要的作用?；炷恋牧W(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度、構(gòu)造的整體穩(wěn)定性，通過鉆孔中水泥漿輸入量和深入程度來保證。為保證合理施工，在施工過程中，設(shè)置符合規(guī)定的灌注隔離區(qū)，減少外界因素的影響，提高混凝土質(zhì)量。

1.3 灌注樁施工工藝流程

灌注樁施工工藝基本流程主要包括15個環(huán)節(jié)，見圖1。

圖1 灌注樁施工工藝流程

2 灌注樁實用工程概況

福建省平潭及閩江口水資源配置(一閘三線)工程，位于福建省東南部，是解決平潭綜合實驗區(qū)及閩江口南岸地區(qū)供水問題，促進區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的大型水資源配置工程。工程由莒口攔河閘，竹岐至大樟溪引水線路，大樟溪至福清、平潭輸水線路和大樟溪至福州、長樂輸水線路組成，輸水線路總長度181.58km。

本文選擇福建省平潭及閩江口水資源配置工程第5標(biāo)段(石溪—跨海管道段福清一側(cè)起點及閩調(diào)龍高線輸水線路工程)為工程實例(設(shè)計線路總長36.071km)，探究灌注樁施工工藝技術(shù)要求及質(zhì)量控制對策。

3 灌注樁施工質(zhì)量控制

水利工程中的灌注樁施工必須嚴(yán)格按照建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行，要求相關(guān)項目負(fù)責(zé)人對整個工程項目進行嚴(yán)格管控。工程項目管理人員需在各個施工階段做好檢查和重點質(zhì)量問題的排查。為保證施工要求，采用靜荷載試驗、動測法對灌注樁承載能力進行檢驗[2]，以保證工程施工質(zhì)量。

3.1 施工工藝

結(jié)合本工程水文地質(zhì)特點、設(shè)計文件和業(yè)主有關(guān)合同文件的要求，管道施工均采用灌注樁支護施工工藝，福建省平潭及閩江口水資源配置(一閘三線)工程灌注樁施工工藝基本要求主要包括以下內(nèi)容：根據(jù)施工圖紙布置灌注樁型式，并復(fù)勘場地地質(zhì)條件，復(fù)核灌注樁尺寸，選擇適合的施工機械；設(shè)置樁基軸線的水準(zhǔn)基點和高程控制點，為便于長期觀測，水準(zhǔn)基點和高程控制點的設(shè)置，應(yīng)與施工場地有一定距離，位置坐標(biāo)穩(wěn)定，不受施工影響。施工過程中，為保證測量精度，應(yīng)經(jīng)常進行復(fù)測；成孔和成樁機械設(shè)備，應(yīng)安裝在平整堅固的場地，確保其在施工過程中不會發(fā)生傾斜和移位，為保證施工質(zhì)量，在樁架或樁管上安裝用于觀測深度和斜度的設(shè)備；灌注樁工程施工前，選擇有代表性部位核對地質(zhì)條件，在監(jiān)理人員旁站指揮下，進行成孔或成樁試驗，以驗證設(shè)備、施工參數(shù)和工藝；成孔的控制深度必須保證設(shè)計樁長；混凝土灌注樁施工允許偏差須滿足規(guī)范要求；當(dāng)樁孔距小于4倍樁孔半徑時，采用間隔跳打施工工藝，以防止發(fā)生串孔，影響成樁質(zhì)量。

3.2 施工技術(shù)控制分析

3.2.1 場地清理

在灌注樁施工前期，應(yīng)進行施工場地的除軟土、清除雜物和整平壓實等工作。但當(dāng)工程處于陡坡或淤泥中時，可選用型鋼或者枕木等剛性材料搭設(shè)臨時工作平臺，工作平臺應(yīng)能承受施工作業(yè)時的靜荷載和動荷載，并保證施工設(shè)備能夠根據(jù)施工進度進行安全的移動。

3.2.2 護筒的技術(shù)要求

3.2.2.1 護筒埋設(shè)要求

護筒起保護孔位、維持孔內(nèi)水頭防止孔口坍塌的作用，因此，護筒的安全性必須得到保證。護筒采用4mm鋼板焊接而成，埋設(shè)時注意以下要求：護筒應(yīng)選擇不易變形的材料，且同心度好，不易漏水，起拔方便，并可以重復(fù)使用，降低施工成本；護筒埋深1.0～1.5m，內(nèi)徑大于鉆頭直徑100mm，管長應(yīng)滿足鉆孔內(nèi)泥漿面高度的要求。

3.2.2.2 樁位測放流程

由業(yè)主或監(jiān)理及項目部負(fù)責(zé)測量控制點交接與復(fù)合，并進行樁位坐標(biāo)計算，在經(jīng)過監(jiān)理單位復(fù)檢，然后進行測放樁位及樁位自檢后，項目組按樁位進行打樁。埋設(shè)護筒時按十字交叉定位法釘引線樁，以十字交點為圓心，護筒坑半徑應(yīng)大于護筒半徑50～100mm。護筒埋設(shè)應(yīng)位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定，護筒中心與樁位中心的偏差不大于50mm。樁位測放流程見圖2。

圖2 樁位測放流程

3.2.3 鉆進成孔

3.2.3.1 沖冼液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置規(guī)定

施工過程中循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池、泥漿泵、廢漿池、沉淀池循環(huán)槽和泥漿輸送管道組成。其中，6m3泥漿沉淀池2個， 30m3泥漿池1個。

循環(huán)槽預(yù)設(shè)坡度1∶200，確保循環(huán)槽的斷面積能使沖冼液正常循環(huán)不外露。施工過程中，應(yīng)及時清除沉淀池和循環(huán)槽內(nèi)沉淀的鉆渣等雜物，控制黏度變化和泥漿比重，實時調(diào)整泥漿性能，及時將雜物運出現(xiàn)場，以防鉆渣、廢漿等污染施工場地。

鉆孔初始階段，泵入清水原土自然造漿，當(dāng)遇到易坍塌、縮徑地層或返砂不利等情況時，為提高泥漿質(zhì)量，可采用人工造漿，以保證鉆孔孔壁的穩(wěn)定性。

3.2.3.2 泥漿的制備和處理

制備泥漿選用高塑性黏土或膨潤土。泥漿根據(jù)施工機械、工藝及穿越土層情況進行配合比設(shè)計。在黏土、壤土地層中鉆孔時，可用原土造漿護壁、排渣。穿過砂性土或砂層鉆孔時，須采用制備泥漿，泥漿的濃度要適當(dāng)。鉆進過程中，要檢測泥漿密度，定期測定泥漿黏度、含砂量和膠體率。施工后廢棄的泥漿、沉渣按環(huán)境保護的有關(guān)規(guī)定處理，保證其不對環(huán)境造成污染。

3.2.3.3 施工操作要點

鉆進過程中，根據(jù)土層情況進行加壓，起始階段應(yīng)壓力輕、轉(zhuǎn)速慢，逐步提高壓力和轉(zhuǎn)速，逐漸步入正常。當(dāng)遇松軟土層時，更要控制鉆進速度，時刻觀察泥漿補給情況。護筒內(nèi)泥漿液面應(yīng)至少超出地下水面1m；受水位漲落影響時加高至1.5m。

鋼筋籠的下放和混凝土的灌注，應(yīng)在鉆進成孔后的120min內(nèi)進行，避免鉆孔內(nèi)涌水或渣土下落造成孔眼堵塞。

施工過程中，若發(fā)現(xiàn)土體情況與地質(zhì)勘察資料不符，應(yīng)采取必要的處理措施，并及時通知項目經(jīng)理。鉆進過程中如出現(xiàn)坍孔或鉆孔縮徑，可在事故段投入黏土，然后采用潛水鉆進行固壁。當(dāng)坍孔、縮徑情況嚴(yán)重或泥漿突然漏失時，應(yīng)立即回填黏土穩(wěn)定孔壁，再進行處理。

鉆孔發(fā)生傾斜時，可往復(fù)掃孔進行糾正，如此方法無效，可回填黏土至偏孔處50cm以上，重新鉆進?？妆谝笃街保@孔垂直度允許偏差為1%，孔徑允許偏差為±5cm，樁底沉渣厚度應(yīng)小于10cm。

施工時，應(yīng)按照設(shè)計圖紙位置定位鉆孔，開孔位置與設(shè)計位置允許有不大于10cm的偏差，并做到實際孔位有記錄備查。

3.2.4 鋼筋籠的制作及吊裝要求

3.2.4.1 鋼筋籠制作

鋼筋進場前需進行質(zhì)量檢驗，檢驗合格后根據(jù)其規(guī)格、型號分別堆放，并做好標(biāo)識，以便施工使用。鋼筋籠焊接前，需進行鋼筋切割、調(diào)直、螺旋筋制作和清污處理等工作。

鋼筋籠的制作和綁扎在現(xiàn)場就地進行。主筋連接宜采用對焊或電弧焊，主筋接頭在同一截面內(nèi)的數(shù)量不得超過50%，相鄰兩根主筋接頭截面的距離不小于35d(d為主筋直徑)且不小于500mm，主筋與加強筋、箍筋之間的交叉點采用電弧點焊固定。

“歷史意識要求應(yīng)當(dāng)從每一個過去的自身存在去觀看過去時，也就是說，不從我們現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)和成見出發(fā)，而是在過去自身的歷史視域中來觀看過去”［2］415，所以理解“以詩為詞”就要從理解蘇軾的文學(xué)創(chuàng)作論出發(fā)。

為確保鋼筋籠的混凝土保護層厚度，在主筋外側(cè)沿軸線方向以3～5m為一斷面，每個斷面焊4～6個扁鋼定位器。保護層的允許偏差為±20mm。鋼筋籠制作偏差符合表1的規(guī)定。

表1 混凝土灌注樁鋼筋籠制作偏差

3.2.4.2 鋼筋籠吊放

在終孔檢測合格后，方可進行鋼筋籠吊放，鋼筋籠吊放前進行垂直校正。為保證鋼筋籠頂標(biāo)高符合設(shè)計要求，成孔后需測量每根灌注樁的孔頂標(biāo)高以確定吊筋長度，在主筋上采用雙面搭接焊的方式焊接兩根直徑為10mm的吊筋。

鋼筋籠用樁架上的卷揚機吊放，吊放要對準(zhǔn)孔位，垂直緩慢地放入孔內(nèi)，不得碰撞孔壁。就位后鋼筋籠頂、底高程符合施工圖紙規(guī)定，誤差不大于50mm。鋼筋籠頂部設(shè)有固定裝置，就位后立即進行固定，防止上浮或下沉。

鋼筋籠吊放完畢后，進行隱蔽工程驗收，合格后立即進行水下混凝土灌注。

3.3 灌注技術(shù)要求

水下混凝土灌注時間是成樁質(zhì)量的關(guān)鍵因素，應(yīng)進行連續(xù)灌注，單樁混凝土灌注時間不宜過長。

孔內(nèi)水下混凝土采用導(dǎo)管法灌注。導(dǎo)管壁厚不小于3mm，直徑為200～250mm，直徑制作偏差不超過2mm。導(dǎo)管內(nèi)壁光滑平順，有足夠的通過能力。底管長度不小于4m，用法蘭或雙螺紋方扣快速接頭。

導(dǎo)管使用前進行試拼裝，并進行注水打壓試驗(0.6～1.0MPa)，以不漏水為合格。鋼筋籠的內(nèi)徑大于導(dǎo)管接頭外徑100mm以上。所用隔水栓均具有良好的隔水性能，保證順利出水。導(dǎo)管吊放入孔時，將橡膠圈安放周正嚴(yán)密，確保其密封性能良好；導(dǎo)管在樁孔內(nèi)的位置應(yīng)保持居中，防止導(dǎo)管發(fā)生偏移，撞壞鋼筋籠或損壞導(dǎo)管。導(dǎo)管下端口高出沉渣面300～500mm。

混凝土正常灌注時，導(dǎo)管埋深宜為2～6m，以防斷樁或埋管事故，并有專人負(fù)責(zé)測量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土面的高差，填寫水下混凝土灌注記錄。有足夠的混凝土儲備，使導(dǎo)管埋入混凝土面以下至少80cm?；炷凉嘧⑦^程中嚴(yán)禁將導(dǎo)管下口提出混凝土表面。灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管保證埋入混凝土面以下1m，入孔前混凝土攪拌均勻，保證入孔塌落度，防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象或有空氣壓入。連續(xù)進行水下混凝土灌注時，每根樁的澆筑時間按初盤混凝土的初凝時間控制?？刂谱詈笠淮蔚墓嘧⒘浚瑯俄敳坏闷?，必須保證暴露的樁頂混凝土達到設(shè)計強度值?；炷凉嘧⒘康某溆禂?shù)不小于1.1。

灌注樁混凝土澆筑12h后，用草袋覆蓋樁頂，并灑水養(yǎng)護21天。

4 結(jié) 語

灌注樁技術(shù)工藝、施工流程十分復(fù)雜，技術(shù)要求異常嚴(yán)苛。本文結(jié)合福建省平潭及閩江口水資源配置(一閘三線)工程對灌注樁施工技術(shù)進行了詳細(xì)的論述，并進行了關(guān)鍵技術(shù)要求分析，力求灌注樁施工技術(shù)更加優(yōu)越，從而節(jié)約施工成本，提高工程質(zhì)量，使工程獲得更大的經(jīng)濟和社會效益。