電力建設工程中鉆孔灌注樁施工技術分析

于建明

摘要：鉆孔灌注樁施工是電力建設工程中地基工程的重要組成部分。施工過程中，必須要針對地基情況，采取合理的技術方案，整合優化資源配置，加強過程控制，及時處理施工中遇到的各種問題。

關鍵詞：鉆孔灌注樁施工；施工技術；技術保證

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2014）02019503

隨著我國電力建設事業的迅速發展，海外市場逐漸擴大，電力建設逐漸向全球發展，在施工過程中遇到的地質環境復雜多變，一旦確定樁基礎，其覆蓋面廣，工程量較大，因此就對地基工程施工在成本、進度、安全和質量的控制提出了較高的要求，尤其是成孔灌注樁的施工就顯得尤為重要。本文主要以中東沙特阿拉伯地區為例介紹鉆孔灌注樁的施工工藝及施工方法，山東電力建設第三工程公司在本項目施工過程中，采用合理的施工方案，對成本、進度、安全和質量的控制都產生了積極的影響。

1施工條件

山東電力建設第三工程公司駐中東沙特阿拉伯地區燃氣機組EPC總承包項目，總裝機容量2048MW，由12臺燃機發電機組和5臺汽輪發電機組組成，地理位置位于波斯灣北岸，地質條件以砂土為主，根據設計要求，整個電廠樁基礎的直徑均為Φ600mm，總量約12000根。工程量較大，工期緊張，施工過程存在加大的壓力。

公司根據當地的環境條件，優化施工方案，合理配置資源，加強施工過程控制，圓滿完成了EPC合同的要求。

2資源及施工機械

3材料準備

（1）混凝土：C40混凝土抗滲等級S2，塌落度：（170±25）mm。

（2）鋼筋：環氧涂層鋼筋，滿足ASTM 615規范要求。

（3）綁扎絲：帶有塑料環氧涂層的綁扎鐵絲。

（4）墊片：混凝土或者塑料墊片。

4施工流程

4.1場地平整

根據樁基設計標高進行場地平整并進行夯實，平整標高比樁基混凝土澆筑標高高出30cm。

4.2 測量放樣

首先應用全站儀測定基樁軸線和樁位標志并填寫記錄。樁基軸線和樁位楊莊的定位點宜設置在不受鉆孔灌注樁施工影響的地點，在施工過程中應經常檢查，點位點需要移動時，應先檢查正確性并做好測量記錄，所有定位點必須加以妥善保護以便在施工全過程中能迅速準確地進行測量與檢查。利用原有的設計網點，加密布設控制點，補充施工需要的水準點。

4.3放置鋼護筒

鋼護筒在具有資質的鋼結構車間加工制作成型，加工質量應符合設計及施工規范要求。鋼護筒采用8mm厚鋼板卷焊成內徑為600mm的圓形套筒，用電焊接縫，焊縫要飽滿，焊渣要清除干凈；在鋼護筒上、下兩端的外壁，各加焊一個8mm厚、50mm寬的環形鋼箍，作為加強肋，以免護筒沉放時內卷，鋼護筒底口消成刃腳，便于穿過拋石層；再在鋼護筒外壁的中部，均勻分布地加焊8mm厚、50mm寬的環形鋼箍，作為加強肋。

鋼護筒放置需要使用履帶式吊車及振動式壓力機配合就位，鋼護筒吊裝安裝就位后，檢查縱橫向位置偏差及垂直度滿足規范規定。

4.4鉆孔

成孔施工分班連續進行，施工一氣呵成，不得在中途停頓，如因故停止，將鉆頭提升至孔口處，避免被泥漿埋住。

施工過程中及時詳細填寫鉆進記錄，交接班時交代鉆進情況及應注意的問題。當鉆進成孔至設計巖層時，及時向監理報驗，確認達到設計巖層后，再繼續沖擊至設計深度。

4.5終孔及清孔

當達到設計終孔標高后，每孔均進行超前鉆，鉆進孔底約鉆錐高的1/3，確定達到設計標高后，對孔深、孔徑和孔位等進行檢查，然后填寫終孔檢查表，及時通知甲方代表、監理及設計人員到現場驗孔。

成孔工序驗收合格后，進行第一次清孔，采用換漿法，即鉆孔完成后，提升鉆頭至距離孔底約20cm，繼續上下擺動攪拌泥漿，同時將比重較低的泥漿（約1.20左右）壓入孔內，逐步將孔內懸浮的沉渣和比重較大的泥漿換出，換至孔內泥漿比重低于1.20以下為止。

清孔后，孔內沉淀物厚度不大于5cm，泥漿指標為：比重1.08—1.20；粘度17—25s；含砂率<8%；膠體率>98%。

4.6鋼筋籠安裝

清孔完畢，經檢查孔深、孔徑和豎直度檢查符合要求后，即進行鋼筋籠施工。

鋼筋籠集中預制，設專人負責，確保鋼筋骨架的幾何尺寸和綁扎質量。為保證在運輸過程中不變形，鋼筋籠內用十字支撐加固。鋼筋籠用吊車吊入孔內，防止碰撞孔壁，要緩緩下落，下插困難時，可采用正反旋轉。鋼筋籠下到設計標高后，用懸掛器將其與護筒或平臺連接牢固，防止鋼筋籠發生掉籠或浮籠現象。

鋼筋籠安裝要認真對中，保證樁壁混凝土保護屋的厚度及鋼筋籠標高符合設計要求。鋼筋籠安裝完畢，進行二次清孔。清孔后泥漿性能指針報現場監理工程師驗收。

4.7澆筑混凝土

導管吊裝前進行試拼，檢查接口連接是否嚴密牢固，若接口膠墊有破損，更換后使用。同時檢查拼裝后的垂直情況，根據成孔的總長，確定導管的拼裝長度。使用前進行過球，水密及承壓試驗，試驗時的水壓，大于開孔的水深至1.5倍的壓力。吊裝時，導管位于井孔中央，并在灌注前進行升降試驗。導管吊放完畢，在導管口加封帶管的鐵板，往導管內灌注泥漿，使沉淀在孔底的沉渣漂流，即灌混凝土前換漿工作。

復測孔底標高，檢查沉渣厚度，判斷是否達到設計要求及滿足灌注要求后，方可灌注混凝土。混凝土采用商品混凝土，運至現場后，用混凝土泵車進行灌注混凝土施工。

澆注混凝土期間，配備水泵，吸泥機及高壓射水管等設備，以保持井孔內水頭和及時處理灌注故障，灌注首批混凝土時導管下口至孔底的距離為25～35cm，導管埋入混凝土中的深度不小于1米。

混凝土的澆注連續進行，有短時間間隔時，經常上下抽動導管，使混凝土保持足夠的流動性。灌注過程中邊灌混凝土邊提升導管和拆除一節導管，使混凝土經常處于流動狀態，盡可能縮短拆除導管的間隔時間，當導管底埋至于混凝土的深度達3米左右或導管中混凝土落不下去時，開始將導管提升。提升速度不能過快，提升后導管的埋深不小于2米且不大于6米，根據混凝土的灌注情況和埋管深度逐節拆除導管。提升導管垂直及居中，不能傾斜以免牽動鋼筋骨架。

孔內混凝土面的檢測，采用錘重不小于4kg錐形控測錘探測。混凝土灌注到樁上部5米以內時，不再提升導管，待灌注至規定標高一次撥出導管，撥管采用慢提及反插，灌注的樁頂標高預加0.5～1m。

灌注時取較有代表性的混凝土做抗壓試件，灌注完成后及時清洗灌注工具及清除部分表面泥漿層，待終凝后再鑿除樁頭到混凝土新鮮面。

樁基混凝土質量的檢測，按有關規范的規定方法進行檢測。

保持施工場地的清潔，灌注混凝土過程中，孔內排出多余的泥漿運至指定地點排卸，不得任其四處流淌。

4.8取出鋼護筒

使用履帶式吊車配合振動式壓力機將鋼護筒取出，取出的時候要防止樁基產生裂縫。鋼護筒取出之后，檢查樁基混凝土標高。

5技術保證措施

（1）鉆機就位前，對樁位予以復核，機械就位時，要認真調平、準確對位，保證施工時鉆頭垂線心與樁位中心重疊。

（2）鋼護筒安裝時要確保垂直度及中心位置偏差符合規范，嚴禁蠻力下壓護筒，以免護筒變形影響成樁質量。

（3）成孔過程中，要根據土質狀況控制沖進速度，在護筒刃腳處，應低速慢進。

（4）成孔過程中要及時撈取沖渣樣品及泥樣，并注意泥漿顏色變化，查對土類并作好詳細記錄，以便與設計資料核對。

（5）鋼筋籠安放時，各節之間主筋的焊接要嚴格按規范要求進行，每根鋼筋籠安放就位后必須以強度足夠的鋼筋把鋼筋籠焊接固定在鋼護筒上以免發生澆混凝土時鋼筋籠上浮現象。

（6）鋼筋籠安放后，澆混凝土前要再次清孔內1小時，確保孔內沉渣厚度小于5cm。

（7）為確保已成型的灌注樁質量不鄰近成孔施工影響，混凝土中適當摻入早強劑，以提高混凝土的早期強度。

（8）澆混凝土過程中要反復提升并反插導管，以確保混凝土料均勻并有較高密實度，但提升時要保證導管始終埋在混凝土里不小于2m。

（9）澆混凝土前要根據實際孔深計算好澆混凝土量，澆筑至樁頂標高附近要隨時以探錘探測實際澆混凝土高度，確保最終澆注高度要高出樁頂標高100cm。

（10）灌注樁施工完畢后，適時完成樁頭處理工作，為驗樁作好準備，經驗樁合格后方可進入下道工序施工。

（11）相鄰樁的沖孔，在5米范圍內的其它任何樁的混凝土灌土灌注完成24小時后才能開始，以免擾動正在凝固的鄰樁的混凝土。

（12）鉆孔應連續作業，不得中途停止。

6施工過程中常見的問題及解決方案

鉆孔灌注樁常見的質量問題包括鉆孔偏斜、斷樁及鋼筋籠上浮等。

6.1鉆孔偏斜

造成鉆孔偏斜的主要原因是鉆機安裝就位穩定性差，作業時鉆機安裝不穩或鉆桿彎曲所致。

防治措施：在樁機到位之前，先將場地夯實平整、夯實。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無效，應于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進。

6.2斷樁

由于導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充。

防治措施：成孔后，必須認真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔后及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。灌注混凝土前要準確算出混凝土灌注量。混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠，并嚴格遵守操作規程。嚴格確定混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。在混凝土灌注過程連續、快速，準備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水。確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據導管內外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。

6.3鋼筋籠上浮

造成鋼筋籠上浮的主要原因：鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動性過小，導管在混凝土中埋置深度過大鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上浮；由于混凝土灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。

防治措施：鋼筋籠初始位置應定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土過程中，隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時，及時將導管提至鋼筋籠底端以上。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管提出混凝土面。當發生鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注混凝土，并準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，提升導管后再進行澆注，上浮現象即可消失。

7結束語

鉆孔灌注樁目前在電力建設中的使用已相當普及，但鉆孔灌注樁的施工大部分是水下進行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環節出現問題，都直接影響到整個工程的質量和進度，甚至給投資者造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此，要求基礎施工隊伍在施工技術措施上落實，并加強施工質量管理，密切注意抓好施工過程中每一個環節的質量，力爭將隱患消除在成樁之前。故此在施工前要認真熟悉設計圖紙及有關施工、驗收規范、核查地質和有關灌注樁方面的資料，對灌注樁在施工過程中可能會發生的一些問題進行分析后制定出施工質量標準、驗收實施方案和每根樁的施工紀錄，以便有效地對樁基施工質量加以控制。

參考文獻

[1]JGJ94-2008.建筑樁基技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]JGJ79-2002.建筑地基處理技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.