淺析J渡槽樁基礎施工技術

□程 剛（新疆伊犁河流域開發建設管理局）

1 工程概況

J渡槽位于某輸水干渠工程第三標段（樁號36+974.086～37+234.086），由槽身段、進出口漸變段及河道整治三部分組成，全長260 m,主槽為九跨，每跨20 m。上部結構為簡支帶拉桿矩形槽，沿縱向施加預應力。矩形槽梁高5 m，矩形槽過水斷面5.20 m×3.64 m。槽體底板厚度0.50 m，側墻厚度0.50 m，拉桿布置間距2 m，尺寸0.40 m×0.50 m。下部槽墩為雙柱式框架槽墩，基礎為灌注樁基礎，埋深20 m以上，灌注樁直徑D＝1.50 m，兩樁中心間距5.70 m，凈距4.20 m，共有20根樁。渡槽設計流量63m3/s，槽身過水斷面尺寸5.20m×3.64m，槽內設計水深3.64m，渡槽縱坡i=1/800。

2 樁基施工方案

樁基礎采用旋挖鉆機旋挖鉆孔，導管法灌注混凝土。首先進行樁位放樣定位，確定每個樁的位置，然后安裝旋挖鉆機，隨即進行鉆進作業，鉆進完一個孔位并驗收合格后，將鉆機移至另一個樁位，同時對已經完成鉆孔的樁基進行鋼筋籠安裝及混凝土灌注作業，從而保證連續施工。

3 施工方法

3.1 施工準備

鉆孔的準備工作主要有樁位測量及放樣、制作和埋設護筒、泥漿備料調制、泥漿循環系統設置及準備鉆孔機具等。

3.1.1 埋設護筒

護筒用6mm鋼板制成，護筒內徑為1.70m，整體每節高2m，兩端用厚10mm鋼板焊成法蘭盤以備連接，護筒頂端留有高40cm、寬20cm的出漿口，底節護筒下端設刃腳，護筒頂高出地面0.50m，護筒宜埋入泥巖1.50 m左右，護筒頂高出施工水位或地下水位2.00 m。

3.1.2 泥漿拌制

根據樁基的分布位置，在施工現場設置儲漿池、沉淀池并用循環槽連接，池的尺寸均為5 m×5 m，深1.50 m。根據施工圖計算黏土需求量，并提前將黏土運至施工現場，采用機械拌制，制漿前盡量將黏土塊打碎，以縮短機械攪拌時間。

3.2鉆孔施工

旋挖鉆機鉆孔先鉆頭著地，旋轉開孔。利用鉆頭下端的切削刃對土層進行切削破碎，切削的土體被擠進鉆斗，裝滿后將鉆斗提升出孔口，旋轉鉆機底盤，并開啟鉆斗閥門，將土體排放，如此反復，直至孔底標高。在接近設計標高時應減小鉆頭的提升速度，以免引起持力層的松弛帶動鉆桿下端的鉆頭。鉆孔作業連續進行，因故停鉆時，必須將鉆頭提離孔底5 m以上以防止坍孔埋鉆。

3.3 鋼筋骨架加工及吊放

3.3.1 鋼筋下料與制作

所有鋼筋籠下料時，主筋均比設計樁長加長50 cm，以方便排架墩施工時截樁、接樁。由于每個樁基長度不一致每組骨架的各節段要排好次序，掛上樁基礎的編號。

3.3.2 鋼筋骨架的吊放

鋼筋骨架入孔時，由吊車配合鉆機吊裝：在安裝鋼筋骨架時，采用兩點起吊。第一吊點設在骨架的下部，第二吊點設在骨架長度的中點到上1/3點之間，并采取措施對起吊點予以加強，以保證鋼筋骨架在起吊時不致變形。吊放鋼筋骨架入孔時應對準孔徑，保持垂直，輕放、慢放入孔，入孔后應徐徐下放，嚴禁高提猛落和強制下放。

3.3.3 聲測管和導管安裝

按照施工圖要求埋設3根聲測管，將Φ57聲測管固定在鋼筋籠上，每節聲測管長6 m，聲測管通過Φ70套管連接，底部采用Φ70×12鋼板焊接封閉。灌注混凝土導管用直徑300 mm的鋼管，每節長2 m，配2節長1 m短管，由管端粗絲扣、法蘭螺栓連接，接頭處用橡膠圈密封防水，導管使用前進行水密承壓和接頭抗拉試驗。混凝土澆注架由型鋼做成，用于支撐懸吊導管，吊掛鋼筋籠，上部放置混凝土漏斗，混凝土由進料斗經儲料斗倒入漏斗，并隨即卸入導管直接澆注，同時用吊車配合鉆架吊放拆卸導管。

3.4 鉆孔清理

鉆到設計高程后，采用抽漿換漿法清孔，鉆頭提出孔外，采用泥漿泵一邊把孔底泥漿、鉆渣混合物抽出孔外，一邊向孔內補充經泥漿池凈化后的泥漿。在清孔時始終保持水位高度及泥漿的稠度，以防止坍孔。由于安放鋼筋骨架及導管準備澆注水下混凝土，這段時間的間隙孔底易產生新渣，待安放鋼筋骨架及導管就序后，再利用導管進行第二次清孔。清孔的方法是在導管頂部安設一個彎頭和皮籠，利用泥石泵將孔底泥漿混合物通過導管抽出，以達到置換沉渣的目的。施工中勤搖動導管，改變導管在孔底的位置，保證沉渣置換徹底。待孔底泥漿各項技術指標均達到設計要求，且復測孔底沉渣厚度在設計范圍以內后，清孔完成，立即進行水下混凝土灌注。

3.5 灌注水下混凝土

采用豎向導管法灌注水下混凝土，見圖“1J渡槽樁基礎隔水球式導管法施工示意圖”。灌注前，導管下端距孔底沉渣0.30～0.50m為宜。接頭法蘭盤外宜設錐形活套，底節導管下端不得有法蘭盤，以防導管升降時卡住鋼筋籠。混凝土灌注應符合以下技術條件：

3.5.1 漏斗和儲料斗使用和選擇

漏斗和儲料斗用6 mm鋼板制作，斗內壁光滑、平整、不漏漿、不掛漿、混凝土下放順暢，漏斗容量為1.50 m3。混凝土的初入量要＞2.70 m（3以沉渣0.50 m計），初灌時，先將漏斗放滿，灌注中，罐車同時向漏斗里放料，以確保導管埋入混凝土的深度在1～3 m 之間。

圖1 J渡槽樁基礎隔水球式導管法施工示意圖

3.5.2 導管使用和規格選用

導管用直徑300 mm的鋼管，壁厚6 mm，每節長2 m，配2節長1 m短管，由管端粗絲扣、法蘭螺栓連接，接頭處用橡膠圈密封防水。導管制作應堅固、內壁光滑、順直、光潔，各節導管內管應大小一致，偏差≤±2 mm。其軸線誤差≤孔深的0.50%，亦不大于10 cm。導管使用前，進行接長密閉試驗，試壓可用水壓或風壓進行，其壓力大小宜等于孔底靜水壓力的1.50倍，同時要檢查防水膠墊是否完好，有無老化現象，導管使用后涂油、編號，以保證灌注混凝土過程中不漏水、不破裂和使用有序。混凝土灌注期間用吊車和鉆架吊放拆卸導管。混凝土封底，必須有隔水栓。

3.5.3 灌注水下混凝土施工操作

在混凝土灌注過程中，要防止混凝土拌和物從漏斗溢出或從漏斗處掉入孔底，使泥漿內含有水泥而變稠凝固，致使測深不準。同時應設專人注意觀察導管內混凝土下降和井孔水位上升，及時測量復核孔內混凝土面高度及導管埋入混凝土的深度，做好詳細的混凝土施工灌注記錄，正確指揮導管的提升和拆除。探測時必須仔細，同時以灌入的混凝土數量校對，防止錯誤。

施工中導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。如導管法蘭盤卡住鋼筋骨架，可轉動導管，使其脫開鋼筋骨架后，移到鉆孔中心。提升導管時，必須同時測量混凝土面的高度，根據測量數據確定導管的提升長度。當導管提升到法蘭接頭露出孔口以上一定高度，可拆除1節或2節導管（視每節導管長度和工作平臺距孔口高度而定）。拆除導管動作要快，拆裝一次時間一般≤15 min。要防止螺栓、橡膠墊和工具掉入孔中，注意安全。已拆下的導管要立即清洗干凈，堆放整齊。

當混凝土面超過護筒底2 m時，可使用搖管機拔起護筒。混凝土面任何時候都需保持在護筒靴以上至少1 m的高度，護筒全部回收后，為避免坍孔，樁孔需使用非粘性材料回填。

3.5.4 樁基檢測

樁基混凝土待強度達到一定要求時，利用聲波檢測儀通過聲測管檢測樁基的完整性和承載性能，在確定樁基質量合格后方可進行排架及聯系梁施工。

4 結語

總之，在進行鉆孔灌注樁施工的過程中要按照監理批復的施工作業指導書，注意加強對施工質量的控制，施工過程中始終堅持“嚴細、快速”的原則，嚴把每道程序關，確保灌注樁的成樁質量。

[1]水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準-地基處理與基礎工程（SL633-2012）[S].北京：中國水利水電出版社，2012.

[2]楊占山，張傳才.鉆孔灌注樁在水利工程中的應用現狀[J].水利科技與經濟，2008（01）.

[3]張犟.淺談水利工程中灌注樁的應用[J].陜西水利，2009（11）.