灌注樁在水利工程中的應用

郭輝　郭鳳英

摘 要：文章主要針對目前水利工程施工中有關灌注樁的施工進行了探討，并針對相關施工工藝進行了分析，著重對控制灌注樁施工質量展開了論述，結合工程實例證實在水利水電工程中使用灌注樁可以收到良好的效果。

關鍵詞：水利工程；灌注樁；技術；工藝

水利工程施工中混凝土構筑物主要施工方法有兩種，一種是水上進行拌合物的拌制，在水下進行灌注；另一種則是水上進行膠凝材料的拌制在水下對骨料通過壓力灌漿的方式予以預填，該種方法目前主要有自流灌注、加壓灌注兩種。隨著科技的發展，混凝土灌注技術向著更加多元化方向發展。在水利工程中水下混凝土施工的結構越來越多，規模越來越大，正是這種施工方式的普及應用使得混凝土灌注樁的應用更加多元化。

1 鉆機的準備

在進行鉆孔前應當對施工場地進行平整，若施工區域為深水區或者淤泥層，那么則應當搭建鉆機所需要的工作平臺。另外還應當建立起符合整體結構物的子控制網，從而有利于測量。此外還需在施工前對施工樁位進行提前虛擬放樣，并從另一測量站予以復核。在安裝鉆機過程中，應當注意保證三點一垂線，且鉆機平穩、固定，以此保證鉆進樁孔的位置、垂度符合施工需要，在鉆機安裝完畢后還需要進行水平、垂度的校驗。由于施工節奏快，鉆機安裝若不達標，在開鉆后很快就會產生各類施工問題，一旦出現問題，則應當立刻停鉆，對鉆機進行調整，避免成孔傾斜狀況的發生。

2 泥漿的調制

通過不斷的實踐可以看出，泥漿的好壞直接影響了鉆孔灌注樁施工的總體質量，因此必須嚴格進行控制。自然造漿是施工常用的方式，若實際需要則可以采用人工造漿的方式，依照一定的比例將粘土、水以及添加劑加以混合。施工過程中應當注意各項泥漿指標必須符合施工需要，尤其在粘度以及比重兩項是影響泥漿質量的基礎要件。若泥漿比重超過規定范圍，那么鉆進速度將會受到影響，還會對孔壁泥皮厚度造成影響。若泥漿比重不達標，那么護壁性能則會相對較差，容易發生坍孔問題。而泥漿品質的調節則需要現場管理水平以及管理經驗，關鍵點在于是否能夠及時對泥漿池溝沉淀物進行及時清理。如果沒有專職勞動力，且排漿設備出現故障，廢漿運輸不達標，那么就無法對泥漿品質進行調節，甚至有時還會因泥漿淤滿而導致沉淀物回灌，影響灌注樁孔的施工。

3 鉆進

鉆進注意事項主要包括以下幾點：首先為快速原則。灌注樁的施工時間越短施工質量越容易保障，但依照實際情況，應當放慢施工的孔必須進行放慢。例如開孔時需要放慢鉆進速度，避免出現孔斜現象，等到導向部位全部鉆進時可以全面加速。又如在淤泥土層鉆進也不能過快，這是因為內淤泥涂層鉆進過快容易出現螺旋形孔。其次，依照實際鉆進狀況可以適當調整泥漿循環量，主要依照地層、鉆進速度進行確定。如果進尺快但泵量小，那么泥漿中泥塊沉渣含量必定多，且泥漿粘稠，成孔質量容易受到影響。如果鉆進地層容易坍塌且松軟，那么若泵量以及壓力過大，則會導致坍孔。再者，若因故停鉆，則應當確保孔內水位以及泥漿的粘度比重在規定范圍內。對孔內事故進行處理以及停鉆時則應當將鉆頭提出。最后，完成鉆孔時，應當對孔徑、孔深以及斜度進行測量，從而保證樁孔達到施工標準需求。

4 清孔

施工所需要的灌注泥漿比重必須達到規定需要，因此施工過程中需要采用兩次清孔以保證灌注所需泥漿可以達到規定需要。首次清孔為鉆進達到設計深度后，使用鉆具進行清孔，即首次換漿清孔。首次清孔是灌注樁樁基質量能否達到技術要求的基礎，必須予以重視。由于首次清孔的沖擊力以及吸力都很大，因此清孔能力相對較強，能夠將孔中大部分沉渣清除干凈，較大的泥漿、沉渣都能夠在此次清孔中返出孔外。而第二次清孔由于用具為粗界面導管，因此其沖擊力以及犀利相對于首次清孔都相對較小，效果不顯著。所以首次清孔必須清到沒有大塊泥漿為止。第二次清孔采用粗界面導管，需要在下完導管以及鋼筋籠后進行，主要目的是清除下導管以及鋼筋籠過程中產生的泥漿沉淀以及泥塊沉渣。需要注意的是，清孔時，必須控制孔內水頭，從而避免清孔過程中出現坍孔問題。清孔完畢后，從孔底取樣，對孔底泥漿進行指標檢驗。另外，嚴禁使用增加鉆孔深度的方式代替清孔。

5 鋼筋籠的應用

熱軋鋼筋是鉆孔灌注樁施工中使用較為廣泛的材料，其施工時應當注意焊接材質必須符合國家強制標準。在進行鋼筋籠的制作中應當注意，設計直徑尺寸必須符合要求；每節鋼筋籠應當<10m，且不得短于5m。另外應當注意應用法蘭接頭時最下面主筋應當向外張開，從而避免法蘭導管掛鉤導致鋼筋籠上浮。所有鋼筋籠制作好后應當進行嚴格管理，平臥對方至干凈平整的場所中，最高堆高為兩層。

6 水下灌注

在設計過程中，混凝土強度等級被徐符合工程需要，工程施工采用的水泥、砂料等都需要符合國家標準，現場所使用的商品混凝土必須經過嚴格的質量檢驗。水下灌注需要注意：

（1）在進行水下灌注施工前，需要對樁底泥漿指標以及襯墊層厚度進行監測，一旦發現不符合標準要求，則需要進行再次清孔。

（2）當混凝土灌到孔口不再返出泥漿時，說明混凝土壓力已等于或小于其在樁內頂升的阻力，此時應提升導管。若需提高0.5m-1m以上才能灌入混凝土，則此時應拆除一些導管，減小導管在混凝土的埋深，使動力重新大于阻力。

（3）導管埋深同樣會影響施工質量，過深過淺都容易發生事故。過深容易斷樁，過淺則容易發生翻孔，致使沉渣泥漿卷入，導致樁體這段，發生事故，所以在進行灌注的過程中應當勤提勤拆，以保證水下灌注質量。

7 工程實例

以某水利工程作為實例進行分析，該項工程的地基相對較為特殊，由于濱海，因此其基層土主要由沖海相砂土以及海灣相軟土構成，因此地基穩固性較差，且土層含水量高，地下水水位也相對較高。該類地層地質特點較為突出，其土體形成時間相對較晚，結構相對較差。由于含有大量砂石，因而地層不穩定。且其深處含有拋石，因此樁基施工在此類地層中較為困難。經過研究，施工方最終確定采用沖擊成孔法進行灌注樁施工。

該項工程工共使用129根鉆孔樁，其中有120根規格為1.5m，其余9根規格則為1.8m，對其進行檢測，結果可以看出：鉆孔取芯得到的混凝土強度以及沉渣強度等級在規范要求范圍內，符合標準。后又利用數字化超聲波檢測儀對灌注樁進行檢測，主要針對樁體的均勻性以及混凝土結構是否存在缺陷等進行檢測，從而將樁體分成以下四類：Ⅰ類樁：無缺陷，完整性評定為完整，合格；Ⅱ類樁：局部小缺陷，完整性評定為基本完整，合格；Ⅲ類樁：局部嚴重缺陷，完整性評定為局部不完整，不合格，經工程處理后可使用；Ⅳ類樁：斷樁等嚴重缺陷，完整性評定為嚴重不完整，不合格，報廢或通過驗證確定是否加固使用。通過檢測結果可以看出，Ⅰ類樁占90%以上，無Ⅲ、Ⅳ類樁。

8 結束語

在目前的水利工程施工中，沖擊成孔在灌注樁的應用中較為普遍，但還是存在諸多質量問題。為了保證灌注施工質量，在樁型的選定前，設計人員以及勘查人員應當充分進行論證，確定施工方案。施工人員應當在施工前對施工中可能出現的問題設定相應的預案。此外，現場混凝土澆筑時，監理人員必須到場監督，若現場需要，還需要到井下進行監督、驗收。保證施工過程中各個崗位各司其職，對施工中出現的質量問題進行檢測，發現工程缺陷，及時處理，確保灌注樁的質量。

參考文獻

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