水利工程建設灌注樁施工之探討

蘇文倩

摘 要：本文論述了灌注樁的成孔、灌注和材料的配置，分析了影響灌注樁過程中的容易遇到的問題，并提出了具體措施，希望為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：水利工程；灌注樁；施工技術

鉆孔灌注樁由于具有地質條件適應性強、施工簡便、設備投入不大等優點，目前，在水利工程建設中得到了廣泛的應用。

1灌注樁的成孔

1.1成孔設備和鉆具的要求與選擇灌注樁成孔設備多為轉盤鉆機

鉆進時，鉆頭的擺動較大，擴孔情況嚴重，不利于施工。為了消除這一不良影響，保持鉆孔的垂直度，應采取相應的技術措施，約束鉆具的擺動。結合灌注樁造孔鉆進的鉆頭與小口徑鉆進的鉆頭在底刃、側刃刻取地層的機理：小口徑鉆進時，鉆頭的側刃對刻取巖石起到非常重要的作用；而灌注樁鉆進的地層較軟，相比之下，側刃的作用就小得多。因此，建議在灌注樁孔鉆進時設計相適應的鉆頭以減小鉆孔的擴孔率。

1.2鉆進參數的選擇

1.2.1鉆進泵量

灌注樁孔鉆進時需要較大的泵量以排出粘土粉，其泵量計算公式為：Q=FV60式中，Q——沖洗液量（m3/min）；F——環狀間隙面積（m2）；V——沖洗液上返返速度（m/s）。以灌注樁鉆進設計孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環狀面積以0.2m2計算，在采用泥漿泵的最大泵量600L/min時，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的，遠小于小口鉆探的泥漿的上返速度0.3m/s。

1.2.2鉆進轉速

由于灌注樁孔的鉆進多為粘土層的鉆進，粘土層的強度與硬度等力學參數較小，鉆具易刻取粘土，所以為了保持鉆進穩定，減小鉆進的擴孔率，必須采用較小的轉速鉆進。

2灌注樁的灌注

2.1灌注樁孔的清孔

首先利用撈沙卵石的鉆頭將樁孔內的沙卵石撈出，然后泥漿循環清除孔內的粘土。并且減小孔內泥漿的比重，從而保證在灌注混凝土時，混凝土能順利地進入孔底，擠壓出泥漿。清孔后的泥漿比重一般為1.14。

2.2混凝土的灌注

灌注之前應進行試灌。在灌注過程中，混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導管與混凝土的摩擦阻力，此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內的泥漿擠壓出孔口。在灌注過程中，導管提升速度要慢，使得混凝土有足夠的時間克服摩擦阻力下降。同時使泥漿具有排出的通道，否則，樁基的泥漿的作用下將會出現縮徑、夾泥的現象。提升導管時，導管內保留的混凝土要有絕對的壓力與泥漿的壓力抗衡，以防止泥漿進入導管內。一般導管內的混凝土柱保持在3m至4m長之間。

3灌注混凝土的配制

3.1混凝土減水劑的應用

根據目前的資源情況和外加劑性能的特點，在灌注樁混凝土的配制中使用的減水劑多為MF復合劑。其能使混凝土在滿足性能的基礎上，還具有高流態、較高抗凍的特點。

3.2灌注樁混凝土的配制

灌注樁混凝土的配制與建筑混凝土相比具有特殊性，其必須具有較高的流動性，同時還應考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。因此，在配制時建議采取以下技術措施。

3.2.1加大設計配合比

混凝土配制強度Rp采用大于設計標號R的50%的配合比。不僅總平均值要滿足設計標號，還應滿足95%的強度保證率。強度離差系數Cv 取0.2，查配制強度與設計標號之比的關系曲線可得Rp/R=1.5，即Rp=1.5R。當R=200MPa，則Rp=1.5×200=300MPa。

3.2.2選擇適合的材質

（1）添加改善混凝土性能的處理劑。例如，添加具有表面活性劑化學性質的MF 高效減水劑改善混凝土的性能。

（2）增加含砂率。砂率對混凝土流動及粘聚性有較大影響。一般參數為：比重為2.60，細度模數為2.89，吸水率為2%，含砂率為50%。

（3）加大混凝土的水泥含量。按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍進行配制：即225×2=450（kg/m3）。

3.2.3確定適合的水灰比

水灰比滿足以下方程：Rp=aRc（C/W-b）式中，Rp——混凝土試配制強度為300MPa；a、b——試驗系數，分別為0.5、0.58；

Rc——水泥標號，取425水泥；C/W——灰水比。計算可得，C/W=1.99。

3.2.4確定高流態的用水量

根據實踐經驗，坍落度控制在19.3cm至21cm 能滿足灌注樁要求，本次取坍落度為19.3cm。Gv=10/3（S+K）式中，Gv——混凝土用水量（kg/m3）；S——坍落度；K——試驗常數。當碎石粒徑為30mm，K=50.75時，用水量為234kg/m3。

4灌注過程中易遇到的問題

4.1導管堵塞

導管堵塞的防治：在組裝導管時要嚴格檢查，檢查導管內有無局部內凸，導管連接處是否密封。攪拌砼時應嚴格控制混凝土骨料規格、坍落度和攪拌時間，盡量避免砼在導內停留時間過長。另外，灌注時也應避免導管內形成高壓氣囊而破壞導管的密封圈導致導管漏水。施工可在允許的導管埋入深度范圍內，略為提升導管，或采用提升后驟然下插導管的動作來抖動導管的辦法。如果仍不能消除，則應停止灌注.用長桿加以疏通。

4.2埋管

4.2.1埋管原因分析

埋管經常發生在灌注過程中。導管允許埋入砼面下的最大深度與砼拌物流動性保持時間、砼的初凝時間、砼面在鉆孔內的上升速度、導管直徑等因素有關，當導管埋入砼面下的深度過大時，上面砼已初凝，使得導管內混凝土無法順利流動就會發生埋管。

4.2.2防冶方法

時刻注意導管埋深的控制。準確測量砼面的深度位置和勤拆導管，一般砼面每上升4m～5m 就可拆除相應數量的導管。

5提高水利工程施工質量的措施

5.1認真做好勘察設計、保證工程質量，確保萬無一失

在水利工程建設項目確定以后，設計就成為基本建設的關鍵問題了。在建設的時候能不能加快速度、保證質量、節約投資，在建成后能不能獲得最大的經濟效果，設計工作起著決定作用。一個先進的設計，應是采用先進的工藝和設備，合理地布置場地，組織好生產流程，應有利于提高生產效益，降低成本，提高質量。

5.2強化施工管理、加強監督，保證施工質量。

①施工單位質量管理和控制是工程項目質量控制的重點和基礎。②要完善施工單位質量保證體系，嚴格實行質量“三檢制”，并使該體系正常、有效運轉。③要從操作人員、建筑材料、施工機械、施工工藝和方法、施工環境5個方面做好施工工序質量控制。④要對工程施工環節進行嚴格的動態控制，做到施工前主動控制， 施工中認真檢查，施工后嚴格把關。⑤要加強施工單位內部管理，嚴格按設計圖紙和施工規程、規范、技術標準精心施工。

5.3抓好施工質量監督，及時發現問題，及時改正

施工質量控制主要為施工現場的質量監控。在施工過程中應做到：①施工單位要建立完善的工序質量控制體系，及時提交質量統計分析資料和質量控制圖表。②及時審核變更設計及其修改的圖紙。③對施工作業進行嚴格的監督和檢查，發現違規行為及時糾正。加強質量監督機構自身建設，建立一個明確的、結構完善、系統性的質量管理體系。形成較有效的、一體化的技術和管理程序，并以高效、快捷、科學的方式指導監督站內部的各項工作，逐步提高水利工程質量監督管理水平。

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