試論水利施工鉆孔灌注樁施工技術

王嘉悅

北京京水建設集團有限公司 北京 100193

隨著經濟的發展，社會生活中對水利工程的應用越來越高，這就要求水利工程施工技術要隨著時代的發展與時俱進，提高自己的技術水平，而鉆孔灌注樁施工技術作為水利工程中一項比較重要的施工環節，更是要在技術發展過程中，找到自己的位置，提高提高技術水平，積極發現施工技術中存在的問題，做到與時俱進，更好的推動水利工程產業發展。

1 鉆孔灌注樁施工技術概述

鉆孔灌注樁是廣泛用于工程建設領域的一種施工方法，其主要利用機械進行鉆孔施工的方式，通過采用挖掘或鋼管擠土等方式形成建筑地基下的樁孔，對樁孔內布設鋼筋籠，進而灌注混凝土，最終形成有一定強度和抗力的地樁結構。對該施工的分類，可以根據具體成孔形式進行區別，具體來說，其可大致歸納為沉管、鉆孔、挖孔等幾種比較常見的灌注樁形式。與其他成樁方法相比，灌注樁施工具有非常顯著的特點：一是施工所形成的震動與噪聲更小，二是可以實現遠大于預制樁的樁徑，三是對地基的地質條件適應性非常好，四是對施工的質量要求較高，五是混凝土形成質量很難管理，六是施工過程比較費時。

2 鉆孔灌注樁技術特點

技術特點主要體現在以下幾個方面。①噪聲小。技術應用多為地下施工模式，會在地下形成諸多孔洞，這些孔洞可以和混凝土直接展開地下灌注，整體施工噪聲相對較小，波動性相對有限。②樁基直徑大。孔洞直徑大小和鉆孔灌注樁直徑有密切關聯，在進行施工時，如果想要擴大樁基直徑，就需要對鉆孔直徑進行調整，但由于預制樁模型都是固定的，所以在施工過程中需要按照設計圖紙與模型展開預制管柱施工。③適應能力強。技術應用對于環境沒有過多限制，但凡能實施鉆孔施工的地點，均可展開技術應用，適應能力相對較強。④容易受現場環境影響。因為樁基礎多為現場施工，現場施工質量會對灌注樁樁基質量產生直接影響，所以在施工時需要做好人員、機械設備等多方面現場管理，否則施工很容易受到干擾[2]。

3 水利建筑工程中鉆孔灌注樁技術的具體實踐

湯陰縣董莊西公路橋位于河南省安陽市湯陰縣城西約3．0km處，與總干渠設計樁號IV192+871．1處相交，依據公路等級，橋梁荷載標準確定為：公路-Ⅰ級。橋梁寬度：0．5m+16．5m+0．5m，總寬度17．5m。該橋分3跨布置，橋中跨采用跨徑35m預應力混凝土箱梁，邊跨采用跨徑30m預應力混凝土箱梁，橋全長101．09m。下部結構型式為樁柱式基礎。干渠與路線交叉角度為60°，引橋部分全長466m。

董莊西公路橋主要施工內容包括以下幾項：混凝土灌注樁、墩柱、系梁、蓋梁、橋臺、預應力箱梁、橋面結構、防撞護欄的制作安裝、漿砌石墻、橋頭搭板、引道及邊坡的防護等。

3.1 施工準備

第一，將場地清理平整，規劃好進出施工場地的路線，科學且有效地使用施工場地，以確保施工正常進行。第二，做好水利工程現場的水電施工，施工過程中應當確保施工道路通暢，并科學設置排水溝，確保雨天正常施工。第三，依照樁孔位置的設計，按成孔、灌注順序推進原則鋪設軌道，做到一次性鋪設，盡可能完成多個鉆孔，防止鉆機吊運次數減少。第四，護筒使用4mm的鋼板來制備，其內徑應當比樁徑大10-20cm，其端部需要打入黏土層。鉆機就位以后，要保證其穩固、平整，施工過程中不會出現移動或者傾斜的現象，并且檢測轉盤中心與樁中心的重合度。

3.2 測量畫線

準備好鉆孔灌注樁所需的物料、機具、人員、能源、后勤等后，施工人員要測量施工現場，準確地畫線。為了準確地畫線，水利建筑施工人員要注意應當平行的線都要平行，應當垂直的線都要垂直，應當標注的鉆孔數據口要標注，而且施工人員還要與設計中的數據相互對照，以免出現錯誤。只有畫線準確了，后續施工作業才能跟著準確[3]。

3.3 鉆機就位

在測量、畫線都完成后，就要按照水利建筑的施工設計或計劃，來安裝鉆機。鉆孔灌注樁技術實踐所用的鉆機應當在施工準備一步中就已經檢查過維修保養作業的情況了，如有問題也應該已經修復了，此時不應存在故障，導致返工、延誤工期等問題了。所以，水利建筑工程的施工人員此時應借助刻度尺、水平儀等測量工具，來準確地安裝鉆機，確保鉆機能夠在后續作業工序中發揮應有的作用。

3.4 鉆孔、清孔

這一步是水利建筑工程中鉆孔灌注樁技術的核心工序。只有準確地鉆孔，后續的灌注混凝土的工序才能提高質量，水利工程建筑結構的安全才能得到保障。因此，必須按照水利建筑工程的設計要求的參數來鉆孔。鉆孔期間，必然會有一些雜物、碎屑掉落進入鉆孔里面，這是無法避免的，但是會影響后續灌注混凝土的工序的施工質量，因此在鉆孔完成后還必須清孔，也就是清理鉆孔中的碎屑、雜物。最后，鉆孔所用的機具也應得到清理，以便日后使用[4]。

3.5 養孔

養孔這一道工序，是為了保持前面鉆出的孔的孔壁穩定、完整。鉆孔之所以可能不穩定、不完整，是因為基礎壁面材料與泥漿原料不同，導致鉆孔的受力不均衡，于是就會變形。因此，養護鉆孔要就近采集土原料混合泥漿，澆筑鉆孔壁面，形成養護層，從而保持鉆孔壁面的穩定、完整。在養孔后，鉆孔的泥漿材質與壁面土壤的土壤屬性一模一樣，所以整體結構就比較穩定，質量就比較好。

3.6 鋼筋籠的制作與安放技術

首先是對鋼筋籠的制作，由于鋼筋籠對水利工程質量起到了重要的作用。因此，對其制作必須精心設計。鋼筋籠是放置在孔中的，所以，鋼筋籠的位置、間距以及根數都應該按照孔的實際情況進行設計，并針對其質量標準進行嚴格的焊接和牢固。一般來說，為了更好的提高鋼筋籠的牢固性和穩定性，避免鋼筋籠在運送的過程中受外界因素的影響產生變形，在制作過程中，需要加設一定的箍筋，箍筋之間的間距一般以2m為宜。此外，在對鋼筋籠進行制作的時候，還要保證其表面沒有銹蝕，并且能夠嚴格按照工程要求的尺寸和規格進行設計。對于鋼筋籠上下端應該做出明確的標記，以免出現安放倒置的情況[5]。

3.7 灌注水下混凝土

第一，工作人員應對成孔質量進行嚴格檢查，如若檢查合乎標準，應在0．5h內開展水下混凝土灌注作業。第二，應當確保隔水塞具有良好的隔水性能，能順利排出。第三，現場工作人員在進行首批混凝土灌注時，先配0．3m3的水泥砂漿于隔水塞上的導管及漏斗中，然后再將其放置于混凝土中，確認初次灌注量充足以后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量將導管內的水排出來，讓隔水塞留于孔內，灌注首批混凝土，使導管一次性埋入混凝土面以下0．8m以上。初灌時混凝土要順暢，禁止提動導管。第四，灌注時，需要實時檢測混凝土上升的高度，禁止導管被提出混凝土面。因故障暫停灌注水下混凝土，停澆時間不得超出40min，超時的話需要經過監理驗收后才可以繼續進行灌注施工。

3.8 樁基檢測

（1）低應變檢測技術。在使用該項檢測技術實施樁基檢測過程中，會通過在樁頂部位施加激振信號的方式，產生一定的應力波。此應力波會沿樁身進行傳播，在遇到樁底面或不連續界面時，會形成反射波，技術人員可通過對反射波波形特征以及傳播時間等內容的分析，確定樁完整程度，進而完成相應檢測任務。

（2）超聲波檢測技術。在進行樁基灌注之前，在實施鋼筋籠下放過程中同時將3根檢測管放置在底部，通過焊接方式將檢測管與鋼筋籠固定在一起，在完成混凝土澆筑之后，經過一段時間的靜置，將專用設備放入到管檢測管之中，以便利用檢測管科學展開超聲波檢測技術，確定樁基完整性是否符合相應標準要求。

（3）混凝土抗壓強度檢測技術。在對混凝土抗壓強度實施評定過程中，需要將達到28d標準養護期限的試件作為判斷依據，將每6個混凝土試件組成為1個構件，并對2組28d實施標準式養護，對一組實施7d標準式養護。為保證對比可信度，需要保證3組養護條件一致程度，并要設置專人進行檢查，保證試件完整性。在期限到達之后，可按照強度報告確定混凝土抗壓強度是否達到相應設計要求[6]。

4 加強水利工程鉆孔灌注樁質量的措施

4.1 科學展開現場管理

在實施現場管理過程中，一方面需要做好機械設備管理，應按照施工進度以及施工質量要求，對現場施工所能運用到的所有機械設備展開管理，不僅要設置專門臺賬，詳細記錄機械設備內容，確保設備使用、維修以及故障等內容可以得到清晰記錄，而且還要對機械設備展開定期檢查，應及時做好維修保養各項工作，保障設備使用質量；另一方面需要做好材料管理，加大對原材料質量以及性能的管控力度，做好材料進場、施工前及施工過程中質量、性能及規格等內容檢查，并要做好抽樣檢查，以防因材料質量問題對技術應用產生影響。

4.2 多種措施控制偏差

在鉆孔灌注樁施工技術應用過程中是允許存在偏差的，但是必須要保障偏差是在可控范圍中。技術人員必須要根據技術標準進行施工建設，對偏差進行有效的控制，具體需要做好以下幾個方面的控制工作：①要關注條形樁和單樁施工建設過程中垂直軸線的方向，嚴格根據垂直軸線進行施工建設。②基礎開挖之后發現樁位出現偏差問題，如果不能符合此次施工技術標準則應該制定針對性的補救措施。如果偏差問題不大的話，可以通過重新設計承臺等方式進行補救，如果偏差范圍比較大那么則需要通過補樁措施改進質量。但是補救工作會遇到多種困難，需要對機械設備和技術操作等方面進行全方面的考慮。技術人員需要對每個樁位測量數據進行反復的核查，確保定位開鉆的精準性。在鋼筋籠安裝過程中也需要在周邊設置砂漿墊塊，這樣可以有效預防鋼筋籠出現偏位問題。

4.3 改進施工方式保障鉆孔質量

在進行鉆孔灌注樁施工時，鉆孔對其也具有一定的影響，而鉆孔又受到施工方式影響嚴重，在改進鉆孔施工方式時，需要保障鉆孔設備的穩定性。在進行施工時，可以將多個排架樁連接起來，能夠提高其穩定性，鉆孔設備在排架樁的固定下，能夠準確在定點鉆孔，在進行鉆孔時，要保障鉆孔質量可以在鉆孔設備前方安裝一定的探測裝置，在鉆孔時，能夠實時獲取鉆孔信息，信息包括角度和探測的地質結構能夠有效地保障鉆孔的順利進行。如果缺乏足夠的資源，則可以采用標桿來保障鉆孔角度正確，操作人員也需要有足夠的經驗選擇合適的時機操作，將設備拔出[7]。

4.4 提高灌漿材料質量

灌漿材料質量是影響鉆孔的最主要因素，在進行灌注樁材料選擇時，需要具有一定的針對性，由于水利工程大部分在水流周圍，受水分影響較為明顯，在進行灌漿制作的過程中，應當選擇一些吸水性材料，盡可能中和土壤中的水分，同時灌漿一般會與周圍的鋼筋等材料相接觸，可以添加一些防腐蝕材料，對其提供一定的保護，在制作灌漿材料的同時能夠起到保護作用，在一些需要高承載力的區域，還可以添加一些粘合劑，增加灌漿內部結構的緊密性。要增強灌漿材料的強度，還可以加入一些高分子材料，既能夠保障材料的質量，還可以盡可能控制施工材料的成本。灌漿材料所處的環境溫度相對較低，應當將溫度對材料的影響考慮在內，選擇受溫度影響較小的材料組成擁有多種優良性質的混合材料，滿足施工需求。

5 結語

綜上，隨著經濟技術的發展，水利工程已經在日常生活中占據的比重越來越大，是我國的重要基礎設施之一，水利工程的存在對當地的經濟文化發展有著重要的影響，可以很大程度上提高當地居民的經濟水平和生活質量，這就要求在進行水利工程建設時一定要以整個工程的安全質量作為前提進行施工，在施工過程中合理的應用鉆孔灌注樁施工技術可以很大程度上提高水利工程的施工效率和工程質量。對水利工程的發展有積極的推動作用。