水利工程中鉆孔灌注樁施工技術應用實踐

孟向陽 （蒙城縣水利局次淮河工程管理所，安徽 亳州 233500）

1 工程概述

某供水工程的改擴建既包括取水工程，又包括供水工程。其取水工程當中，具體組成包括庫內、庫尾的集水池，設置在兩岸的側向入滲集水廊道、引水箱涵還有匯水池。在取水工程中，處理其泵站副廠房地基時，選擇的是鉆孔灌注樁。廠房位置距主河槽僅20m。因所在地形較陡，工程的地面高程基本在594.3m～606.1m，無法滿足設計要求，故而通過人工方式做半填半挖處理，對于坡根處展開削坡開挖處理，自臨河區取土進行回填，筑成平的前高程為603m。

本實驗中先通過燒毛處理將濾料表面的纖毛燒掉，通過壓光改善表面結構，使濾料表面光滑、平整、厚度均勻，利于清灰，減少孔徑大小，粉塵不易進入濾料深層，提高濾料使用壽命及過濾效果。

1.1 地質

第①層是以卵礫石、低液限黏土與碎塊石為主，厚8.4m的雜填土，結構并不緊湊，局部含漂石，存在架空現象。通過動力觸探試驗得到的錘擊數在3～18之間，其均值為12.3，修正后的錘擊數為2.9～17.3擊，均值為11.7。

第②層是厚3.4～7.5m的卵石混合土，結構并不緊湊，具備較大含泥量，局部含大量泥礫，通過動力觸探試驗得到的錘擊數在7～20之間，其均值為11.3擊，修正后的錘擊數為5.4～19.1，其均值為9.6。

第③層是厚1.0～5.2m的低液限黏土，呈現灰褐色，局部含礫，結構并不緊湊，狀態在軟塑～可塑程度；修正后得到的天然密度在1.74～1.83g/cm之間，其均值為1.79g/cm；干密度經修正后為1.36～1.49g/cm，其均值為1.44g/cm；孔隙比基本在0.613～0.763；具有中等壓縮性，每MPa的天然壓縮系數基本在0.18～0.31之間；飽和狀態下，摩擦角準18.1°～20.6°，快 剪 凝 聚 力 16.0～22.5kPa。

第④層3.1～14.9m厚，是結構相對較為密實的卵石混合土，卵礫石基本呈次棱角～次圓狀，成分大部分是灰巖，分選不佳，局部存在架空問題；漂卵石占比在18.35%～57.35%之間，礫粒占比在27.4%～62.6%之間，砂粒占比在8.10%～44.90%之間，粉黏粒占比在0.81%～15.40%之間，不均勻系數基本在13.8～643.0間，曲率系數基本在0.1～26.0間。通過動力觸探試驗得到的錘擊數在6～20之間，其均值為13.0，經過修正后的錘擊數在4.3～13.6之間，其均值為9.2。

SPF級BALB/c雌性小鼠，4～6周齡，購自湖南斯萊克景達實驗動物有限公司，實驗動物生產許可證 號 SCXK（湘 ）2013‐0004，動 物 合 格 證 號43004700025656。動物自購買之日起，在光暗周期為12 h/12 h環境中適應性喂養5 d，自由獲取食物與水。

1.2 地基處理的施工方案比選

因副廠房部分的基礎底始終高程為603.25m，天然地基以雜填土為持力層，成分較為雜亂，結構也不緊湊，且存在架空現象，屬欠壓密土，其承載力也不夠高，達不到工程要求，其下第②層和第③層，結構同樣不夠緊湊，也達不到承載力要求。故而必須對地基展開處理。按下表對幾種常用的地基處理施工方案做比對。經評審后，最終選擇鉆孔灌注樁方案對地基實施處理。

從上述數據來看，配電網重構后，該網絡的功耗從重構前的511.4 kW下降到了466.1 kW，從圖5中來看，網絡中的第9個節點為電壓最低點，重構前為0.968 p.u，重構后為0.971 p.u。可見經過算法重構將系統的功耗降低又改善了電壓質量。驗證混合GA-PSO對配網重構的優越性。

2 鉆孔灌注樁

將該值代入2008版《建筑樁基技術規范》中，按公式 N＝848kN＜R＝939.5kN說明承載力可以符合要求。

2.1 相關參數

按2008版《建筑樁基技術規范》展開計算，可得單樁承載力在豎向上的極限值。

地基處理的施工方案比對

ZK14-4地質土層分布

2.2 承載力驗算

由表4可知，該模型的F值為29.59，Prob>F值的概率小于0.0001，表明模型顯著，精確度高，模擬效果好。當變量的Prob>F值的概率<0.05時，認為該項對模型影響顯著χ1， χ2，χ3，χ2χ3 ， χ12， χ22， 對脫水量影響顯著，其中微波作用時間和微波功率χ1，χ2，χ12， χ22對脫水量的影響顯著，表明影響因子對響應值不是簡單的線性關系；而物料量影響不顯著。

樁徑d一般在600～1200mm之間，該工程中取為700mm。要求以承載力比較高的土層當作持力層，本工程選擇④層土為鉆孔灌注樁的持力層，要求灌注樁進入第④層中的深度為1.75m，樁體有效長度均值為17.5m。布樁時要求一柱一樁，樁數確定為24。

式中Q為單樁承載力在豎向上的極限標準值；Q是承載力極限中的標準側阻力；Q是承載力極限中的標準端阻力；u表示樁截面的周長（m）;q是樁側第i層土體的標準阻力極限值，若當地無可參考經驗時，需要按2008版《建筑柱基技術規范》規定取值；l表示樁周第i層厚度；q是樁端的標準極限阻力值，若無可參考經驗時，同樣按2008版《建筑樁基技術規范》取值；A表示樁端面積。

按照2008版的《建筑樁基技術規范》對單樁承載力的豎向特征值展開計算。

式中R為單樁承載力的豎向特征值；K表示安全系數，取值為2。

建立三個機制，首先是領導協調機制，縱向上加強領導，橫向加強聯系。其次是網絡運行機制，建立黨建工作目標責任制，明確黨支部領導核心、統籌協調、管理服務作用。明確網格黨支部“示范引領、組織協調、關愛黨員、聯系群眾”四項主要職能，每周召開一次黨支部例會保持信息互通。再次是黨員管理機制。通過網格，將在職黨員、離退休黨員教育管理全覆蓋。

按上圖對ZK14-4地質土層分布進行承載力驗算。

泵站副廠房為三層與二層復合的鋼混框架結構，其平面尺寸長30m，寬16.2m，其圍護結構墻體選擇的是燒結多孔磚。通過PKPM結構計算軟件展開計算，在標準組合荷載效應工況下，其承重柱的軸向承力最大值為848kN。

2.3 樁身承載力

3 施工

3.1 施工工藝

泥漿護壁鉆孔灌注工藝噪音低、幾乎無振動、擾動小。其流程為：先測量放線，然后移動鉆機使其就位，接著就鉆孔、注泥漿，然后邊下套管邊鉆孔、成孔后排渣、清孔，將鋼筋籠吊放好，清底后插入導管，澆混凝土，然后將導管拔出，將樁頂鋼筋插入，即可成樁。

①組織施工人員開展相關技術培訓，使其應用于水箱涵施工技術的能力提升，從而能夠對施工中各種可能出現的問題及時應對[4]；②對施工人員的職業道德素質進行提升，使其在施工期間能夠將施工技術的操作規范嚴格貫徹落實，不以敷衍心態工作和偷工減料，以高度的工作責任心認真履行自身職責[5]；③嚴謹選用相關專業技術人才，施工技術人員的能力和水平需達到一定標準，堅持要求施工技術人員持證上崗從而將整體的施工團隊素質提升。

3.2 施工要點

①現場測量樁位基準點，并通過另一點做校核，控制偏差在10cm內。

第⑤層是170m厚的寒武系中統張夏組厚～巨厚層鮞狀夾薄層灰巖，其主要成分是泥質條帶灰巖，具有堅硬的巖性，包含1～3m厚的強風化層，5～15m厚的弱風化層。地下水位在勘察期間保持在11.7～13.2m埋深處，高程因水庫蓄水位影響而在590.39～591.85m之間波動。

②鉆機必須平穩就位。為控制好孔深，機架上或機管上必須做相應標尺。

③鉆到某深度時需要暫時停鉆，向孔內注入預先調好密度的泥漿，再繼續鉆進。成孔后的垂直度偏差要求在1%內。

④工程中清孔2次，成孔后，清孔1次；鋼筋籠吊放好后，澆混凝土前再次清孔。

⑤二次清孔時，一定要用稀漿換出孔內濃漿。澆混凝土期間，導管一直埋于混凝土中，不可將其提出。

通過SPSS19.0軟件分析和處理本次研究數據,計量資料用均數±標準差(±s)表示,計數資料用百分數(%)描述,行卡方檢驗,獨立樣本t值檢驗組間對比,對比差異用P值表示,若P<0.05,則統計學意義成立。

4 檢測

施工28d后，采用低應變動力檢測法檢測樁身是否完整。按所測波形特性，參照混凝土強度要求，將其分成四類：樁身基本保持完整為一類；缺陷輕微為二類；缺陷明顯為三類；缺陷嚴重或斷樁為四類。檢測時按10%抽樣，要求至少取10根樁，共實測了10根，其樁縱波曲線具有較好規律性，樁間無異常反射波，無明顯質量問題，均為完整的一類樁。隨機取3根做單樁靜載試驗，測得其特征值在939.5kN以上，符合設計要求。由試驗可知：其樁基承載力與質量均符合設計要求，說明本次設計的鉆孔灌注樁基礎安全合理。

5 結語

實踐證明，鉆孔灌注樁用于水利工程地基處理完全可行。其施工技術成熟可靠，可強化承載力，降低沉降變形，在多種復雜地基中適用。