水利工程旋挖灌注樁施工的應用技術分析

黃琪

（惠州市華禹水利水電工程勘測設計有限公司，廣東惠州 516000）

0 引言

在水利工程的建設期間，灌注樁施工技術的開展非常關鍵，并對整個工程的穩定性與安全性可以起到積極作用。灌注樁能承受自重和外部荷載，所以在制作灌注樁的過程中需保障該裝置的施工工法和治理質量。灌注樁技術的開展能夠在保證工程質量的基礎上大大提高施工效率，縮短工期，并且灌注樁技術對周邊環境的影響較小，應用期間需加強質量管控。

1 工程概況

某河道為流經高新技術開發區片的主要河流，工程屬中型工程，城市防洪工程等級為Ⅲ等，堤防工程建設必須考慮鎮區自然條件、社會環境、經濟發展等因素。首先，必須服從流域防洪規劃，堤岸線的布置應保證行洪的需要；同時應與城鎮總體規劃協調，服從城市總體規劃所賦予堤防的功能任務。

2 水利工程旋挖灌注樁技術的具體應用分析

河道兩岸受現有建筑局限，拓寬位置較狹窄，同時考慮盡量少征占土地，降低影響，河道基本沿現狀河道走向布置。兩岸為城市建成區，根據現場工程實際情況以及土地規劃情況，河道過水斷面經過梯形斷面、復合形斷面、梯形斷面的比選，采用矩形斷面。

由于工程牽涉方方面面，工程的實施不可避免對周邊居民、環境交通造成影響，尤其是拆遷賠償和工程移民問題，不僅需要對房屋拆遷賠償問題協調，還需要對工程移民進行安置。

2.1 旋挖灌注樁施工技術要點

為確保主體結構能夠在施工過程中達到一定的安全性，需將樁基的各個參數進行科學設置：樁長20m，直徑1.5m，樁心間距1.8m。迎水側采用C25 鋼筋混凝土面板，板厚0.2m。樁頂設3m寬人行道，人行道臨水側設大理石欄桿。板樁墻懸臂高3.2m，左岸設8.0m 寬瀝青混凝土綠道，混凝土綠道與人行道中間設綠化隔離帶，如圖1 所示。

圖1 C30 旋挖孔灌注樁板樁式擋土墻

2.2 板樁式擋土墻計算方式

在案例工程中，擋墻的基礎多為淤泥質粘土，根據地質條件和地基承載力要求，選用板樁式擋土墻，并主要采用C30 旋挖灌注樁技術，其中樁體的具體參數如下所示：樁徑1.5m，樁長15m，樁間距2.5m。

其中，板樁式擋土墻穩定計算需結合《水工擋土墻設計規范》（SL 379—2007）公式 B.0.2-1 和 B.0.2-2 進行：

其中：t-墻體入土深度；t0-墻體入土點知理論轉動點N 的深度；Δt-N 點以下的墻體深度；Ep′-主動和被動土壓力作用下對N 點以上墻體求矩至N 點合力距為零時的合力，kN/m；ka-按公式計算的主動土壓力系數；kp-按公式計算的被動土壓力系數；γ-土的天然重度，kN/m3。

從上述內容中能夠得出板樁式擋土墻的入土深度為9.04m，本次設計取12.8m，滿足本工程的建設需要。

還有，在單樁水平承載力特征值計算方面，相關技術人員需結合《建筑樁基技術規范》（JGJ 94—2008），單樁水平承載力特征值可按下式估算：

式中：d-樁直徑，本次計算先取d=1.5m；d0-扣除保護層厚度的樁直徑；α-樁的水平變形系數；m-樁側土水平抗壓系數的比例系數；b0—樁身的計算寬度，m；X0a-樁頂允許水平位移；vx-樁頂水平位移系數。

按以上公式可求得Rha為812.98kN，小于單樁水平承載力允許值，故灌注樁采用直徑1.5m。

旋挖鉆孔灌注樁技術的開展能夠有效提高防洪治理工程的施工效率，一旦達到設計孔深以及確保孔徑的數據需求便可在施工現場開展水下混凝土的灌注作業，直至成樁。

3 旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝

3.1 測量、放線環節

在施工現場展開測量環節，確保測量的控制點符合要求后，定出各樁位的中心點。然后，相關施工人員可在定位完成后埋設鋼護筒裝置，同時需將其牢牢固定。在正式開鉆之前，相關人員需對鉆頭的中心與樁位中心點是否重合，對齊后再進行鉆孔，避免鉆孔位置偏移，該環節中，施工人員需對鉆孔裝置或相關裝備的實際位置進行實時檢測，保證鉆孔位置的正確性。

3.2 旋挖開孔環節

施工期間，部分樁位在鉆入過程中，鋼護筒能夠對護壁的穩定性起到一定的支持作用，具體到護筒的埋設方式，首先需通過測量放線環節定準樁位，然后通過正常的旋挖方式鉆進至孔深1.5m 左右的位置，并通過振動錘裝置將鋼護筒打入，當鋼護筒穿透軟土層，最終鉆入強風化層時，再通過旋挖方式成孔。其中，施工人員將鋼護筒埋入期間，振動錘裝置在使用期間須保持操作穩定性，在安裝護筒期間也許對護筒置入的垂直程度把控，避免影響鉆孔質量，護筒的置入垂直度通常要控制在≤1%。若護筒完成安裝，施工人員可對護筒的中心位置進行二次核對，確保護筒的中心點與灌注樁中心點的偏差能夠控制在≤3cm 內。為確保成孔質量，施工人員需在鉆進期間應從護筒的水平、垂直方向進行隨時檢驗，確保開孔的方向正確，一旦在測量過程中出現偏移現象，則需將護筒裝置拔出并進行重新調整，然后再按照上述環節重新開孔。

3.3 鉆孔作業

在旋挖鉆孔灌注樁技術的應用過程中，旋挖鉆機在工作期間能夠達到原地回轉需求，鉆孔取土期間，該鉆機可以充分利用鉆桿、鉆頭裝置的自重，穩定切入土層，當斜向斗齒在回轉時便可切下土塊，然后將其置入向斗內，完成取土作業，如圖2 所示。

圖2 鉆孔作業

若在鉆孔過程中遇到硬土，依靠鉆頭等裝置的重力無法完全切入土層，這種情況下可采用加壓油缸，對鉆桿加壓，直至斗齒能夠成功切入土層，完成取土作業。

3.4 清孔環節

一旦鉆孔的實際深度成功達到設計標高，此時須有相關人員對實際孔深以及孔徑的鉆入情況進行全面檢查，確保其符合質量要求后再開展清孔作業，孔底的沉淀厚度需達到施工設計需要。

3.5 鋼筋網

鋼筋網可通過吊點焊接方式進行制作，完成后需對其進行質量檢驗，通過后安全輸運至施工現場，運輸期間需做好防護措施避免鋼筋網變形。其中，對鋼筋網的主筋進行固定期間，需采用直螺紋材料并通過電焊方式進行固定。為保護鋼筋網，每隔2m需增設一組墊筋。

3.6 混凝土灌注

在水下開展混凝土的灌注作業期間，需確保鋼筋網成功安置后，采用直升吊裝導管（分段安裝）方式灌注混凝土。混凝土的比例要保證科學性與合格率，其中坍落程度需控制在18~20cm 之間，配置完成后可運至施工現場進行澆筑，在距導管底部30~50cm 內，混凝土的灌注厚度需控制在1m 以上，并使用8 號鐵絲予以保護，確保澆筑質量達標。

4 結論

總的來看，為確保河道水利工程的建設質量，結合實際施工現場情況選擇最為合適的旋挖鉆孔灌注樁技術能夠起到非常關鍵的作用，同時，旋挖鉆孔灌注樁技術的應用對周邊環境影響小，在保證施工質量的前提下，產生的加固效果更加明顯。通過對施工操作細節把控優化，保障該技術中各個施工環節的質量水平，進而促使河道水利工程達到設計要求。