韓江高陂水利樞紐工程沖孔灌注樁施工工藝

鄒紹新

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

1 工程概況

廣東省韓江高陂水利樞紐工程右岸廠房尾水擴挖段YSK0+700～YSK0+740樁段邊坡，坡頂高程為▽41.70m，距S222混凝土路面約6m；坡底高程為▽23m，開挖坡比為1.00：1.00。邊坡存在蠕動變形及滑移，根據設計要求該樁段采用鋼筋混凝土灌注樁（抗滑樁）+無粘結預應力錨索進行止滑加固，抗滑樁共25根，樁直徑為φ1600mm、兩樁中心距為1600mm，樁長約13.70 ～17.00m，樁底必需進入完整弱風化巖深度L≥4m，錨索采用1000kN無粘結預應力錨索，錨固段進入完整弱風化巖≥8m，邊坡抗滑樁防護斷面（見圖1）。

圖1 邊坡抗滑樁防護斷面及平面圖

2 地質概況

根據現場開挖及地勘資料顯示，YSK0+700～YSK0+740樁段邊坡地質構造復雜，地質構造中存在發育斷層F8，寬1～3m，斷層破碎帶充填構造角礫巖。邊坡表面風化劇烈，呈風化土夾強風化巖塊土狀，強風化巖與弱風化巖以片狀巖為主，產狀∠40°～45°和∠65°～75°（即斜巖地質），巖體裂隙發育，互相切害，巖石破碎，完整性差，裂隙水富集。此工程地質構造依次為全風化土→發育斷層F8→全風化土→強風化巖→弱風化巖。

3 灌注樁（抗滑樁）成孔技術

此工程灌注樁（抗滑樁）樁底需進入完整弱風化巖深度L≥4m，根據現場地質情況采用了CZ-6D沖孔樁機(樁機自重8T），錘徑φ1580mm、重5.50 T的樁錘；泥漿護壁正循環沖孔成孔技術，灌注混凝土成樁工藝灌注樁成孔技術有長螺旋鉆機成孔技術、沖孔灌注樁和人工鉆孔技術等。沖孔灌注樁是利用沖擊鉆機來進行鉆孔，能夠直接在施工現場成孔。

3.1 沖孔灌注樁施工工藝流程

首先對施工處進行測量和放樣檢測，然后將施工處進行壓平處理，保證場地的平整，將樁位進行放樣處理，之后將護筒進行埋設，利用鉆機進行鉆孔，之后進行造漿、沖孔、撈渣、取樣、沖孔處理，對孔進行檢查和清理，然后將鋼筋籠放入孔中，之后進行第二次清理，檢查孔是否符合設計要求。當孔符合設計要求后，將水下混凝土進行灌注，檢查是否符合相應的標準，之后拔出護筒測量，進行相應的清理和檢查。如圖2所示。

圖2 沖孔灌注樁施工工藝流程圖

3.2 沖孔灌注樁現場作業

此項目沖孔灌注樁現場作業如圖3所示。

圖3 沖孔灌注樁現場作業圖

4 注樁在成孔中遇到的難題

沖孔灌注樁在斜巖地質中成孔難，樁孔垂直度偏差嚴重，垂直度偏差達3%，超出規范及設計允許范圍。在沖孔灌注樁時，一些地質比較松軟或者比較堅硬，不符合沖孔灌注樁的施工條件，從而提高了沖孔灌注樁施工的難度。沖孔灌注樁在施工中，施工條件能夠影響施工的質量和進度，提高了施工的難度。

5 灌注樁樁孔垂直度偏差原因分析

5.1 成孔過程存在問題

在成孔過程中，樁錘穿越全化風層、斷層帶，強風化帶后,樁孔深度在11m左右進入斜巖弱風化巖面，樁錘出爪牙磨損狀態為向下傾斜，非垂直性磨損，同時樁機錘頭出現“順層跑”狀況，是導致樁孔垂直度偏差原因之一。

5.2 樁機基礎壓實度達不到要求

樁機基礎壓實度達不到要求，地基承載力不足以承受樁機自重及作業過程的動荷載，樁機出現下沉或偏移，導致樁孔垂直度偏差原因之二。

5.3 斜巖弱風化巖面存在問題

進入斜巖弱風化巖面，樁錘沖程過高、沖進速度過快，作業人員未根據地質條件調整樁錘作業沖程，導致樁孔垂直度偏差原因之三。

6 灌注樁樁孔垂直度糾偏技術措施

6.1 回填塊石糾偏

此工程灌注樁樁孔深度在11m左右進入斜巖弱風化巖面，樁錘易出現“順層跑”,在沖進過程中每進尺1.00m檢查樁鍾的中心點與樁孔的中心點是否重合，若樁錘的垂直度超過1%要立即停止沖進，并測量出孔壁偏移的具體孔深，然后吊起樁錘回填完整性及硬度較好塊石，回填塊石應高出偏孔部位以上1m以上，然后重新沖孔。若重新沖孔過程中又出現偏孔，可重復多次回填塊石糾偏，直至樁錘通過斜巖面。如圖4所示。

圖4 沖孔灌注樁回填塊石糾偏示意圖

6.2 回填高強度混凝土糾偏

在樁孔糾偏過程中，遇弱風化斜巖地質巖體完整，巖體硬度較大，采用塊石回填糾偏需反復多次回填塊石才能慢慢通過斜巖，需投入較大人力物力，同時成孔進展緩慢。鑒于此種情況可采用回填高強度混凝土進行糾偏，混凝土強度不低于C45。根據地質資料，估算出樁錘需通過斜巖的厚度，樁錘在軟弱地層中沖進時，讓樁錘順斜巖面中沖出一個斜孔（增加泥漿護壁濃度，預防塌孔），測量斜孔的深度，斜孔深與估算出樁錘通過斜巖的厚度相近。然后采用導管法，將高強度混凝土灌進孔度，混凝土面應高出傾斜位置0.50m以上，以保證傾斜位置下部混凝土強度。待混凝土強度達到設計強度要求的85%以上方可重新沖孔。如圖5所示。

圖5 沖孔灌注樁回填混凝土糾偏示意圖

6.3 孔垂直度控制

孔垂直度控制主要依靠鉆機就位的平整垂直，斜巖地質沖孔樁機沖進作業過程中，由于樁錘易出現“順層跑”在樁錘偏心力作用下易造成樁機移位，或基礎下沉。因此樁機地面基礎可用挖掘機壓實，保證鉆機不下沉，并采取穩固措施保證鉆機不會移位。

6.4 斜巖弱風化巖面控制

進入斜巖弱風化巖面，根據地質條件調整樁錘作業沖程,樁錘沖程不宜過高、沖進速度不宜過快，應采用低錘慢擊，控制在1m左右低沖程沖進，防止“順層跑”產生樁孔傾斜并及時復查垂直度。

7 灌注樁樁孔的施工技術管理和控制措施

要運用科學、合理的方法來完善施工技術管理和控制體系，采用計算機和互聯網等先進的技術來規范灌注樁樁孔施工技術管控，從而保證施工質量。完善灌注樁樁孔的施工技術管理和控制的相關內容，要保證設計圖紙、施工材料和施工人員專業性的管理和控制。對于設計圖紙，必須要保證設計圖紙的準確，而且施工人員要了解圖紙，當圖紙與實際施工不符合時，施工人員應該與設計人員進行溝通，保證施工質量；也要保證施工材料的質量，要對施工材料進行嚴格控制，采用有合格證書和相應的檢測書的材料，要有相關的人員進行現場抽查和檢驗，不能出現質量不合格的材料，要保證施工材料的質量，從而減少建筑工程的安全隱患。例如：對灌注樁樁孔的護筒進行質量檢測，要保證護筒的強度和質量。根據成本選擇合適的技術人員，保證施工人員的技術，對施工人員進行相應的管理和控制，也要對施工人員進行現場的培訓。在進行評價和驗收是不能以相關的評價人員的主觀評價方式進行評價，要采用科學、合理的評價方式來評價，保證評價和驗收的嚴謹和科學，找出灌注樁樁孔存在的問題并加以解決，從而保證灌注樁樁孔的質量和安全。對灌注樁樁孔清理技術進行相應的管理和控制，保證孔的清潔，方便灌注。要對現場施工的全過程進行監督，要充分利用監督體系來監督相關人員的施工過程，要對施工全過程進行監督，也要監督施工后的驗收工作和評判工作。必須樹立正確的施工技術管理和控制意識，進行分項技術管理和控制，對技術管理和控制進行細分。

8 結語

通過此工程施工實踐，作者總結出了一套適合在斜巖地質構造沖孔灌注樁樁孔垂直度糾偏技術方法。結合工程特點，通過上述的一些糾偏措施及實施方案，使得此工程的25根抗滑樁順利完成，滿足了安全、質量、進度、成本方面的要求，使工程后續工序得以順利進展。斜巖地質構造沖孔灌注樁樁孔垂直度糾偏技術措施多種多樣，處理方法需不斷摸索實踐，文章中所總結的樁孔垂直度糾偏技術措施,可為今后類似復雜地質條件下沖孔灌注樁成孔技術及樁孔糾偏提供施工參考意見，且有著十分重要的意義。