水利工程鉆孔灌注樁施工技術探討

田高杰TIAN Gao-jie

（中國水電基礎局，天津 301700）

0 引言

目前，水利行業建設規模、建設理念和建設技術都有了很大的提高，出現了諸多更加先進、更加實用的施工技術。其中，鉆孔灌注樁就是一種在當前各類水利工程中應用較為廣泛的基礎技術。該技術對于提高整個水利結構基礎的承載力和穩定性都有非常重要的意義。隨著水利結構越來越復雜，水利高度越來越高，鉆孔灌注樁技術的應用也更加重要。本文將針對該技術的實際應用展開探討。

1 水利工程施工中鉆孔灌注樁概述

在水利工程施工過程中，鉆孔灌注樁技術是通過人工開挖或機械鉆孔的方式在工程基礎上鉆孔成樁，然后通過鋼筋孔向樁孔內灌注混凝土材料，從而產生樁身，可有效提高基礎結構的穩定性，保證水利工程的穩定性。水利工程的施工要求和施工特點存在一定的差異，因此鉆孔灌注樁技術的應用也會存在一定的差異。一般來說，水利建設中常見的灌注樁類型包括鉆孔灌注樁、鉆孔灌注樁和沉管灌注樁，其中鉆孔灌注樁應用最為廣泛。該技術的主要特點是方便、快捷、適用性強，能夠適應各種類型的水利工程。此外，與其他技術相比，鉆孔灌注樁技術的施工成本更低，能夠保證企業的經濟效益。因此，鉆孔灌注樁技術一直受到各大施工單位的青睞。鉆孔灌注樁具有適應性強、施工操作相對簡單、設備投資少等特點。但由于許多鉆孔灌注樁施工是在地下進行的，施工時無法用肉眼直接觀察施工情況，成樁后也無法直接驗收。因此，有必要對施工過程中可能出現的質量問題和事故進行分析和預防，以有效保證鉆孔灌注樁的施工質量和基礎工程的安全。在進行鉆孔灌注樁前，首先要做好施工地形的勘探，然后制定施工方案。在工程施工準備階段，相關工作人員應全面分析施工現場的測量數據，根據自身情況科學設計施工方案。相關管理人員應嚴格審查施工方案，充分了解施工中要采用的技術和措施，確定是否符合施工標準，防止可能發生的施工安全事故或突發事件，并制定相應的應急處理措施，確保施工過程的科學性和安全性，為工程施工的穩定創造良好的環境。此外，相關工作人員應全面了解施工現場的環境因素、氣候因素和當地情況，準確掌握施工區域的氣候特征，確保項目施工方案的可靠性。同時，施工設備應進行維護和更新。在水利工程建設中，通常使用大量的水。因此，在實際施工過程中，應充分檢查灌注樁施工中可能用到的各種設施，并充分完善泥漿池、沉淀池等必要的硬件設施，確保施工過程中水泥漿循環系統應用的有效性，為施工順利開展提供良好的基礎條件。

2 水利工程鉆孔灌注樁施工技術要點

2.1 準備工作

正式施工前，需要做好一系列準備工作：①現場調查、結合地質勘查報告以及施工方案，合理地安排施工。②明確外運土石方的運輸線路和棄土位置，保留好需要回填的土石方后，將其余土石方全部運出場地。③結合本工程的實際情況，為避免雨季積水等問題，影響施工，需要先在施工場地周圍挖掘排水溝渠和集水坑。④技術人員需要充分了解施工方案和圖紙，并做好技術交底相關工作。⑤科學合理計劃施工時所需要的設施、水電以及支護材料等，確保施工順利進行。⑥做好施工設備、材料的租賃和采購工作，確保能夠及時將其運送到施工現場，并做好相應的驗收工作，必須對施工設備的出廠合格證以及設備功能等進行檢查，對于材料合格證、型號、數量以及質量等進行檢驗，在確保設備材料合格之后，才能夠進場，并做好設備的管理維護以及材料的儲存管理等工作。

2.2 護筒埋置

為滿足高效施工的要求，水利工程鉆孔灌注樁成樁過程中應注意護筒的埋設。注意全站儀的科學使用，標出護筒埋設坐標，找出中心平面位置，對樁點進行有效檢查，確保護筒埋設完好，使中心校與樁中心線對齊，為增強水利工程施工效果提供專業保障。要控制好套管埋置深度，分析埋置條件是否有效，規范人員操作行為，實現鉆孔灌注樁施工技術的高效利用，避免對水利工程基礎施工效果和應用價值產生不利影響。

2.3 泥漿制備

在鉆孔灌注樁施工過程中，泥漿護壁對提高樁基施工質量有顯著效果。鉆井時，應根據具體的鉆井方法和地質條件，使用不同比重的泥漿。泥漿性能對成孔非常重要。配制泥漿時，需要準確控制泥漿的成分。制備泥漿的原料主要包括水、粘土和添加劑。制劑水的酸堿度應在7～8 之間，雜質含量應控制好。相對密度在1.1～1.5 之間。添加劑可以是純堿、栲膠等。可以促進顆粒分散，防止凝結和下沉，降低粘度。在制備過程中，水與土壤的比例通常約為1:1。泥漿配制后，應對比重、粘度和含砂量進行測試，確保符合工程要求。一般地層粘度16～20s，疏松地層粘度18～28s。

2.4 鉆孔及清孔施工

2.4.1 鉆孔工藝

合理控制鉆井速度，初期，低擋慢速，輕壓慢轉，小泥漿泵鉆井；鉆至尾管葉片根部1m 后，泥漿采用大泵量中速鉆進，泥漿比重控制在1 左右。注意鉆頭不能直接插入管道底部。為了避免鉆頭出口堵塞，需要保證鉆頭與孔底的距離大于20cm。在鉆孔過程中，需要從地層的不同位置采集爐渣樣品并進行檢查。如果實際地質條件與工程設計有差異，就要研究相應的對策，確保施工質量和安全。

2.4.2 一次性清孔

首先，在從原土中鉆取泥漿的過程中，當鉆孔深度達到設計要求時，需要進行空鉆，以保證鉆頭始終保持在同一位置，從而一次保證泥漿重量。當檢查發現含砂量低于2%時，一次清孔可視為合格。其次，對于注入的配制泥漿，可以采用清孔法。當被置換泥漿比重低于1 時，清孔視為合格。再次，樁徑小于1 的灌注樁清孔，沉渣厚度應小于150mm。最后，一次性清孔的標準包括以下幾點：孔底100mm 范圍內的泥漿相對密度應低于1.25，砂含量低于2%，粘度低于28%。

2.4.3 二次清孔

導管安裝后，如果沉積物厚度超標，需要進行二次清孔，清理孔內沉積物垃圾。清孔過程中，還需要檢查泥漿是否有剝落。

2.5 鉆孔灌注樁鋼筋籠施工

施工單位制作箍筋時，必須按照相關標準在專業生產平臺上進行焊接工作，同時要做好胎模，以便于實驗與檢測工作的順利進行。在同一個平面上，制作架之間的距離應保持在2～3m，再把制作好的主筋直著擺放在制作架上。在進行主筋與箍筋的焊接工作時，應該根據相關設計要求進行焊接，同時要按照間距的要求進行點焊。對于加工完成的鋼筋籠，相關管理人員要做好管理工作，之后將鋼筋籠放在設計好的場地。對于鋼筋籠的加工進度與情況要嚴格檢查，確保加工好的鋼筋籠符合設計要求后請相關部門進行驗收，驗收合格后填寫相關表格，最后交給監理工程師，進一步確保合格的鋼筋籠投入到工程施工當中。

2.6 混凝土攪和

在鉆孔灌注樁的施工和作業中，混凝土量需要滿足工程施工的要求，只有這樣，才能使注漿作業連續進行。為了切實符合混凝土體量的供應需求，通常需要在攪拌站內對混凝土開展攪拌操作。借助機械設施對混凝土調配比、進料與出料開展自動化管控，同時委任專業人員解析檢驗集料等級調配與含水量的標準性，以切實保障其調配比的精準性，同時深入解析混凝土的塌落度，第一時間探知是否符合標準情況，規避對工程建設品質帶來負面性影響。為有效防止灌注導管出現堵塞性問題，在開展灌注操作的前期，需對灌注導管、設施開展全方位的檢測，以保證設備的平穩化運作。在進行導管安置的階段中，需保證放置操作的平穩性，之后對鉆孔灌注樁根基區域的隔水塞開展檢測，保證隔水塞的性能與規劃需求互為符合，規避出現滲漏情況，之后便可開始灌注操作。

2.7 封漿

灌漿作業是灌漿后的后續施工環節。其控制標準對灌漿后的質量有重大影響。嚴密管控封漿周期，以切實保障建設效率。在具體建設階段，倘若灌注樁后注漿建設現場的空間相對有限，則可在水泥攪拌車內完成對工程原材料的基礎制造，待到工程原料整體成型之后，立即開展樁體的灌漿操作，可以顯著提升預應力的整體強度。深入管控預應力在工程建設的品質，在工程建設中，也需要嚴密管控鉆孔等一系列施工流程，同時在運作中持續調控工藝，切實保證鉆孔灌注樁的結構平穩性。

3 水利工程施工中鉆孔灌注樁的質量控制方法

3.1 制定科學的施工管理計劃

水利工程鉆孔灌注樁施工時，必須注意施工環境和實際施工條件，不能盲目追求施工進度。而且要以綜合施工要求作為相關施工標準，據此衡量施工條件和技術人員的施工能力，細化合同條款，將施工的具體內容分解到各個階段，制定科學合理的施工方案。必須掌握好項目的施工進度，確保在規定時間內順利完成項目。同時，對于施工工藝，需要有一定的靈活性，根據實際情況不斷調整施工方案，在保證施工方法可操作性的基礎上保證經濟性。另一方面要充分考慮施工過程中的各種影響因素，如氣候因素、地質條件等。

3.2 加強材料質量的管理

在水利工程鉆孔灌注樁施工過程中，加強材料質量管理至關重要，相關部門需要通過多人同時采購的方法來進行質量管理?？梢灾贫ǘ喾N采購方案，對不同廠家的材料質量與價格進行對比與分析，最后結合采購方案以及材料質量、價格來選擇最為合適的施工材料。在采購時，一定要結合實際情況來選擇質量符合標準且性價比最高的生產廠家。另一方面，提高采購人員的素質水平與強化對采購人員的監督管理也是十分關鍵的，這樣能夠防止采購人員在購買材料時不規范操作。

3.3 保證注漿漿液的科學配置

注漿水泥漿的調配與施工質量有著密切的關系，因此必須保證注漿漿液的科學調配。漿液的成分比例，不僅對鉆孔灌注樁的質量有直接影響，而且對于后期水利工程整體結構質量同樣有重要的影響。通常情況下，水泥漿液配置是通過水和水泥原漿基于特定比例來配置并混合均勻而成，然后再灌注原液以實施封漿，以保證將空氣做到內外隔離，避免出現壓縮現象，這對于后期灌注樁注漿搗實有非常積極的意義。配置水泥注漿漿液，必須要對水和水泥之間的比例展開詳細的設計和控制，才能夠充分保障注漿的順利進行。

3.4 防止導管提漏現象

鉆孔灌注樁施工過程中，灌注管道可能出現導管泄漏，導致輸漿管堵塞的嚴重問題。所以為了有效防止出現導管提漏現象，應對輸漿管道堵塞，施工前務必要基于水利工程的設計要求以及相關細節，對技術展開進一步的細化，尤其是要對底下埋藏輸漿管的埋深作出科學設置。在這個過程中可以用測深錘來對其展開定位。另外，在確定混凝土表面高度的過程中，必須要保證測量的準確性，從而對測深錘標高實施有效的判斷，保證導管的高度最大程度消除誤差。

3.5 重視灌注樁封漿操作

灌漿作業后的封孔作業對整個施工也很重要，所以要保證封孔作業的質量。必須要確保封漿時間的合理性，這對施工效率和施工質量都很重要。另外樁埋土壤深度與樁身構造也是非常重要的部分，所以要充分保證混凝土的配比科學和灌注質量。如果施工場地偏小，在水泥攪拌車內就可以完成水利原料的初次制造，原料成型后馬上進行樁體的灌漿和筑模工作，可以極大提高預應力支體強度。此外施工過程中，要注意對相關影響因素的高度關注，確保周邊無雜物，做好清孔和鋼筋籠吊放等施工，保障各項工作順利進行。

3.6 嚴格監控鉆孔過程

鉆孔灌注樁施工中，最常見的病害是坍塌、孔底沉渣等事故，主要是由于鉆孔施工不合格造成的。因此，施工單位在鉆孔環節要做好監控與管理，能夠避免出現塌孔或者孔底沉渣不合格的情況。對于孔底沉渣來說，如果要想消除其影響，就應該實現新泥漿的填補處理，能夠防止沉渣過多的情況，在具體施工環節還需要做好泥漿水份的控制，以確保泥漿材料有較強的攜帶沉渣能力。鉆孔環節除了應該做好孔底沉渣控制外，還要預防出現孔壁塌陷的問題。通常來說，要沿著鉆孔順直放入鋼筋籠結構，要避免出現偏斜的問題，只要是出現偏斜，要立即停止放入，并且做好糾正處理。施工人員要隨時觀察和了解所存在的隱患與風險，能夠采取必要的風險預防應對措施，從而可以提升工程的質量水平。

3.7 確保施工操作的安全性

混凝土澆筑和鉆孔施工容易出現許多風險問題，如果不嚴格控制，將對施工人員的生命安全產生不利影響。施工人員在進入到施工現場前，首先應該佩戴基礎安全設施，比如安全帽、防護手套、工作鞋等等，同時要做好鉆孔、灌注等環節的質量監測。施工人員一旦發現有任何的誤差問題，要立即進行糾正和處理，任何細微的誤差都不能放過，這是保證工程質量和安全性的關鍵性措施。

3.8 施工后的質量檢驗

對于施工后的質量檢查，應先檢查鉆孔設備，檢查孔的數量和尺寸是否符合標準，之后再檢測灌注情況；其次是要嚴格檢查施工記錄，保證每天都要查，進而確保施工記錄沒有疏漏，這當中包括了對于施工材料的檢查與施工人員的崗位分配，這樣能夠對施工中的異常情況進行綜合分析；最后就是對鉆孔的水壓進行測試，要根據實際水壓標準進行不同階段的測試，進而得到水壓的平均值。

3.9 鉆孔縮頸質量事故

在進行鉆孔灌注樁的施工過程當中，有可能會出現縮頸問題，造成這種情況的原因主要是黏土層中鉆進過深，可以通過控制一次鉆進深度來進行有效的預防。還有一種原因就是在進行施工初期，在提升料筒的過程中，因為筒式鉆斗沒有護壁作用，會在鉆斗的下部產生很大的負壓力，通常稱這種現象叫吸鉆現象，進而造成了孔壁縮頸。為了有效改善這個問題，可以對筒式鉆斗進行改進，可以在鉆斗壁上設置導流槽或加焊4 塊雙曲面護壁鋼板，兩兩對稱布置。壁鋼板的直徑應比孔徑小2cm，以免升降時碰壞孔壁。

3.10 垂直施工縫的處理

混凝土材料作為建筑工程中重要的建筑材料，其質量與施工質量密切相關。但當水分蒸發后，混凝土材料往往會收縮變形，嚴重影響墻體質量，甚至會出現更嚴重的施工裂縫。因此，為了減少混凝土的收縮變形，應重視后澆帶施工技術的應用，并通過各種技術的有效整合，充分發揮技術應用的效果。在使用鋼絲網模板開始施工的過程中，需要利用壓力水槍清除混凝土初凝階段的雜質，從而保證混凝土表面的清潔度，有效控制各個環節的施工，發揮不可替代的作用。對于浮漿的處理，有必要確保對其進行清潔，以便骨料能夠完全暴露在外面?；炷聊毯?，拆除鋼絲網，用壓力水槍清洗。此外，建筑工程的施工工作應涉及木模板的使用，工作人員可根據實際情況合理選擇拆除時間。但如果混凝土表面在施工過程中出現硬化現象，應通過使用相關設備對硬化現象進行有效處理，避免影響后期澆筑的順利進行。最后，為避免影響現階段工程的整體質量，應注意分析施工現場的溫度、濕度等因素，選擇合適的拆除時間，確保拆除時不會出現脫落，充分保證這一環節的整體施工質量。

4 結束語

綜上所述，鉆孔灌注樁技術在水利工程中的應用受到普遍歡迎，該技術在保證工程質量和效率方面具有良好的應用效果。但是，該技術在實際施工過程中，容易受到各方面因素的影響，因此實際施工中必須要嚴格控制施工流程和闡述，做好材料質量保障，同時科學分析和計算相關參數，并保證作業中的每個細節都符合相關標準。只有這樣，才能夠真正確保鉆孔灌注樁技術發揮其應有的效果，為水利工程發揮更大的價值。