武威

（黑龍江省水利工程建設(shè)局，黑龍江 哈爾濱 150081）

1 鉆孔灌注樁施工工序

1.1 成孔

1.1.1.成孔的垂直度

鉆孔灌注樁的垂直度與承載能力的大小有著重要聯(lián)系，因此在鉆機(jī)就位與鉆孔過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)勘探報(bào)告來(lái)進(jìn)行合理分析，加強(qiáng)巡查與記錄，時(shí)刻觀察在鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)的反映情況，特別是應(yīng)時(shí)刻保證校核鉆桿的垂直度。在地基不均勻的情況下，應(yīng)做好施工前的必要準(zhǔn)備，在土層斜狀分布或是土層中夾有較大硬物時(shí)，鉆速應(yīng)減至慢擋。

1.1.2.孔深與孔徑

對(duì)于孔深一般可以根據(jù)各鉆孔的土層分布情況進(jìn)行場(chǎng)地地質(zhì)概況的綜合判斷，繪制巖層分布等高線圖，以此確定成孔深度。也可以采用在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置長(zhǎng)度標(biāo)記進(jìn)行孔深的測(cè)量，具體做法是用細(xì)鋼絲等作為測(cè)繩，同時(shí)注意數(shù)標(biāo)的松動(dòng)與錯(cuò)位，并進(jìn)行每次終孔的測(cè)繩核實(shí)。對(duì)于孔徑要重視在液性指數(shù)IL＞0.75范圍內(nèi)的粘性土上的施工細(xì)節(jié)，可適當(dāng)加大鉆頭直徑或采用處理孔斜的導(dǎo)正器法。

1.1.3.鉆進(jìn)參數(shù)

在鉆進(jìn)泵量方面，在灌注樁孔鉆進(jìn)時(shí)需要較大的泵量，以此達(dá)到粘土粉的排出效果。其泵量的計(jì)算公式為：Q=FV60。其中，Q為沖洗液量 (m3/min)，F(xiàn)為環(huán)狀間隙面積(m2)；V為沖洗液上返返速度(m/s)。以灌注樁鉆進(jìn)設(shè)計(jì)孔徑為500mm、鉆桿直徑為 89mm、環(huán)狀面積以 0.2m2為例進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)泥漿泵的最大泵量達(dá)到600L/min時(shí)，粘土粉的上返速度非常緩慢，遠(yuǎn)小于小口鉆探時(shí)的泥漿上返的速度0.3m/s。而為了保持鉆進(jìn)穩(wěn)定性，有效減小鉆進(jìn)的擴(kuò)孔率，一般需要采用較小轉(zhuǎn)速。

1.2 清孔與終孔

清孔的主要目的為清除孔底沉渣，工作原理是通過(guò)泥漿流動(dòng)時(shí)的動(dòng)能進(jìn)行對(duì)樁孔底部沉渣的沖擊，在沖擊過(guò)程中沉渣中的巖粒等會(huì)處于懸浮狀態(tài)，接下來(lái)運(yùn)用泥漿膠體的粘結(jié)力，懸浮的沉渣被帶出樁孔，直至將樁孔內(nèi)沉渣清干凈。具體施工中可先通過(guò)撈沙卵石的鉆頭進(jìn)行樁孔內(nèi)沙卵石的撈出，再運(yùn)用泥漿的循環(huán)清除孔內(nèi)的粘土清孔后的泥漿比重一般為1.14。終孔后，根據(jù)樁徑和孔深將孔底的巖屑、泥塊等打碎，使其隨泥漿浮出孔外。

1.3 鋼筋籠

對(duì)于鋼筋籠的制作，首先應(yīng)進(jìn)行鋼材質(zhì)保資料的檢查，然后按照設(shè)計(jì)和施工的規(guī)范要求，進(jìn)行對(duì)鋼筋直徑、長(zhǎng)度、規(guī)格、數(shù)量和制作的驗(yàn)收。鋼筋籠的制作，適合分段進(jìn)行，在連接時(shí)50%的鋼筋接頭采用錯(cuò)開(kāi)的焊接方法，在鋼筋籠入孔時(shí)，保持垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的孔位，慢慢進(jìn)行輕放，至鋼筋籠就位后，將鋼筋籠的上端焊固于護(hù)筒之上，以此減緩砼上升時(shí)產(chǎn)生的頂托力。

1.4 泥漿的制備與第二次清孔

灌注樁在成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，利用鉆桿在原位來(lái)進(jìn)行第一次的清孔處理，當(dāng)孔口的返漿比重持續(xù)小于設(shè)定的范圍內(nèi)，進(jìn)行孔底沉渣厚度的測(cè)量，在進(jìn)行抓緊與吊放鋼筋籠、沉放混凝土導(dǎo)管。并且在混凝土灌注前，通過(guò)導(dǎo)管來(lái)進(jìn)行第二次的清孔工作。拌制泥漿的控制指標(biāo)為泥漿的含砂率小于6%、膠體率大于90%。

采用反循環(huán)成孔工藝，是沉渣有效得以清除。

1.5 砼灌注

灌注樁的第二次清孔驗(yàn)收合格后，進(jìn)行砼坍落度的檢查，一般控制在180～220mm的范圍內(nèi)，然后檢查孔內(nèi)導(dǎo)管的長(zhǎng)度、離孔底的距離，依據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外的混凝土的壓力平衡來(lái)計(jì)算首灌混凝土量。最終確定料斗容量，保證首灌后導(dǎo)管底埋入混凝土中的部分在1m以上，再進(jìn)行砼灌注。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

2.1 充足的準(zhǔn)備工作

2.1.1.地基承載力

地基承載力的確定，應(yīng)依據(jù)巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度來(lái)乘以回歸系數(shù)，然后換算成巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值(frk)，再按照f(shuō)=yfrk的公式進(jìn)行計(jì)算。其中f為巖石的地基承載力的理論值(kPa)，y為折減系數(shù)，frk為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。這一公式能夠反映所取巖樣的水化能力、單軸飽和抗壓強(qiáng)度，而對(duì)于鉆孔灌注樁技術(shù)而言，孔底巖石的構(gòu)造僅能通過(guò)參照工程地質(zhì)勘察報(bào)告和鉆進(jìn)情況進(jìn)行確定，因此承載力的實(shí)際值與設(shè)計(jì)要求的數(shù)值的一致，是施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.1.2.原材料

原材料的質(zhì)量，也是影響鉆孔灌注樁技術(shù)施工質(zhì)量的決定性因素之一。原材料的選用與檢驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范來(lái)執(zhí)行，并將材料的選擇選料與所處特殊施工環(huán)境、工程相關(guān)要求等相結(jié)合進(jìn)行。

2.2 成孔過(guò)程中的問(wèn)題及相應(yīng)措施

2.2.1.縮徑

縮徑是在鉆進(jìn)的過(guò)程中，由于地應(yīng)力沿較軟巖層釋放而造成的。施工過(guò)程中由于鉆進(jìn)壓力大，同時(shí)鉆速過(guò)快，鉆頭穿過(guò)淤泥和淤泥質(zhì)土層的速度過(guò)快，容易導(dǎo)致淤泥從鉆孔周?chē)蜚@孔內(nèi)流動(dòng)，使側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力趨于平衡狀態(tài)，發(fā)生縮徑甚至卡鉆的問(wèn)題?？s徑的防治方法主要可以通過(guò)加強(qiáng)管理，由有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長(zhǎng)專(zhuān)職操作鉆機(jī)，當(dāng)鉆到淤泥或淤泥質(zhì)這類(lèi)土層時(shí)，投入適量的黏土泥膏，減少鉆進(jìn)壓力，減緩鉆速，使鉆機(jī)在無(wú)油壓狀態(tài)進(jìn)行空轉(zhuǎn)，并且成孔完畢后在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中進(jìn)行掃孔的處理工作。

2.2.2.坍孔

導(dǎo)致坍孔產(chǎn)生的原因是主要包括遭遇到預(yù)先未料的復(fù)雜的地質(zhì)情況、施工過(guò)程中泥漿的稠度過(guò)低、釋放量大于泥漿對(duì)孔壁的壓力等。對(duì)于防治由于復(fù)雜地層情況所帶來(lái)的坍孔問(wèn)題，具體可采用如下辦法。首先對(duì)該所在工程地的地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行認(rèn)真的審閱，對(duì)于報(bào)告中未加以提及的異常情況所而導(dǎo)致的施工過(guò)程中的坍孔問(wèn)題，根據(jù)具體情況進(jìn)行應(yīng)分別對(duì)待。

對(duì)于成孔過(guò)程中坍孔的補(bǔ)救措施為避開(kāi)該樁位或回填原樁位，經(jīng)檢查驗(yàn)收待密實(shí)后再進(jìn)行鉆進(jìn)工作。對(duì)于灌注過(guò)程中坍孔的補(bǔ)救措施為回填原樁孔同時(shí)在原樁附近進(jìn)行補(bǔ)加梅花樁、扁擔(dān)樁等。而對(duì)于工程質(zhì)量要求高的情況下，是不允許采用上述的常規(guī)方法的，此時(shí)可采用硬片石等進(jìn)行原孔的回填，待其密實(shí)后，采用沖擊鉆來(lái)進(jìn)行再次的重新鉆進(jìn)。對(duì)于因泥漿稠度過(guò)低導(dǎo)致的坍孔問(wèn)題的補(bǔ)救措施較為簡(jiǎn)單，只需加大泥漿的比重，直至適當(dāng)程度。一般泥漿性能指標(biāo)為黏度在18s～22s之間，含沙量不大于4%，膠體率不小于90，比重在1.1左右的范圍內(nèi)。

2.2.3.斜孔

在軟硬巖層交替的層位極易發(fā)生斜孔問(wèn)題。此時(shí)鉆進(jìn)的壓力過(guò)大導(dǎo)致鉆頭容易沿軟弱層面的偏斜，繼而導(dǎo)致斜孔問(wèn)題，不僅會(huì)影響鋼筋籠的下放，若問(wèn)題嚴(yán)重會(huì)影響到樁的承載能力。其防治辦法為在鉆進(jìn)的過(guò)程中，保持鉆速的均勻，或加重塊。而對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)傾斜的孔，進(jìn)行掃孔的糾正，當(dāng)糾正無(wú)效時(shí)，在孔中進(jìn)行粘土和石塊的回填，但當(dāng)偏孔達(dá)到0.5m以上時(shí)就需要進(jìn)行重新的鉆進(jìn)工作。

2.3 灌注過(guò)程中的問(wèn)題及相應(yīng)措施

2.3.1 導(dǎo)管堵塞

導(dǎo)管堵塞的防治辦法可分為如下幾點(diǎn)：第一，在組裝導(dǎo)管時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格檢查導(dǎo)管內(nèi)局部的內(nèi)凸、連接處的密封等問(wèn)題；第二，在攪拌砼時(shí)進(jìn)行對(duì)混凝土骨料的規(guī)格、坍落度、攪拌時(shí)間的嚴(yán)格控制；第三，在灌注時(shí)避免導(dǎo)管內(nèi)高壓氣囊的形成，以免破壞導(dǎo)管的密封圈；第四，在導(dǎo)管埋入深度允許的范圍內(nèi)提升導(dǎo)管，或者進(jìn)行提升后的驟然下插導(dǎo)管抖動(dòng)導(dǎo)管。若上述方法無(wú)效時(shí)，則應(yīng)停止灌注，用長(zhǎng)桿進(jìn)行疏通。

2.3.2 埋管

在灌注過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)埋管問(wèn)題，應(yīng)時(shí)刻注意導(dǎo)管的埋深控制，進(jìn)行砼面的準(zhǔn)確測(cè)量，一般砼面每上升4m～5m時(shí)便可進(jìn)行相應(yīng)數(shù)量導(dǎo)管的拆除，也就是說(shuō)勤拆導(dǎo)管。

結(jié)論

隨著鉆孔灌注樁技術(shù)在水利施工中的廣泛應(yīng)用，更應(yīng)注重在成孔與灌注過(guò)程中問(wèn)題的防治，不斷完善和發(fā)展鉆孔灌注樁技術(shù)，深入分析影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的因素，發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)促進(jìn)水利工程建設(shè)事業(yè)。

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