□劉 寧

（河南省濮陽(yáng)市引黃工程管理處）

0 引言

隨著水利工程建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大和施工難度的加大，施工管理環(huán)節(jié)的施工技術(shù)運(yùn)用和質(zhì)量控制也成為施工建設(shè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)之一。鉆孔灌注樁施工作為水利工程的有機(jī)組成部分，對(duì)消除水害和開(kāi)發(fā)利用水資源具有雙向調(diào)節(jié)作用?；诖?，就水利工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)層面的質(zhì)量控制和運(yùn)用，對(duì)施工順利進(jìn)行具有重要的研究?jī)r(jià)值。

1 工程概況

土石壩是由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或土石混合料填筑而成的壩，又稱(chēng)當(dāng)?shù)夭牧蠅巍Ｍ潦瘔巫鳛樗畮?kù)攔河壩、江河湖海防護(hù)堤的使用歷史較為悠久，并廣泛適用于水利工程施工建設(shè)中。在中國(guó)建設(shè)的8 600萬(wàn)座大壩中，90.00%以上是土石壩。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，土石壩漫頂和壩體失穩(wěn)是土石壩失事的兩個(gè)主要原因。在大壩失事事故中，土石壩所占比例高達(dá)70.50%，而潰壩事故中，土石壩最多。例如：1979年水利部統(tǒng)計(jì)的資料顯示1959年以來(lái)至1979年20年中，土石壩潰壩2 925座，堆石壩潰壩17座，而混凝土壩僅有1座潰壩。

2 施工技術(shù)要求

基于上述事故發(fā)生原因的評(píng)估中，事故發(fā)生的主要原因在于：漫頂失事、質(zhì)量問(wèn)題、管理不當(dāng)、裂縫事故、滲漏事故、管涌事故、滑坡塌坑事故、護(hù)坡破壞事故、沖刷破壞事故、氣蝕破壞事故及白蟻打洞事故等。由此，通過(guò)施工技術(shù)和施工質(zhì)量，整體改善泄洪能力、洪水超設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、壩體滲漏、壩體滑坡、溢洪道滲漏、輸水洞滲漏或其質(zhì)量問(wèn)題、超蓄、維護(hù)運(yùn)用不良、無(wú)人管理、非潰壩事故類(lèi)型等原因的質(zhì)量控制，對(duì)水利工程建設(shè)具有至關(guān)重要的作用。鑒于此，鉆孔灌注樁的施工技術(shù)管理和質(zhì)量控制的研究，對(duì)施工具有重要的意義。

具體關(guān)鍵技術(shù)包括護(hù)筒要求、骨架存放與運(yùn)輸、骨架的起吊和就位等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

2.1 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒埋設(shè)工作作為鉆孔灌注樁施工的起點(diǎn)，是成樁質(zhì)量衡量的關(guān)鍵，主要包括護(hù)筒平面位置、垂直度，護(hù)筒周?chē)妥o(hù)筒底腳的緊密度及其透水性和成孔效率。埋設(shè)環(huán)節(jié)，還要確保護(hù)筒中心軸線(xiàn)和測(cè)量標(biāo)定的樁位中心相一致，水平和垂直方向的偏差標(biāo)準(zhǔn)分別為＜50 mm、＜1%。鉆機(jī)鉆進(jìn)作業(yè)中，在孔內(nèi)擺放的程度與護(hù)筒的內(nèi)徑大小相關(guān)，護(hù)筒內(nèi)徑和樁徑的比值控制在（200～400）mm∶1 mm。鉆孔灌注樁鉆孔環(huán)節(jié)，為防止孔壁坍塌，護(hù)筒中泥漿施工液位的高度比在（1～2）∶1。

2.2 骨架存放與運(yùn)輸

骨架存放與運(yùn)輸中，鋼筋骨架結(jié)構(gòu)設(shè)置前要保持場(chǎng)地平整、存放環(huán)境干燥，存放環(huán)節(jié)加勁筋與地面接觸均需要以模板隔開(kāi)，鋼筋籠架設(shè)環(huán)節(jié)，各節(jié)段排序要滿(mǎn)足既定裝車(chē)順序。墩號(hào)、樁號(hào)、節(jié)號(hào)等要通過(guò)標(biāo)志牌加以區(qū)分，其避免質(zhì)量事故發(fā)生，骨架存放之用要避免胡亂安放、儲(chǔ)存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)要做好防水防腐蝕工作。骨架運(yùn)輸中，不得拆卸標(biāo)志牌，不得損害骨架，以便后續(xù)校驗(yàn)。

2.3 骨架的起吊和就位

骨架的起吊和就位第一吊點(diǎn)為骨架下部，第二吊點(diǎn)為骨架長(zhǎng)度中點(diǎn)到上三分點(diǎn)，先稍提起，再與第二吊點(diǎn)同時(shí)起吊。解除第一吊點(diǎn)，檢查骨架是否順直、焊接骨架時(shí)確保上下兩節(jié)骨架位于同一豎直線(xiàn)上、骨架最上端定位須由測(cè)定孔口標(biāo)高來(lái)計(jì)算定位筋長(zhǎng)度、檢測(cè)鋼筋骨架的底面標(biāo)高，偏差要＜±50 mm。

3 施工工藝流程

鉆孔灌注樁施工多以沖擊鉆成孔來(lái)保證樁基質(zhì)量，具體流程參見(jiàn)圖1所示。

具體來(lái)講，鉆機(jī)準(zhǔn)備中就測(cè)量放線(xiàn)及高程控制，慣常采用全站儀坐標(biāo)控制方法來(lái)定樁位，高程測(cè)量用以針對(duì)各樁孔井口標(biāo)高記錄。鉆機(jī)就位前，設(shè)備安裝和調(diào)適必須與基礎(chǔ)墊平填實(shí)、鉆機(jī)位置確定、樁位對(duì)準(zhǔn)等施工細(xì)則相關(guān)。以此來(lái)避免施工中因鉆機(jī)安裝不到位導(dǎo)致施工質(zhì)量不高。護(hù)筒埋設(shè)中，受人工配合機(jī)械開(kāi)挖護(hù)筒坑差異，坑尺寸為護(hù)筒直徑增加1 m、護(hù)筒直徑＞樁徑200 mm，校驗(yàn)位置后再分層回填粘土并夯實(shí)，埋設(shè)深度在2～4 m。泥漿池開(kāi)挖多以機(jī)器進(jìn)行，泥漿池深度、尺寸、設(shè)置位置均需滿(mǎn)足既定施工要求。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

鉆孔施工作業(yè)中連續(xù)多次的分班進(jìn)行，多次泥漿檢驗(yàn)，及時(shí)處理不符合要求的鉆機(jī)行為，嚴(yán)格按照地質(zhì)剖面圖進(jìn)行核對(duì)。為提高成孔質(zhì)量，成孔中嚴(yán)格控制鉆機(jī)鉆進(jìn)速度。清孔主要就孔深達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高、成孔質(zhì)量符合圖紙要求、監(jiān)理工程師認(rèn)同后再進(jìn)行。抽渣法清孔較為適宜，并能滿(mǎn)足鋼筋籠吊裝工作的既定要求。

導(dǎo)管法混凝土澆筑中具體質(zhì)量控制為：混凝土澆注以連續(xù)為主，澆筑環(huán)節(jié)禁止停頓施工，以確保混凝土均勻，控制時(shí)間、間歇時(shí)間、土面上升速度、澆灌速度分別控制在4-6 h 內(nèi)、15-30 min、＜2 m/h、30～35 m3/h；為避免泥渣泥漿混入混凝土內(nèi)，嚴(yán)禁導(dǎo)管橫向運(yùn)動(dòng)。多根導(dǎo)管作業(yè)中，嚴(yán)禁混凝土溢出漏斗或流進(jìn)槽內(nèi)；混凝土面高差＜0.30 m，導(dǎo)管提升速度、混凝土的上升速度、插入深度＜1.50 m；混凝土澆灌中，計(jì)算混凝土上升高度需與探錘測(cè)量混凝土面實(shí)際標(biāo)高同步進(jìn)行，導(dǎo)管下口與混凝土相對(duì)位置，嚴(yán)格控制混凝土澆灌量并做好隨訪(fǎng)記錄；攪拌好的混凝土在1-1.50 h 內(nèi)澆筑完畢，待混凝土澆筑到頂部3 m時(shí)，可通過(guò)在槽段內(nèi)放水適當(dāng)稀釋泥漿/導(dǎo)管埋深減為1 m來(lái)排除泥漿阻力，順利完成澆灌；待混凝土澆到墻頂層時(shí)，受導(dǎo)管內(nèi)超壓力變化和混凝土與泥漿混雜影響，頂部浮漿必須在澆灌后逐層清除，澆灌高度與設(shè)計(jì)高在0.50～0.60：1，為保證混凝土質(zhì)量，混凝土澆筑完畢馬上清除0.30～0.40 m，留下0.20 m 待后鑿除。具體施工組織控制如圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁施工組織控制圖

4 研究綜述

水利工程建設(shè)中做好鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備，即精心量測(cè)，準(zhǔn)確放出樁位及其護(hù)樁。平整場(chǎng)地，清除雜物，打夯密實(shí)。護(hù)筒制備和埋設(shè)中，對(duì)鉆孔直徑、護(hù)筒、4 mm厚鋼板卷制焊接、護(hù)筒埋設(shè)范圍、埋置深度等進(jìn)行綜合掌握。鉆孔施工中，可以臨時(shí)施工便橋和筑島方便施工。泥漿坑開(kāi)挖和泥漿制備環(huán)節(jié)，選用優(yōu)質(zhì)粘土制備泥漿，泥漿整體性能指標(biāo)要滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，保持護(hù)筒內(nèi)的泥漿頂面＞孔外水位或地下水位1.00～1.50 m。鉆機(jī)底架墊平，保持穩(wěn)定就位環(huán)境，頂端以纜風(fēng)繩對(duì)稱(chēng)拴牢拉緊。鉆機(jī)鉆桿保持垂直姿勢(shì)、鉆尖與孔位允許誤差嚴(yán)格在規(guī)定之內(nèi)。鉆孔和開(kāi)挖環(huán)節(jié)，混凝土灌注中距5 m內(nèi)24 h后才能在此澆筑，防止施工環(huán)節(jié)與鄰樁混凝土的相互干擾。施工進(jìn)度控制上，以來(lái)料作業(yè)控制等進(jìn)行全局把握；轉(zhuǎn)孔進(jìn)行中，持續(xù)不中斷，避免孔坍塌；一旦孔坍塌嚴(yán)重，及時(shí)回填重鉆。終孔清孔中，嚴(yán)格孔位、孔徑、孔形、孔深、垂直度、孔底土質(zhì)情況等整體內(nèi)容進(jìn)行檢查并填寫(xiě)鉆孔記錄。清孔需滿(mǎn)足鉆孔所要達(dá)到的圖紙規(guī)定標(biāo)高、成孔質(zhì)量要符合基本圖紙要求。吊裝作業(yè)中，一次吊裝就位，鋼筋籠焊接質(zhì)量、定位支承系統(tǒng)等均需嚴(yán)格技術(shù)手段進(jìn)行施工控制。混凝土灌注中檢測(cè)孔底泥漿沉淀厚度；混凝土運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度；監(jiān)理工程師認(rèn)可且鋼筋骨架安放就位后，連續(xù)澆筑；澆筑方法采用直升導(dǎo)管法灌注混凝土方法。水下混凝土灌注混凝土頂面高出圖紙規(guī)定或監(jiān)理工程師確定截?cái)喔叨龋还嘧兜馁|(zhì)量檢查中，依據(jù)每根樁應(yīng)隨機(jī)做3組混凝土試件；檢測(cè)單位逐樁進(jìn)行無(wú)破損法檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)監(jiān)理工程師旁站以監(jiān)督樁檢測(cè)質(zhì)量和樁檢測(cè)結(jié)果；每一根成樁的平面位置，鋼筋籠偏心情況試驗(yàn)結(jié)果及施工記錄認(rèn)可批復(fù)后，再行下一道工序。

5 結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁施工技術(shù)的運(yùn)用和質(zhì)量控制，是水利工程建設(shè)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)問(wèn)題。上文就水利工程現(xiàn)場(chǎng)中，借助機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成樁的研究中，就具體關(guān)鍵技術(shù)包括護(hù)筒要求、骨架存放與運(yùn)輸、骨架的起吊和就位等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和施工技術(shù)工藝質(zhì)量控制進(jìn)行探討，以為水利工程的順利進(jìn)行提供了助力。