跋山水库溢洪道混凝土灌注桩施工质量控制

戚立荣

（沂水县跋山水库管理处，山东 沂水 276400）

跋山水库位于淮河流域沂河干流的中上游、沂水县城西北17.5km的跋山脚下、沂河与支流暖阳河汇流处。大坝呈弓形，全长1780m，为粘土心墙砂壳坝，控制流域面积1782km2。水库建于1960年，总库容5.29亿m3，兴利库容2.67亿m3，主要作用为防洪灌溉，结合发电和养鱼，是一座具有综合效益的大（二）型水库。水库枢纽主要由大坝、放水洞、电站、溢洪道等建筑物组成。

溢洪道位于大坝右端，共有16孔闸门，闸孔总净宽160m，闸下游护坦接泄槽，泄槽末端接钢筋混凝土挑流鼻坎，挑流坎段长13.0m，宽181.3m。挑流坎为连续式，坎顶高程为168.04m，鼻坎下设钢筋混凝土灌注桩基础，两岸为钢筋混凝土导流墙。钢筋混凝土灌注桩直径0.8m、间距3.0m，桩顶高程164.00m，底高程157.00m，桩长 7.00m。

溢洪道地层分布主要为古生界寒武系下统馒头组。岩性主要以灰岩为主，假整合于佟家庄组地层之上。溢洪道引渠和尾水渠段分布有新生界第四系残积坡积堆积地层。

溢洪道灌注桩工程共有64根灌注桩，造孔均为基岩内造孔，造孔采用冲击钻。施工工艺流程：构筑钻机平台→埋设护筒→钻机钻进→清孔→下钢筋骨架→安设导管溜槽→浇筑混凝土→拔除护筒→养护。

1 成孔施工质量控制

桩位偏差即实际成桩位置偏离设计位置的差值。由于桩上部结构作用在基础上的荷载位置是不能变动的，桩偏位后，桩的实际受力状态发生了变化，即使采用补救措施，往往也难以达到设计目的；造成桩的可靠性降低，工程造价增加，工期延长等后果。在施工过程中，应针对造成桩位偏差的主要原因，加强施工控制和质量管理，确保成桩位置的准确性。

1.1 桩的位置控制

为了得到准确的桩位，在施工前建立固定的测量控制网（点），然后进行桩位放线。桩位测量放线时，要求各桩位置的测量误差控制在±0.5cm之内，一旦确定了桩的位置，即用长≥30cm的木桩外引打入地下，在木桩头以铁钉标明桩位的准确位置，并做好保护，作为埋设护筒、钻机就位的依据。

护筒的作用是固定桩孔位置，做钻进导向，提高孔内水位，防止地面水流入，保持孔口稳定。在护筒埋设时，应既要做到牢固可靠又要保证护筒设置在正确的位置上。护筒的埋设方法有挖坑法、锤击打入法和挖坑与锤击打入相结合的办法，护筒埋设深度一般为2～4m，高出地面30～40cm。由于本工程是岩石造孔，所以先构筑平台后再埋设护筒。构筑钻机平台，采用粘土将齿槽填平，用装机进行碾压，随后进行护筒埋设和钻机就位。护筒与孔壁间用粘土分层夯实，以防止地表水流入，又可固定护筒，当桩混凝土达到设计强度的25%后方可拆除。

为了保证钻机对中，护筒埋设完毕后，测出护筒交叉的4个方向离桩中心的距离，作好记录，并将桩中心反引到护筒上，在施工过程中以此作为钻机就位、检查、校核钻孔中心和下设钢筋骨架的依据。

1.2 钻孔偏差

在钻机就位时，先将钻机底座调整水平，钻塔调整垂直，重新检查桩中心与钻头中心是否重合，如果偏差较大，应调整钻机位置保证偏差小于2cm。钻孔一旦发生偏斜，就会造成施工平面对位时的钻孔中心与桩顶处中心产生偏差，在钻孔过程中，应经常检查钻机的水平和垂直度，发生问题及时调整，且在空孔段的孔斜率控制在0.2%～0.4%以内，避免因孔斜造成桩位偏差。由于本工程灌注桩为无土层钻进，钻头在开孔时无导向，在钻进过程中，造成孔径偏差大，进尺慢。经试验采取松动爆破的方法，即将开孔1～2m的岩石进行松动爆破，这样既加快了进度又控制了钻孔偏差，确保了工程质量。

1.3 孔径控制

待清孔和换浆完成后，必须对孔径、沉渣厚度和泥浆性能进行检查验收。孔径检查用测绳系着外径比设计孔径小3cm的钢筋圆环对准孔中心徐徐放入孔内，圆环能顺利下到孔底，说明孔径满足设计要求，否则，应进行扩孔。

1.4 孔深及桩长控制

钻孔深度应以圈测深度为准，一般应比设计孔深大0.5m左右，桩长要考虑顶部超浇混凝土高度，以便去除上部浮浆层及强度较低混凝土后，仍能保证桩顶高度，并以完好混凝土与上部连接，超高一般不小于0.5m。

2 清孔质量控制

2.1 沉渣厚度控制

钻孔结束后，立即进行清孔。孔底沉渣厚度的测定，用测绳系着铁制测饼检测孔深，测饼测得的孔深与终孔深度的差值即为沉渣厚度，沉渣厚度控制在10cm以内。在钢筋骨架下设完毕后再测一次沉渣厚度，如果不满足要求，则利用导管进行二次清孔。

2.2 孔内泥浆控制

为了保证孔底沉渣在混凝土开仓前能满足规范要求，钻孔结束后，除作好清孔工作外，还要对孔内泥浆比重进行控制。将孔内含砂量大，泥浆性能差，容易在孔底产生沉淀的泥浆，换成性能好，且能保证在换浆结束至混凝土开仓前这段时间内，在孔底不产生或少产生沉淀物的泥浆，从而保证清孔后良好的孔底状态，泥浆比重应控制在1.05～1.1左右，不宜过大，否则，会造成混凝土浇筑时顶托困难，影响桩身混凝土质量。泥浆性能检查，取出距孔底约50cm处的泥浆，用泥浆比重秤测定泥浆的比重；用漏斗粘度计测定泥浆的粘度；用含砂量计测定泥浆的含砂量。现场一般用手指拈起置换出的泥浆，若指面泥浆均匀，指纹清析，即可进行测定。检测项目满足设计和《规范》要求后，即可进行混凝土浇筑。

3 钢筋骨架和保护层控制

在钢筋骨架下设过程中，因骨架的导向、对中、定位等工作管理不善，使钢筋骨架的中心偏离了钻孔中心，不但造成钢筋的混凝土保护层不足，且使桩的整体位置产生偏移，使桩与上部承台连接困难。在钢筋骨架下设过程中应加强质量控制，保证钢筋骨架位置的准确性。

灌注桩自桩顶5.00m范围内配置8Φ14的构造筋，螺旋筋为Φ8，螺距200mm。钢筋骨架的制作严格按设计图纸进行。焊接要牢固可靠，成笼必须圆而直。钢筋骨架除满足设计要求外还应有足够的刚度，便于运输和吊装。防止在吊装、运输和下设过程中钢筋骨架变形，每2m设一道加强箍。

钢筋骨架保护层的确定：为了保证钢筋骨架的中心与钻孔中心重合，吊装钢筋骨架时，用钢管2根或4根顺钢筋骨架方向捆牢在直径两端点上，防止钢筋骨架弯曲变形，方便吊装定位，钢筋骨架放入时，随时拆除。采用混凝土垫块控制灌注桩保护层厚度，将垫块分层绑在钢筋骨架加强筋上。

混凝土浇筑时应防止钢筋骨架上浮，钢筋骨架上浮因素很复杂，它与钢筋骨架结构、混凝土和易性、浇筑速度、导管埋深、孔内泥浆等因素有关。为保证钢筋骨架有足够的稳定性，在定位结束后将骨架上端焊接在护筒及脚手架上。

4 混凝土灌注质量控制

混凝土设计强度为C20，采用垂直导管水下浇筑，要求混凝土和易性好，具有流动性大、缓凝、良好的粘聚性和保水性等特性，坍落度18～22cm，现场试配确定配合比水泥:中砂:碎石(粒径 2～4):碎石(粒径 1～2):水=410:688:748:374:230，掺木钙减水剂，减小水灰比，增大流动度，减少离析，防止导管堵塞，并延缓初凝时间。

首灌混凝土量应满足导管初次埋深不小于1.0m及填满导管底部需要，按桩深7.0m计算，初灌量约为0.9m3，确定初灌量为1.0m3。

沿导管周围用脚手板将钻井孔口围起来，导管底口距孔底40cm左右，隔水栓用8#铅丝吊起距导管内水面 20～30cm，上面放 10cm高水泥砂浆，漏斗内装满混凝土，各小推车备满混凝土，用断线钳剪断铅丝，混凝土急速落下，并将漏斗旋转下压使导管至孔底，以防泥浆反压到导管内，造成初次灌注失败。

混凝土初次灌成功后应立刻连续浇筑不得中断，在浇筑过程中，随时准确测量孔内混凝土上升高度是灌注的关键，保证导管埋入深度不小于1.5m，不大于6.0m。随时用探锤测量混凝土面实际高程，计算混凝土上升高度、导管下口与混凝土相对位置。导管要随浇灌随提升，避免提升过快造成混凝土脱空出现夹层、断桩，或提升过晚造成导管拔不出的事故。当通过测量计算漏斗内混凝土落下后足以使孔内混凝土面高出应灌注高度0.5m时，慢慢提升导管，避免桩头出现凹形，最好使其成为凸形。

5 施工质量检验

由于采取以上控制措施，混凝土灌注桩质量控制取得了良好的效果，64根桩未出现过缺陷桩，经低应变动检测，结构完整混凝土波速正常，检测结论为合格桩。

6 结 语

大孔径灌注桩的成桩质量决定于施工过程的每一环节，加强施工控制是保证桩质量的重要手段。混凝土原材料、成孔质量、清孔质量、钢筋制作安装质量、混凝土拌和质量、浇注质量等均影响成桩质量，因此在施工前针对各工序设置质量控制点，制定预防措施和应急计划，在施工中应当着重加强质量与施工控制管理，严格施工程序，克服麻痹思想，强化工作态度，避免桩的质量缺陷，提高成桩质量。