浅谈灌注桩施工技术在水利工程中的应用

姚南翔

浅谈灌注桩施工技术在水利工程中的应用

姚南翔

一、灌注桩施工技术及其基本程序

灌注桩施工基本程序是：施工准备→钻机就位→护筒埋设→钻头和孔口管施工→护壁泥浆→混凝土浇筑→钢筋笼制作和安装。以下结合某河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程就几个步骤作简要说明。

1.水利工程施工准备工作

（1）收集水利工程施工地点水文、地质资料，对地质岩性进行分析和判断。

（2）详细了解灌注桩施工图纸及施工方案。

（3）平整水利施工现场，确保水、电通畅，对松软的土地进行必要的处理，以免给施工机械作业带来麻烦。

（4）复核测量基准线、水准基点和桩位等数据。

（5）制定相应质量控制措施，确保工程施工质量。

2.钻机就位

在准备阶段对工程施工场地进行平整和压实，如在施工现场遇到深水区或淤泥层很厚时，则需要进行工作平台的搭设。建立子控制网，确保其能够符合建筑物施工工程的整体测量。对拟建的施工桩位进行放样，同时在其他观测站进行观测和复核。桩位的控制是水利工程灌注桩技术施工中的一项重要内容，只有桩位准确才能确保施工顺利进行。

3.护筒的埋设

桩位的固定措施主要是埋设护筒，通过埋设护筒，对钻头的钻进方向进行有效引导。进行护筒埋设时，护筒的直径应比桩孔大10cm左右，可以使钻头在孔内顺利提升。在安装护筒时，应确保其中心线与桩位中心线的偏差保持在50mm以内。护筒埋设的入土深度应根据土质不同进行调整，如在砂石土质中其深度应当大于1.5m，如在粘土土质中其深度应不小于1m，同时确保孔内的泥浆比地下水位高出1m左右。护筒埋设应牢固和密实，为防止出现渗水现象，护筒与孔壁之间使用粘土进行夯实。

4.钻头和孔口管施工

钻孔桩的设计孔径为1.5m以上时，选择钻头时对其钢材质量有较高的强度要求，确保钻头的质量、角度以及钻头切削内刃的强度。如钻头在施工过程中发生断裂，则会造成孔内事故，不仅延误工期而且将造成经济损失。

埋设孔口管时，为确保孔口不会发生坍塌，孔口管采用厚度δ=5mm以上的钢板卷制，直径为1800mm。

5.护壁泥浆

泥浆的主要作用是支撑孔壁、稳定底层、对悬浮的钻渣进行清理，同时通过泥浆渗透到孔壁周围的底层，阻断渗漏通道，因此，泥浆对孔壁具有十分重要的保护作用。泥浆比重控制在1.2～1.3，粘度22～25s，胶体率 >97%，内泥浆面控制在离孔口50cm以内。

6.混凝土浇筑

混凝土的强度等级必须满足水利工程施工设计需要，所选用的材料应符合国家行业标准，使用的商品混凝土需经过严格检查才能进入施工现场。混凝土浇筑前应着重检查混凝土灌注桩桩底，确定其沉淀厚度和泥浆指标，如不符合浇筑标准则重新进行清理。

浇筑前必须对第一次浇筑的混凝土需求量进行详细计算，一般容量应至少是导管容量与漏斗总容量之和的2倍，才能够确保混凝土从漏斗导管处顺利翻出，并且可以将导管端置于被混凝土掩埋的2.5m之内。

浇筑时混凝土的上升速度保持3m/h以内，浇筑后期应适当提高漏洞高度，使导管内外压力差逐渐增大，并不断提升导管，每次提升的幅度保持在0.5m左右，才能使混凝土顺利灌入，直到混凝土高度达到空口面，同时把灌注桩内所有钢筋彻底清洁。

浇筑完成后，当上部混凝土开始初凝时，清除其钢筋笼的固定措施，确保钢筋笼能够随着混凝土的凝固而自身发生收缩，防止造成粘结力的损失。

7.钢筋笼的制作与安装

用来制作钢筋笼的钢筋种类及型号等都根据设计需求以及相关的规范来确定。首先根据施工图纸的要求，进行调直、去锈、焊接。钢筋笼的主体应当使用整根的钢筋，如需对接，则尽量使用搭接、焊接头，搭接处的末端不设置弯钩。其次，为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔4m在一横截面上设置混凝土块。钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落。无效时立即停止下落，查明原因后再安装。禁止高起猛落、强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

二、水利工程灌注桩施工的质量控制措施

1.成孔质量控制

成孔是水利工程灌注桩施工中的重要部分，如果成孔的质量不能得到较好的控制，则可能出现塌孔、缩径等现象，严重影响桩身质量，使桩的承载力下降，因此在成孔质量控制方面应当注意以下问题：

第一，保证桩身成孔的垂直精度，同时这也是确保灌注桩顺利施工的重要保障，如不能保障其垂直精度，钢筋笼则无法顺利就位。

第二，桩位和桩顶标高的确定。确保成孔深度在护筒定位后能够及时进行复核，护筒的中心与桩位中心之间的偏差应小于50mm，同时检查回填土密度，防止发生漏浆。

2.成桩质量的控制

第一，为保证成桩质量，应对进场原材料进行严格检验，包括水泥、钢材出场合格证以及化验报告等，如果发现证书与实际商品不符，则应立即进行抽样调查，不合格的材料坚决禁止使用。

第二，由于水利工程中使用水下混凝土灌注，而且采用导管灌注的方法，不可避免的会出现混凝土的离析现象，但是高质量的混凝土材料以及科学的配比可减少这种现象的产生，因此，对现场使用的水泥品种以及砂石等材料应随时进行调整，确保每个桩的浇筑配比都能够达到科学合理，在混凝土搅拌之前进行复核，并且进行严格的记录和管理。

3.钢筋笼制作质量和吊放

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。验收中要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，吊环长度根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐级复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。

4.清孔

清孔工作主要是为了清除孔底的沉渣，因为沉渣的存在对灌注桩的承载能力有着不利影响。清孔的过程是通过泥浆对桩孔底部的冲击所产生的力量，使孔底的沉渣处于悬浮状态，然后使用泥浆胶体的粘结力带动悬浮的沉渣流出桩孔，进而实现清孔的目的。

三、结束语

随着灌注桩技术在水利工程中的应用越来越广泛，对其施工工艺以及施工质量的要求也越来越高。由于大多水利工程的钻孔灌注桩均在水下完成，无法对其施工过程进行详细观察，成桩后也不能对其进行开挖来完成验收工作，其施工过程中的任何一个环节出现问题，都会对整个水利工程的质量产生重大影响，造成严重的经济损失。因此，灌注桩施工中应对其质量进行严格控制，才能确保水利工程的整体质量

信阳市沿淮治理工程指挥部综合办公室 464000）