浅谈水利工程灌注桩施工技术与质量控制

黄佰仲

（高要市大湾围工程管理处，广东 高要 526100）

浅谈水利工程灌注桩施工技术与质量控制

黄佰仲

（高要市大湾围工程管理处，广东 高要 526100）

笔者结合某河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程，简要介绍水利工程灌柱桩施工技术，并对灌注桩施工质量控制作了简要说明。

水利工程；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制

1 工程概况

本工程为某河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程。主要作用为宣泄上游洪水经过直接入海，以保证中下游地区人民的生命财产安全；汛后还可排除涝水，减轻沥涝灾害。加固后的北闸为l3孔，单孔净宽9.5 m，其中中间11孔设工作闸门，两端边孔放置检修门。基础为分离式平底板，闸顶高程为9 m。中墩底板下设11根Ф800 mm灌注桩。桩长16 m，边墩底板下设15根Ф800 mm灌注桩，桩长19 m。灌注桩工程总桩数166根（其中4棵试桩），桩径Ф800 mm，桩长16～19 m，采用C20混凝土。

2 钻孔桩施工技术

钻孔前的准备工作主要包括桩位放样、整理平整场地、布设施工便道、设置供电及供水系统、制作和埋设护筒、制作钻孔架、泥浆的制备和准备钻孔机具等。

2.1 场地整理

施工前，桩基处在原地基基础上清除杂物后夯压密实即可。

2.2 测放桩位及高程

由测量人员按建设单位提供的现场坐标点，使用经纬仪按桩基平面布置图测放各个控制点及桩位。桩位测量偏差应在10 mm以内。由测量人员测定场地地面高程，由此确定施工桩深及桩顶标高。

2.3 护筒埋设

本标段钻孔桩均使用钢护筒，采用3～5 mm钢板制作。为保证其刚度、防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。本标段的钻孔桩直径为800 mm。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，周围和护筒底接触紧密，埋深1.0～1.5 m，顶面高程高出地面不小于0.3 m。保证其位置偏差不大于5 cm，倾斜度不大于1%。

2.4 钻机就位及行走

埋设好护简后，即可进行钻机就位。就位时，保证钻杆中心与桩位重合、桩机调平，保证钻杆垂直度不大于1%，用经纬仪和线锥双向控制，其对中误差不得大于5 cm。底座应用枕木垫实塞紧，防止钻机发生偏移、倾斜和沉陷。钻台行走钢轨铺设必须平直、稳固。

2.5 钻孔工艺

（1）钻进成孔的冲洗液循环系统采用正循环方式。钻进开始时泵入清水原土自然造浆，钻进过程中进入孔口的泥浆比重为 1.1～1.3。当遇易坍塌或缩径地层或返砂不利时，应加入膨润土造浆，提高泥浆质量，以保证孔壁的稳定性。

（2）下钻时，当钻头距孔底50～80 mm时，应开动泥浆泵，使冲洗液循环2 min左右，然后开动钻机，慢慢将钻头放到孔底，并适当控制钻进速度。加接钻杆时，先将钻具稍微提离孔底，待冲洗液循环1～2 min后，再拧卸加接钻杆。钻进过程连续操作，不得中途停止。

（3）清孔。正循环钻进施工的桩孔，到达设计孔深位置后，停钻并将钻头提离孔底50～80 mm，空转不进尺，持续进行清孔，采用换浆法清孔。清孔后，泥浆返出比重应控制在 1.15～1.25，含砂量不大于8%，孔底沉渣厚度应≤100 mm，并有记录。清孔时，应保持钻孔内的水位高出地下水位1.5～2.0 m，以防止塌孔。

2.6 泥浆排放

对钻孔、清孔、灌注混凝土过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。

2.7 钢筋笼的制作和吊装就位

（1）材料：制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸及相关规范的规定。

（2）制作：制作钢筋笼时，钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，宜采用搭接焊接头，搭接的长度不小于5 d，末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20 mm。

（3）安装：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4 m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。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，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。不允许高起猛落、强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

2.8 灌注混凝土施工

（1）组成混凝土的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含量符合规范要求，必要时要清洗和过筛，以除去有害杂质。

（2）拌制混凝土用水在使用前做水质化学分析，试验按JTJ056－1984规定进行。

（3）混凝土所用水泥符合GB175－1985的规定，所有水泥都必须经合格分供方评定后，从批准的厂家进货。水泥进场时，必须附有水泥出厂合格证，并且经本单位中心试验室（国家认可的）检验合格。

（4）导管安放。导管是灌注混凝土的重要工具，用3 mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，不小于250 mm。导管分节长度应便于拆装和搬运，并小于导管提升设备的提升高度，连接处应经过加强。导管吊放入孔时，导管丝扣连接应周正、严密、确保密封良好，导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管损坏钢筋笼，导管口距孔底0.3～0.5 m。灌注过程中，导管埋深宜为2～6 m，严禁导管提出混凝土面，而使导管内进浆造成断桩。

（5）混凝土灌注。混凝土灌注工作开始时，导管底部至孔底部的距离宜为300～500 mm。灌注前利用球胆作为止水塞，以保证初灌混凝土的质量。配置足量的首批混凝土，使导管一次埋入混凝土面以下0.8 m以上，严禁初灌量不足就灌入孔内。灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。灌注过程中严禁将导管提出混凝土面。

（6）当混凝土灌注完毕后，待桩上部混凝土开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着混凝土的收缩而收缩，避免粘结力的损失。

2.9 清理桩头

等桩头混凝土强度达到设计值的25%时，立即拆除护筒并凿除桩头多余混凝土。达到桩顶设计标高，采用手工凿除桩头混凝土，不得采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行。

3 灌注桩施工质量控制

3.1 成孔质量控制

成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制不好，可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：

3.1.1 采取隔孔施工程序

钻孔混凝土灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

3.1.2 确保桩身成孔垂直精度

这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固、经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜测试。

3.1.3 确保桩位、桩顶标高和成孔深度

在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50 mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象（局部位置可以考虑采用明桩的施工方法，如用混凝土护筒做永久模板进行施工）。

3.2 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。在验收中还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，这是因为钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据低梁标高逐极复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。

3.3 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清净。

4 结束语

由于钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

1 李韻怡.水利工程灌注桩施工［J］.中小企业管理与科技，2009（27）

2 郭克伟、薛 峰、何 枫.浅谈砼灌注桩施工［J］.河南水利，2004（10）

Discussion on Construction Technology and Quality Control of Water Conservancy Construction Pile

Huang Baizhong

The author, combining the foundation reinforcement of the North Gate pile in a river into the flood gate, briefly irrigates the piling technology of water conservancy construction, and illustrates construction quality control of pile.

water conservancy construction; bored pile; construction technology; quality control

TV52

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1000－8136（2011）03－0044－02