浅析泵站工程钻孔灌注桩基础质量控制

2012-04-14张允良

水利建设与管理 2012年12期

张允良王雷

(宿豫区水务局宿迁 223801)(皂河灌区续建配套与节水改造项目建设处宿迁 223801)

在水利工程的施工过程中，通常会在水下工程及软弱地基处理中应用到钻孔灌注桩技术，由于其施工隐蔽性特点，无法进行直接的观察，所以在施工以及验收过程中的质量控制具有较大的难度，如果其中任何一个环节出现了问题，肯定会对整个施工进度、工程质量等产生影响，甚至会造成无法预计的经济损失，对社会产生严重的不良影响。因此，在水利工程的施工过程中，一定要加强质量方面的管理和控制力度，保证每一个环节的质量控制，尽可能地消除质量隐患。

1 工程概况

皂河电灌站为全国大型提水灌区江苏省皂河灌区的水源泵站，原泵站因效率低、技术状态较差，存在严重安全隐患，难以满足安全运行要求。经上级部门审查批准，对泵站进行拆建。新建泵站设计由河海大学设计院完成，共安装9台立式导叶式混流泵，设计流量27m3/s，装机容量3195kW。

该泵站设计采用湿室型泵房结构，根据地质资料，泵室底板持力层处为粉质壤土，承载力仅为100kPa，不能满足设计要求，采取钻孔灌注桩处理基础，设计单桩极限承载力为3000kN、桩径80cm。主泵室桩纵横间距均为2.5m，桩深15.3m，含进水池两节扶臂挡墙桩基，整个泵站灌注桩基共112根，为整个泵站工程的主体结构且桩基数量较多，工程质量及进度控制尤为重要。

2 钻孔灌注桩的施工控制要点

2.1 钻孔准备

a.完成灌注桩的放样以及桩位的测量工作。通过使用全站仪，准确地测量出灌注桩的中心点，并利用木标等进行标识。放样完成以后，再利用钢尺测量出相邻桩位之间的间隔距离，确保测量误差在10mm以内。

b.完成护筒的埋设工作。钻孔灌注桩技术的一个非常重要的环节就是护筒的埋设，以便使护筒具有良好的导向以及定位等作用。孔内水压由于受到了筒内水位和泥浆重力的双重影响，相对比孔外要高一些，能够避免桥孔发生坍塌。护筒的内直径通常要比桩径多出大约200～400mm，此外需要将埋入地面护筒的高度有效地控制在2～4m之间;在遇到特殊情况时，可以适当地加大地面下的护筒高度，并在埋设的过程中注意护筒的垂直程度，能够让其垂直中心线重合于桩的中心线，并将垂直线的倾斜程度控制在0.5%以内，将偏差控制在50mm以内，此外还需要在护筒的顶部位置添加加强钢筋，在进行钻进时注意有没有出现沉降以及偏移等问题，及时地发现并纠正这些问题。

c.钻机的就位工作。在该工程的施工中主要选择了型号为CZ—30的冲击钻机，在完成护筒的埋设工作后，需要将钻机就位。底座需要利用枕木进行支垫，在摆放平稳之后，需要利用平尺测量其摆放的水平程度，利用钻锥下悬的锤球对其垂直性进行检测，将钻孔的倾斜程度控制在1%以内。在进行钻进的时候还应该经常检查钻机具有的稳固性。

2.2 打桩方法

根据桩孔的具体顺序，可将其划分为3种方式，分别是从中间位置向四个方向进行打桩、从中间位置向两面进行，以及从一端向另一端进行。在实际的施工过程中，上述3种方式都会出现不同的速度效率以及不同的质量标准。比如:在从一端向另一端钻孔的过程中能够尽可能地减少桩机的移动距离，提高打桩的速率。不过这种单一方向的技术仍然存在一定的缺点，难免会造成土壤向着一端出现技术性的灌注现象。所以，在进行钻孔之前需要根据工程施工现场的环境条件，结合工程的主要特点以及钻孔方式具有的优缺点等，选择最佳的方式。本工程采用4台钻机从4个方向进行打桩钻桩的方式。

3 钻孔灌注桩的质量控制

3.1 成孔的质量控制措施

a.提高距离上的安全性。通常在钻孔的过程中采取隔孔跳跃式进行作业。所以为了防止对相邻桩造成影响，需要将相邻位置桩的间隔距离控制在桩径长度的4倍左右。要求在钻孔的时候时刻注意出现的偏差现象，及时进行纠正，如果出现塌孔以及斜孔等问题应该马上停止钻进。对于斜孔这一问题，需要在出现倾斜的位置上将钻锥不断地提升，反复进行扫钻;如果在钻孔的时候遇到了孤石，需要填入一些片石然后才可以继续钻孔，对于一些中、大冲程的钻孔，不能使用大松绳进行操作。

b.提高成孔的垂直精确程度。成孔垂直精度会直接影响到灌注桩的施工能否顺利进行，如果垂直精度没有达到要求，会造成导管以及钢筋笼出现悬浮的现象。所以，在打桩的时候一定要采取相应的措施进一步扩大桩基的承受面积。与此同时，还应该经常检查钻架的垂直程度，然后下放钢筋作井径，利用超声波测试井的倾斜程度。

c.处理塌孔时采取的措施。如果在水利水电工程项目的施工过程中发生了塌孔问题，要及时找出出现塌孔的位置，分析引起塌孔现象的原因，并及时采取合理的措施作出有效的处理。如果塌孔现象并不是很严重，可以填充一定量的砂砾，适当地增加泥浆具有的粘稠程度，在满足了施工要求之后才可以继续开始钻进操作，但是塌孔现象如果非常严重，就需要将全部砂都填入到塌孔当中，并时刻利用钻锥进行击实，在完成回填工作之后，应该及时找出塌孔的原因，采取有效的措施进行预防。

d.保持孔内的具体水位，确保泥浆的黏度和密度能够达到施工要求。在水利工程项目的具体施工过程中，将孔内水位控制在合适的位置上，确保泥浆具有的黏度以及密度符合施工要求，这不仅能够避免出现再次塌孔的问题，还可以加快成孔速度，确保成孔质量。在进行钻进操作的时候，要求每隔5m就对钻孔的垂直程度进行检查，确保钻孔直径符合钻进要求。

3.2 灌注桩的质量控制措施

a.有效地控制混凝土的坍落度，并确定合理的搅拌时间。在进行混凝土灌注时，一定要避免出现堵管以及夹泥等问题，将混凝土的坍落度有效地控制在18～20cm之间，将导管的埋深控制在2～6m之间，确定合理的混凝土搅拌时间。除此之外，还应该让导管底端位置始终处于混凝土面的上部。要想提高混凝土具有的抗压强度，就需要在灌注混凝土的时候，在距离桩顶位置8m时，适当调整坍落度。在进行混凝土灌注的过程中，还应该控制所使用的操作工艺，控制混凝土面具有的上升力度，要求灌注工作能够连续地进行，尽可能地避免出现断柱的问题。要求每灌注2m检查混凝土面的上升情况，保证各个桩体具有的充盈系数保持在1以上，然后做好相关的数据记录工作。

b.通过采取合理的施工技艺有效地降低离析。在水利工程项目的施工过程中，通常会利用导管灌注的方式进行水下混凝土的施工，不过使用这种方式时很容易出现离析问题。所以在施工现场确定合理的配合比能够有效地降低离析。另外，加强测试力度，记录并更新测试数据。