浅谈新疆喀克干渠渡槽灌注桩的施工

俞秀霞

（新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院 新疆 阿勒泰 836500）

1 概况

新疆阿勒泰喀克干渠引水工程是一项造福于哈巴河县、布尔津县人民的水利工程，工程从哈巴河山口电站引水，经35.78km干渠后，进入布尔津县喀克灌区。喀克引水工程沿线穿过多处山洪沟，主要有三部分组成：引水渠首、输水渡槽、引水干渠（包括其它渠系建筑物）等。

在干渠桩号32+558处布置柳树沟渡槽，设计流量为5.54m3/s，加大流量为6.93m3/s。根据渡槽总体布置的要求：渡槽长度最短，进出口起止点争取落在挖方渠道上以及出口与上下游渠道连接顺畅，槽身长度为120m。进出口渐变段采用细粒砼砌石扭面，渡槽材料选用钢筋砼。

该渡槽布置处洪沟侵蚀深度3m～7m，现代河床开口宽度45m，两岸平缓，中部基本为矩形冲槽，边岸剖面陡立。边岸第四系含细粒土砂层，厚2m～7m，部分含砾ρd=1.52g/cm3～1.63g/cm3，Dr＝0.35～0.55，稍密-中密沉积，ω=5%～12%，饱和状态下fk=70kPa～100kPa。左右岸基本对称，河床中部第四系覆盖层厚度3m左右，分别有砂砾石层、淤积含腐殖质细砂层，分层厚度在1m～2m，沉积韵律明显。下伏1m深度砂砾石层ρd=1.92g/cm3，Dr＝0.45，ω=15%，饱和状态下fk=250kPa，淤积细砂层fk=80kPa。底部为凝灰质砂岩。

考虑渡槽运行安全以及减少工程投资，柳树沟渡槽根据地形、地质条件，渡槽支承结构采用钢筋砼桩柱式槽架，桩柱两柱间设置横梁。灌注桩具有震动小，无挤土，对周围环境及临近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层，施工较简单，同时能缩短施工工期，因此喀克干渠渡槽桩柱式槽架基础采用灌注桩施工方案，基础桩端持力层为基岩。

2 施工工艺

本文结合本工程渡槽基础施工，对灌注桩的施工工艺做一简单介绍。

2.1 喀克干渠工程渡槽灌注桩施工准备

施工准备包括场地平整、钻机就位、泥浆池开挖、泥浆搅拌等。

（1）场地平整：以设计承台为主要平整区域进行整理，保证钻机顺利进场、就位。

（2）泥浆池开挖：要选择合适的开挖区，以便于开挖料的堆积。

（3）泥浆制备：钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。

喀克干渠工程对泥浆提出以下要求：泥浆比重≤1.3；粘度为19s～28s；含砂率≤4%；胶体率≥95%；pH值＞6.5。

2.2 渡槽灌注桩埋设护筒

护筒主要起到隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用。

喀克干渠工程渡槽灌注桩护筒的埋设应采用开挖与硬性压入相结合的方法；从钻孔中心先进行开挖，开挖深度应小于护筒埋设深度0.3m，开挖直径小于钻孔孔径0.2m左右，开挖后将开挖孔中心对中护筒中心，使钻机能将其垂直压入，压入深度应预留0.1m左右，测量护筒顶的水平，当护筒出现倾斜时可通过这0.1m预留进行调节，直至护筒顶水平，达到埋设深度。

喀克干渠工程渡槽灌注桩护筒中心与桩中心的校准是灌注桩能否准确就位的关键。在实际操作过程可在护筒埋设之前先从桩中心向外引出两条线，两条线的交点即为桩中心，这两线的固定点要离桩中心有一定的距离，以保证在护筒埋设过程中不发生移动、偏移，在护筒埋设好后，应使这两条引出的线的中心与护筒中心重和一致。

2.3 渡槽灌注桩成孔

（1）安装钻机

喀克干渠渡槽基础工程安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。

（2）钻孔

当钻机开始钻孔时，应适当控制进尺，等钻进深度超过钻头全高+正常冲程时，可以进行土层正常的速度钻进了。钻孔每钻进2m或地层变化处，应检查明确土类类别，看一下与地质剖面图是否吻合，并及时排除钻渣，使钻锥能够钻进下一个新的地层。

（3）验孔

喀克干渠渡槽灌注桩钻孔完成后，钻孔的孔径、垂直度和孔深检验合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则应重新进行扫孔。

（4）清孔

喀克干渠渡槽灌注桩清孔是将孔底的沉碴、浆中含钻渣量等各项指标符合设计规范要求，钻孔达到设计深度后进行系统检测，若各项指标符合要求后则立刻进行清孔。

2.4 钢筋笼制作及安装

喀克渡槽灌注桩钢筋笼的制作安装应符合质量控制要求，钢筋笼在起吊、运行中应采取措施防止变形，校正就位后要立即固定。

2.5 灌注砼实施

（1）喀克干渠渡槽灌注桩要求灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力1.3倍。

（2）安装导管

喀克干渠渡槽灌注桩导管设计采用φ30钢管，要求导管内壁要光滑、圆顺、内径一致、接口要严密。

（3）二次清孔

喀克干渠工程渡槽基础浇筑水下砼前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。

（4）首批封底砼

计算和控制首批封底砼数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

（5）灌注砼

喀克干渠工程灌注桩砼采用罐车运输至工地，灌注开始后，要连续进行，严禁中途停工。在灌注砼过程中，防止砼拌和物从漏斗外掉入孔底或从漏斗顶溢出，在各灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等情况，均由施工单位固定技术人员进行记录。

2.6 定时测深

喀克渡槽基础灌注砼时，要定时探测孔内砼面至孔口的深度，以便来控制导管埋深。

3 灌注桩在喀克干渠工程中应用的作用与效果

灌注桩主要是用于地基的加固处理，具有噪音小不扰民、不影响周围环境及建筑物安全、施工技术较简单及施工工期短等优点，但实施过程中要注意一下问题：要记录好导管的下放根数、每根长度及下放顺序；砼浇筑前要检查砼各项指标是否满足设计要求，严禁将不合格砼灌入孔内；孔内灌注砼要连续，严禁中途停工；灌注砼结束后应将护筒及时拔出，并清理现场。

新疆喀克干渠工程于2010年开始施工，渡槽于2011年实施结束，2012年已试水运行，运行情况良好，虽然灌注桩是水利施工中经常用到的一种施工工艺，但在阿勒泰地区采用的较少，因此通过本过程的实施，将不断推广该技术。

喀克干渠工程是我区重点骨干引水工程之一，也是自治区牧区水利重点建设项目和我区“十一五”规划重点建设项目。由于其肩负的使命及任务重要性，导致了该工程在时间上的紧迫性。工程在施工过程中，发现柳树沟的软弱泥土埋深要比当初设计的深，如果采用原设计明基基础，势必要进行大开挖及深基坑支护，这样不但增大了施工难度，增加了投资，工期也会延长。通过专家组研究确定的灌注桩方案，具有施工快、投资省，工期短的特点，而且也很好的解决了建筑物基础遭遇不良软基带来的基础处理问题，从而使工程能够按期完工，对当地农牧民耕地的灌溉创造了有利的条件。※