水利施工钻孔灌注桩技术探讨

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钻孔灌注桩施工是水利工程施工中具有操控简单、价格低、噪音小、振动弱、避免挤土等特点的水利工程施工技术。这种技术往往在工程施工过程中比较复杂，环节和重点部分具备特殊优势，目前可以称为水利工程从业者最应该熟练掌握以及全面利用的施工技术之一。但在实际应用中，钻孔灌注桩技术常常会引发渗水、卡管、坍塌以及缩颈等问题发生，这样非但不能确保在施工过程中钻孔灌注的安全性，也极有可能产生钻孔灌注桩的质量问题，导致工程延误、无法保证施工安全，施工费用提高。本文采用理论与实际相结合的方法，对钻孔灌注桩技术进行深入分析，在确保钻孔灌注桩实际操作低危安全的前提下，达成水利建设工作中的多重目标。

1水利施工中钻孔灌注桩存在的问题

由于钻孔灌注桩技术本身具备相当明显的特殊性，此项技术在水利工程中的实际应用也出现了差异性明显的作业方式。这些差异主要表现在作业程序、技术应用、关键环节等方面，尤其是在施工程序上，钻孔灌注桩通常具备更复杂、多样的特点［1］。因此，需要掌握的水利工程施工技术要点和需求也更加多样，只有灵活掌握这些技术要点，把握住控钻孔灌注桩技术的核心所在，才能更加充分地将钻孔灌注桩的技术优势彻底发挥，加速工程进度，避免不必要的施工障碍。同时，在有限的时间能获得更大的成果，真正实现钻孔灌注桩技术节能、环保、质优、高效的优势。在实际应用和操作过程中，经常会引发的钻孔灌注桩渗水、卡管、坍塌以及缩颈等连锁反应，是不容忽视的大问题。这些看似不甚严重的小问题往往会带给整个水利工程带来致命性的质量问题，或造成较为严重的安全隐患。首要的应对措施就是逐一分析造成安全隐患以及其他问题、障碍的原因，总结出一套具有针对性的技术手段，彻底将钻孔灌注桩技术的优势得以发挥，以实现水利工程质量与功能全方位、高品质的技术性支持。同时，还要特别注意在钻孔灌注桩施工过程中因地质情况不同而带来的施工障碍以及安全威胁。如在施工过程中，遇到地下水层、流沙、弱土基质等地质问题所造成的障碍，导致钻孔灌注桩施工停滞。在这样的自然环境条件下，若没有前期的技术准备及可供实现的紧急预案，则在一定时间内将很难保证水利工程施工快速有效地实施。

2水利工程中钻孔灌注桩施工问题的技术处理

2．1钻孔灌注桩冒水问题的技术处理

前面所提到的渗水主要指的是沿钻孔灌注桩护筒边沿部位而出现的冒水情况，导致这一问题产生的原因是在钻孔灌注桩作业过程中水压和夯土的共同作用。通过进一步分析，护筒周围的土壤夯实效果较差，土壤过于松散，一旦遭遇水压和挤土的共同影响就十分容易产生沿护筒边沿冒水现象。这种现象的出现将直接导致钻孔灌注桩护筒位移，并且极有可能会造成整个水利工程地基下沉，使得钻孔灌注桩的距离、荷载分配发生改变，影响整个水利工程的实施与进度。在这种情况存在的前提下，水利工程实施的每一步必须要严格执行施工标准:

①要确保护筒周边土壤密实性以及含水量;

②在护筒开孔操作过程中，应该将护筒内水位高度严格控制在1．5m以内;

③如不慎出现钻孔灌注桩护筒渗水的情况时，应及时加固护筒周围的土体，同时要严格控制土体含水量，控制护筒持续偏移或沉降的现象;

④确保钻孔灌注桩作业的施工质量，同时形成规范化操作以及科学性保障措施［2］。

2．2钻孔灌注桩坍塌问题的技术处理

坍塌问题多发于钻孔灌注桩的孔壁部位，一般由土体密实度不够、泥浆黏性较差、内外水压不达标所致。面对这种情况，在开孔钻井操作时，一旦出现泥浆疏漏或气泡外冒的情况，即表明孔壁塌陷的问题已经出现。此时一般要采取夯实周边土体、加强泥浆黏性、确保护筒内水位高于地下水位等措施。

2．3钻孔灌注桩缩颈问题的技术处理

缩颈问题产生的原因多为在作业中混凝土膨胀，它将导致成孔的直径与前期设计孔直径的不符。混凝土之所以会发生膨胀，大多是由于在采购材料时选择了质量较差的产品［3］。另外，开孔钻井必须迅速，避免孔壁周围出现泥皮现象，这些措施能够较大幅度地降低混凝土膨胀与缩颈问题的出现几率。

2．4钻孔灌注桩卡管问题的技术处理

卡管问题的出现一般有两种情况:初灌时水栓堵塞以及水泥和易性较差，但也不排除施工机械故障和操作不规范所导致卡管问题的出现。所以，在作业过程中，首先应该保证隔水栓与导管的匹配性、隔水栓的隔水性，以保障施工过程中不会出现卡管现象。

3钻孔灌注桩施工技术在水利工程中的应用方案

某工程渡槽是三槽U形预应力混凝土结构，一般是相互独立的，单跨40m，总计18跨;单插槽大小为:(高)7．23m，(宽)9．0m。主楼依照建筑物质量分为一、三级结构。此位置的钻孔灌注桩为摩擦桩，桩包括6根测试桩和342根工程桩，每一个测试桩直径为1．8m，长为36m。

3．1平整场地及测量放线

在之前的测试桩施工范围规划的建设平台上，使用机械作业人工配合的方式确保钻井定位于平整坚实的基础上，准备一池水和排水通道。同时，防止泥浆污染附近的建筑环境，文明施工。满足标准要求，准确测量桩的位置和布局，桩中心位置误差控制在100mm。

3．2护筒埋设

衬垫的钢管，厚6mm的钢板。护筒的直径要保持在2m上，它比桩径要多20cm。衬垫左上角设置两个高400mm，宽200mm的嘴，顶部设置吊环，底部截面钢衬垫底部边缘要预留刃脚，衬垫埋设前，保护桩位置，确保4个桩位上交叉缠绕着十字线。保护管挖洞埋藏，旋转钻钢衬垫的埋深分别为3．5、4．0和4．5m，反循环钻头钢衬层埋深1．5、1．7和1．8m。保护管埋桩位置，恢复后的钻机就位之前检查桩的位置。保护管嵌入应准确、稳定，管中心所有符合要求的桩位偏差要控制在50mm以内。同时，钢衬垫的倾斜控制在1%以内。

3．3泥浆制备处理

作业前期需准备钻井泥浆护墙。据施工特点和相关工程经验，形成项目的使用膨润土泥浆挡土墙。该项目将采取集中供浆、收集回浆、净化泥浆、集中净化的方式来确保工程质量、文明施工。制浆材料选择是膨润土、建筑用淡水、工业纯碱分散剂等。新系统泥浆配比和性能指标，然而对于容易泄漏的地层，可以参考表1中两种制浆配比方法。

3．4钻井成孔

钻井前需要泥浆垫片，同时确保保护管泥面高度不低于保护管口处1m。同时确保钻井泥浆高于地下水位的范围区间，即1．0～1．5m。钻井过程中，钻杆压力保持旋转，确保没有挤压桶的底部去除土壤，顺利进桶体，确保土壤不是钻探过程中，稳定的滑动面有利于保护钻孔泥墙。要经常检查钻头，确保通风，避免"活塞"的形成，减少和孔壁坍塌。钻井、测试泥浆指数，发现需要调整的地方应及时更换。钻孔深度由监理工程师确认，并且由监理工程师验收，螺旋钻成孔平均时间为8．6h/个。

3．5钢筋笼制作安装

钻孔灌注试验桩加固处理操作在钢铁厂完成，结合工程桩长和考虑到平直度，钢筋笼后取消单桩钢筋笼点分成两个生产，采用单搭接焊，使用单搭接焊接接头螺旋钢筋，钢筋笼孔主要采用单面焊接搭接焊接，包括试验桩－4孔焊接焊接。因此，钢筋笼制作必须严格按照设计图纸和规范。

3．6水下混凝土浇筑

本项目采用标号为C25W6F150的混凝土，现场实验室根据标准配制施工配合比。坍落度为180～220mm，水/水泥比率为0．45，混凝土的含砂率为44%，同时粗骨料使用二级碎石。整个项目在具体操作的时候由两台8m的强制式集中搅拌系统进行运行，在这个过程中装载混凝土的运输车一定要事先进行检查，保证工作的顺利开展。为了保证整个工程的有序开展，要准备好混凝土卡车来面对随时可能发生的事情。根据整个施工过程的相关经验，在早期的填充量应大于6．7m3。根据实际情况，可以再加上1．5m3集中料斗。为了保证好连续不断的供料，在施工中要选择一个混凝土搅拌车漏斗进行灌注。总之，在整个工程的施工中，要合理使用好相关的技术，要对钻孔灌注桩做出有效的划分和归类，以此提高整个施工的效率。在施工中，还要有效控制钻孔灌注桩的质量，不断地对施工技术进行调整，以此提升工程应用的效率以及施工质量，总结施工经验，最终实现水利工程设计的目的。

作者：冯月利 单位：新疆瑞祥农牧工程咨询设计院有限公司