摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來越多的大型水利工程項目建設(shè)水平不斷提高。在水利水電工程中，灌注樁技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過對灌注樁的技術(shù)特點分析，灌注樁的成孔技術(shù)、灌注混凝土的配置以及其施工工藝等，針對當(dāng)前灌注與成孔過程中常見的問題，提出相應(yīng)的補救措施。

關(guān)鍵詞： 水利工程;灌注樁技術(shù);成孔;混凝土;施工質(zhì)量

一、灌注樁的施工工藝

在水利水電工程中，水下混凝土的施工方法主要分為兩類:一是在水上拌制混凝土拌合物,進(jìn)行水下灌注, 如導(dǎo)管法、泵壓法、柔性管法、傾注法、箱袋法、鋪石灌漿法、開底容器法和裝袋疊置法;二是在水上拌制膠凝材料,進(jìn)行水下預(yù)填骨料的壓力灌漿,包括加壓灌注和自流灌注。鉆孔灌注樁由于對各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，施工簡單易操作且設(shè)備投入不是很大，因此在水利工程中具有廣泛的應(yīng)用性。

(一)灌注樁的成孔

成孔設(shè)備和鉆具的要求與選擇灌注樁成孔設(shè)備多為轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)。鉆進(jìn)時,鉆頭的擺動較大,擴(kuò)孔情況嚴(yán)重,不利于施工。為了消除這一不良影響,保持鉆孔的垂直度,應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施,約束鉆具的擺動。結(jié)合灌注樁造孔鉆進(jìn)的鉆頭與小口徑鉆進(jìn)的鉆頭在底刃、側(cè)刃刻取地層的機(jī)理:小口徑鉆進(jìn)時,鉆頭的側(cè)刃對刻取巖石起到非常重要的作用;而灌注樁鉆進(jìn)的地層較軟,相比之下,側(cè)刃的作用就小得多。因此,建議在灌注樁孔鉆進(jìn)時設(shè)計相適應(yīng)的鉆頭以減小鉆孔的擴(kuò)孔率。

(二)灌注混凝土的配制

灌注樁混凝土的配制具有特殊性，其必須具有較高的流動性，同時還應(yīng)考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。首先，在混凝土減水劑的應(yīng)用方面，根據(jù)目前的資源情況和外加劑性能的特點,在灌注樁混凝土的配制中使用的減水劑多為MF 復(fù)合劑。其能使混凝土在滿足性能的基礎(chǔ)上,還具有高流態(tài)、較高抗凍的特點。 其次，在混凝土的配制方面，灌注樁混凝土的配制與建筑混凝土相比具有特殊性,其必須具有較高的流動性,同時還應(yīng)考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。因此,在配制時一方面要加大設(shè)計配合比，混凝土配制強(qiáng)度 Rp 采用大于設(shè)計標(biāo)號 R 的 50%的配合比。不僅總平均值要滿足設(shè)計標(biāo)號,還應(yīng)滿足 95%的強(qiáng)度保證率。 強(qiáng)度離差系數(shù) Cv 取 0.2,查配制強(qiáng)度與設(shè)計標(biāo)號之比的關(guān)系 曲線可得 Rp/R=1.5,即 Rp=1.5R。當(dāng) R=200MPa,則 Rp=1.5×200=300MPa。一方面要選擇適合的材質(zhì)，添加改善混凝土性能的處理劑。例如,添加具有表面活性劑化學(xué)性質(zhì)的 MF 高效減水劑改善混凝土的性能。增加含砂率，砂率對混凝土流動及粘聚性有較大影響。

(三)灌注樁的灌注

對灌注樁孔的清孔，首先利用撈沙卵石的鉆頭將樁孔內(nèi)的沙卵石撈出,然后泥漿循環(huán)清除孔內(nèi)的粘土。并且減小孔內(nèi)泥漿的比重,從而保證在灌注混凝土?xí)r,混凝土能順利地進(jìn)入孔底,擠壓出泥漿。 清孔后的泥漿比重一般為 1.14。

對混凝土的灌注，灌注之前應(yīng)進(jìn)行試灌。在灌注過程中,混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導(dǎo)管與混凝土 的摩擦阻力,此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口。在灌注過程中,導(dǎo)管提升速度要慢,使得混凝土有足夠的時間克服摩擦阻力下降。同時使泥漿具有排出的通道,否則,樁基的泥漿的作用下將會出現(xiàn)縮徑、夾泥的現(xiàn)象。提升導(dǎo)管時,導(dǎo)管內(nèi)保留的混凝土要有絕對的壓力與泥漿的壓力抗衡,以防止泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。一般導(dǎo)管內(nèi)的混凝土柱保持在 3m 至 4m 長之間。

二、灌注、成孔過程中常見的問題及解決措施

在水利水電工程中，灌注、成孔過程中常見的問題很多，下文將詳細(xì)論述：

(一)縮徑

在鉆進(jìn)過程中,地應(yīng)力沿較軟巖層釋放,因而造成縮徑。在鉆進(jìn)過程中,鉆進(jìn)壓力大,鉆速過快,使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質(zhì)土層。當(dāng)鉆速過快時,淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi),導(dǎo)致其側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達(dá)成平衡,發(fā)生縮徑甚至卡鉆。為了能夠有效地防治縮徑，首先要實行嚴(yán)格的管理,鉆機(jī)由有經(jīng)驗的機(jī)長專職操作,其它人員不得隨意操作。其次，在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時,投入粘土泥膏,使鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力減為零。最后，鉆速減慢讓鉆機(jī)在無油壓狀態(tài)空轉(zhuǎn)。為確保鉆孔無縮徑現(xiàn)象,在成孔完畢后應(yīng)在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中掃孔一到二次。

(二)坍孔

在灌注過程中遭遇預(yù)先未料到的復(fù)雜地質(zhì)情況, 以及施工中泥漿稠度過低,釋放量遠(yuǎn)大于泥漿對孔壁的壓力等，從而出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。為了防治復(fù)雜地層情況帶來的坍孔問題,首先應(yīng)認(rèn)真審閱該工程地質(zhì)勘察報告,對地層情況做到心中有數(shù) 若報告中未提及此類異常情況而導(dǎo)致施工過程中坍孔的話,則應(yīng)分別對待。如果在成孔過程中坍孔,其補救措施一是避開該樁位;二是回填原樁位,待密實后再鉆進(jìn)。 如果在灌注過程中坍孔,其補救措施一是回填原樁孔,并在原樁附近補加梅花樁或扁擔(dān)樁,合格即可。二是若工程質(zhì)量要求高,不允許采用上述常規(guī)方法時,可用硬片石等將原孔全部回填,待其密實后,用沖擊鉆再重新鉆進(jìn)即可。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題,只須加大泥漿比重到適當(dāng)程度即 可。一般泥漿性能指標(biāo)取為:粘度為 18s～22s,含沙量≤4%,膠體率≥90,比重 為 1.1 左右。

(三)斜孔

在軟硬巖層交替的層位極易發(fā)生斜孔。由于鉆進(jìn)壓力過大,鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成�？仔陛p則影響鋼筋籠的下放,重則影響樁的承載能力,這是成樁過程中不允許出現(xiàn)的質(zhì)量事故。為了防止孔斜,在鉆進(jìn)過程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對于已發(fā)生傾斜的孔,需要掃孔糾正;若糾正無效,可在孔中回填粘土、塊石等。 偏孔在0.5m以上時需要重新鉆進(jìn)。

(四)導(dǎo)管堵塞

導(dǎo)管堵塞的防治:在組裝導(dǎo)管時要嚴(yán)格檢查,檢查導(dǎo)管內(nèi)有無局部內(nèi)凸, 導(dǎo)管連接處是否密封。攪拌砼時應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時間,盡量避免砼在導(dǎo)內(nèi)停留時間過長。另外,灌注時也應(yīng)避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管的密封圈導(dǎo)致導(dǎo)管漏水。施工可在允許的導(dǎo)管埋入深度范 圍內(nèi),略為提升導(dǎo)管,或采用提升后驟然下插導(dǎo)管的動作來抖動導(dǎo)管的辦法。如果仍不能消除,則應(yīng)停止灌注.用長桿加以疏通。

(五)埋管

埋管經(jīng)常發(fā)生在灌注過程中。導(dǎo)管允許埋入砼面下的最大深度與砼拌物流動性保持時間、砼的初凝時間、砼面在鉆孔內(nèi)的上升速度、導(dǎo)管直徑等因素有關(guān),當(dāng)導(dǎo)管埋入砼面下的深度過大時,上面砼已初凝,使得導(dǎo)管內(nèi)混凝土 無法順利流動就會發(fā)生埋管。注意要時刻注意導(dǎo)管埋深的控制。準(zhǔn)確測量砼面的深度位置和勤拆導(dǎo)管,一般砼面每上升4m～5m 就可拆除相應(yīng)數(shù)量的導(dǎo)管。

三、結(jié)束語：灌注樁施工工藝由于自身的優(yōu)點在水利水電工程中的到廣泛應(yīng)用。鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動等特點，能穿越各種復(fù)雜地層和形成較大的單樁承載力，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點。但鉆孔灌注樁屬永久性的隱蔽工程，要做好質(zhì)量和技術(shù)的保證。

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