水利施工钻孔灌注桩施工技术探究

水利施工钻孔灌注桩施工技术探究

李剑

武警水电第六支队一大队工程师福建省厦门市361000

【摘要】如今，伴随我国社会经济日新月异的发展，民生对于基础设施建设质量、数量需求都有所提高。其中，水利基础设施发展作为现代农业建设与发展的首要条件，可谓关乎到经济发展和生态环境的大事件，具有明确的基础性、战略性及公益性。在水利基础设施施工过程中，钻孔灌注技术工艺水平与整体设施质量显著关联，因此对于这一环节质量的把关意义重大。本文主要针对水利施工钻孔灌注桩施工技术及常见问题进行系列探讨，以期为行业提供一定借鉴。

【关键词】水利施工；钻孔灌注桩；施工应用

前言

水利工程通常都是在相对恶劣的环境中建设和落成的，这必然加大施工难度，引发很多不必要麻烦。钻孔灌浆技术的出现，对于确保建筑物结构稳定十分有利，使得这一境况大大改观，然而，钻孔灌浆对于技术的要求相对较高，且工艺复杂，如何熟练掌握此技术、准确进行施工操作，值得我们系统总结与深入探究。

1.水利施工钻孔灌注桩的施工技术探讨

第一，准备阶段。在钻孔灌注桩开展正式施工之前，需要将准备工作做好，主要包括这样几方面：首先，按照施工图纸中的明确要求，将所指定的方案落实清楚，若有疑问及时进行询问；其次，对施工方案仔细复查，通过实地考察弄清施工场地的具体情况，以通过协商对方案进行调整及完善；再次，收集并整理施工地水文环境、地质情况(如岩石、土壤等)的相关报表及判断书，从而科学制定施工及桩工机械方案；最后，反复核实施工安全保障工作是否做到位，完善维护安全、稳定施工大环境，从而保障整体施工工作的顺利开展。

第二，施工过程中的相关工序。水利工程质量和使用性能强烈依赖于桥梁实际稳定性以及自身承载力，而桥梁上部此类性质则与施工过程中钻孔灌注桩质量密切相关。因此，唯有保证优良的钻孔灌注桩质量，才能降低意外与事故发生几率。一般地，水利施工钻孔灌注桩质量主要由原材料质量、施工工艺科学性所决定。其中，原材料在选用之前必须经过相关部门检测，且显示合格，这就要求责任部门应按照规定，取样进行实验，当质量合格，还需报告工程监理进行复核。

第三，灌注混凝土的配制。鉴于泥浆不同程度的会对灌注混凝土进行侵蚀，因此灌注混凝土不仅要拥有高流动性，而且要满足一定的抗侵蚀新能，这一环节相对来说最为关键。一方面，灌注混凝土配比要科学合理。混凝土配比与否能够直接影响到施工工程的质量及周期。在正式施工前，技术人员要合理设计混凝土配置强度(Rp)。配合比的制定为控制、指导施工的关键性依据。通常，配合比的制定原则为选择配合强度能够超过设计标号(R)50%的配合值，同时，应保证95%强度值且强度平均值需要与设计标号相符合。将强度利差系数(Cv)定为0.2，Rp与R比值为1.5。配合比要先经过项目负责人进行实验室试配过程，然后由现场监理进行实际监督，并汇报监理工程师，经反馈确定是否可以使用。另一方面，对泥浆进行合理配置和搅拌。施工过程中的泥浆成分主要包括烧碱、纤维素、膨润土及水(通常比值设为0.003:0.007:7:100)。其中，烧碱用于提高泥浆稳定性、降低胶体失水率及提高水化膜厚度；纤维素用于降低地基失水率；膨润土能够改善钻孔壁稳定性，使钻进率增加。由于泥浆相对密度大于水，会使得泥浆静水压超过水值，因此钻孔壁上往往会形成一层泥皮，影响钻孔的正常渗流，使钻孔壁被保护，从而有效避免坍塌。

2.水利施工钻孔灌注桩技术面临的常见性问题

第一，缩径问题。在实际钻孔过程中，若钻速过快、压力过大，便极容易使钻头穿过淤泥与淤泥质土层。这样一来，淤泥就由钻孔四周向钻孔内部扩散、汇流，使得孔内泥浆和侧压力之间压力平衡。另一方面，软岩层中，地应力较容易释放，这样便产生了缩径现象。为了有效避免缩径现象的产生，可以通过控制钻机无油空转而在一定程度上减慢钻机速度以降低产生压力，或当钻机深入淤泥或淤泥层，投放适量粘土石膏。

第二，坍孔问题。鉴于实际施工过程中情况复杂多变，或施工之前对于地质环境考察不到位，便很容易出现坍孔情况。针对这一情况，在施工之前应仔细对地形、地质进行考察，并对地质勘探报告严格查阅以排查问题。一旦在实际灌注过程中出现了坍孔情况，要迅速回填原桩孔，也可以以硬石片将原孔回填，待确认密实后才可行重新钻孔。另外，若泥浆稠度太低，不符合要求，也可能引发坍孔，针对这种情况，要适当调高泥浆比重。通常，泥浆相关性能指标如下：比重~1.1，粘度18-22s，胶体率最小值为90，含沙量最大值为4%。

第三，斜孔问题。斜孔情况多出现于软、硬岩层的交接层部位。为了有效避免出现斜孔，在进行钻机钻孔时要尽可能匀速操作。一旦出现斜孔，要进行扫孔补救，若无措施可补救，则回填硬石、粘土。一般地，斜孔大于0.5m则要求重新钻进。

第四，沉渣、泥皮过厚问题。对于灌注桩来说，桩底沉渣是决定其承载能力的关键因素之一，而其灌注桩底部沉渣最大值为30cm。然而，在实际施工时，很多桩底沉渣往往过高，这会使孔壁泥皮太厚而对桩的承载力造成显著影响，以致泥浆性能不合格。

总结

钻孔灌注桩施工技术是水利工程施工的关键性技术之一，然而其实际效果容易受到地质环境的影响，且需要严格按照操作规程进行。在本文中，笔者首先对水利施工钻孔灌注桩的施工技术展开讨论，主要分为准备阶段、施工过程中的相关工序及灌注混凝土的配制几个方面，然后针对常见性的问题，如缩径、坍孔、斜孔、沉渣及泥皮过厚进行总结。总而言之，钻孔灌注桩施工技术质量与水平关系到整个水利设施施工水平及质量，其可靠性与安全性对于民生而言意义重大。另外，需要稳步提升钻孔灌注桩施工技术，使之成为促进水利工程质量提升的良好支持。

参考文献：

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