水利枢纽工程冲孔灌注桩施工工艺

水利枢纽工程冲孔灌注桩施工工艺

王军明

浙江省正邦水电建设有限公司   311200

摘要:冲孔灌注桩技术是基础施工中最常用的施工技术。是各部门、各单位施工人员在施工过程中形成的一套成熟的施工技术和系统施工技术。这是解决软土地区施工难题的主要手段。由于冲孔灌注桩技术是目前施工过程中的难点，再加上水利工程施工过程中对施工的需求越来越大，目前水利工程施工中存在着各种各样的问题。本文结合实例对水利工程施工中冲孔灌注桩的施工工艺进行了分析和探讨。

关键词:水利工程;冲孔灌注桩;施工工艺

1项目概况

某水利工程右岸电站尾渠延伸段边坡为V41.70m，距S222混凝土路面约6m。边坡底高程△23m，开挖边坡比为1.00:1.00。边坡具有蠕变变形和滑移。根据设计要求，桩段采用钢筋混凝土灌注桩(抗滑桩)+无粘结预应力锚索抗滑桩加固，共抗滑桩25根，桩径φ1600mm，两桩中心距1600mm，桩长约13.70~17.00m，桩底必须进入完全弱风化岩体深度L≥4m。锚索为1000kn无粘结预应力锚索。锚固段设为≥8m完全弱风化岩体，边坡抗滑桩保护段。

2控制泥浆质量

在冲孔灌注桩灌注桩施工中，泥浆质量的控制会有非常重要的影响。由于工程地质条件复杂，钻井时必须严格控制泥浆质量。(1)在制泥方面，由于工程土层砂粉层较厚，在制泥过程中应加入一定量的膨润土，以提高泥浆粘度。通过在井壁上形成一层泥皮，可以将井内外的渗流问题分离开来，防止塌井。(2)泥浆循环，根据地层条件确定泥浆稠度，为钻井准备相应的泥浆循环。应根据地层变化或工作需要控制一致性。泥浆较薄时，排水能力差，护壁效果差。较厚的泥浆会减少钻头的冲击，从而降低钻井速度。(3)更换泥浆时，如有风、风化性强、风化性强，应采取备泥措施，增加泥浆配比，提高泥渣携泥水平。泥浆进入风化层后，含砂量高，载渣能力大。在泥浆循环处理过程中，一般采用矿渣砂过滤。一方面，应及时有效地处理污泥池产生的泥沙。

3  施工准备

在本工程正式投入建设之前，一方面，项目管理人员需要对施工图进行进一步的初步、联合评审。然后准备一套完整的施工管理计划。另一方面，施工技术人员需要充分了解工程的设计图纸和施工方案，并向施工人员披露安全技术，要求施工人员按照设计要求和相关标准进行施工作业。

3.1场地准备

打桩机进入现场前，应将现场清理平整，保证冲孔平台平整。根据现场实际情况，两排桩之间应开挖一个泥池。净长10米、净宽2米、净高1米的泥池，宜砖砌。泥池周围应设置扶手和护栏。

3.2放样定位

为了确定桩基础的具体位置，测量员使用全尺寸工具确定桩孔的详细位置，根据桩基础布置图的十字标记桩的准确位置，并测量桩基础的设计标高。

3.3钢护筒制作及埋设

施工现场的第一层土质为平坦填充物，疏松。施工过程中容易出现塌孔现象。为避免塌孔，钢鼓埋在桩中央。辊筒采用6mm厚度的A3钢板轧制。每段高2米，直径1米，深度1.5米。护栏周围的粘土层应压实，以达到最佳的密实度，并确保钢制护栏不松动、不下沉或倾斜。安装桩时，应保证钻头中心、桩孔中心、保护筒中心在一条直线上，偏差不大于50mm。

3.4泥浆制备

泥浆保护孔壁，防止结渣。尽可能使用膨润土作为原料。如无膨润土，含砂量≤4%、制浆能力强、粘度高的粘土也可加入相应的泥浆处理剂。

4护筒垂直度控制

在冲孔灌注桩中，需要钢护桩定位桩位，使用DZ60振动锤协调作业。在该区域桩基施工前，在桩现场放置直径1.5m的大型钢盾，用于将桩平台周围(盾周围)的20道槽钢焊接成一个井架，并焊接两个井架，以保证钢套管定位准确和钢套管垂直。首先用直径1.2m左右的大锤推开岩石，保证有足够的空间供钢盾下沉。进入转鼓后，大锤继续冲击框架钻孔桩的钢板，通常将其推至设计要求的深度以混合泥浆。考虑到在冲压过程中容易发生高度风化的花岗岩，如果原有泥浆泄漏，锤头也会加速磨损。在此过程中，应增加浆料的重量，以确保冲压过程中不发生偏转。如果桩孔倾斜，严重倾斜，则需要用粘土或石头填充桩孔，并用低锤压实，并反复修正，以获得更好的效果。

5  冲击成孔

在完成保护筒的设置后，利用打桩机进行进一步处理，调整冲击锤的姿态。装置中心应与保护筒中心对准，偏差应严格控制在±20mm以内。初期应采用低锤压实，锤高控制在0.4 ~ 0.6m，并对石、泥壁进行保护，充分保证孔壁挤出具有足够的压实性能。这样就可以进行连续施工。当进尺达到保护筒以下3~4m时，可在原有基础上加快速度。此阶段锤头高度应在2~3.5m，并在冲孔作业中加强质量控制，及时排出孔内残留物。按冲击间隔1~2m依次进行，并及时注浆。此外，每冲击1~2m，应安排技术人员检查孔的垂直度、位置等质量。如出现斜孔等质量问题，应及时停机，分析实际情况，采取处理措施。在粘土环境中钻探更合适的方法是生粘土泥浆。在厚砂的情况下，膨润土被用作制备泥浆的原料。

冲孔要点如下:(1)粘土或粉质粘土层:中、小冲程1~2m，泵水或薄泥，经常将泥浆清除在钻头上，可用于防止粘钻;(2)粉质砂或中粗砂:中行程2~3m，泥比1.2~1.5，泥块，经常清洁压载物;(3)基岩:高冲程3~4m，泥比1.3左右，经常清洁镇流器。若基岩面坡度较大，回填石应高于岩面30 ~ 50cm，并应先用小锤压实，使其正常冲击后形成平面。如遇洞穴，夹层石应采用低锤压实回填，或压入钢鞘保护;(4)软土层或钻孔回填再钻:小行程反复冲击，加粘土块配小石子，泥比1.3~1.5。钻孔后，将测量绳放入(需要0.5kg重量)。检查完成，施工条件满足要求后，安排监理工程师进行检查。如果没有错误，则应该启动后续链接。

6  清孔作业的控制要点

通过使用泥浆完成清洗作业，可以在工艺完成后保持较高的清洗效果，为后续相关工艺的有序开展打下坚实的基础，即创造良好的施工环境，消除相关杂质的干扰因素。

7  水下混凝土浇筑

混凝土浇筑是冲孔灌注桩的关键工序。只有采取了相应的准备工作和技术措施后，才能启动。本工程采用C35级商品混凝土，坍落度180 ~ 220mm(以保证良好的流动性和保水性)。混凝土在搅拌站充分搅拌后，由混凝土搅拌车运至现场，直接浇筑到工作平台上，然后进入储料斗。待储料斗满后，切断混凝土活塞，将混凝土倒入管道中。待储料斗内的混凝土表面降至底部后，立即加入混凝土，并测量钻孔内混凝土的上升速率，以控制管道的提升速率。当桩顶标高超过1m时，停止浇筑混凝土。

8  冲孔灌注桩桩孔的施工技术管理和控制措施

运用科学合理的方法完善施工过程控制系统，运用计算机、互联网等先进技术规范桩孔施工过程控制，保证施工质量。完善桩孔施工工艺控制的相关内容，确保对设计图纸、施工材料和施工人员的专业控制。对于设计图纸，应保证设计图纸的准确性，施工人员应看懂图纸。当图纸与实际施工不一致时，施工人员应与设计人员沟通，确保施工质量;建筑材料的质量也应得到保证。建筑材料应严格控制。有合格证的材料和相应的试验簿由相关人员抽查检查。不得发现不合格材料。要保证施工材料的质量，降低施工项目的安全风险。根据成本选择合适的技术人员，保证施工人员的技术，对施工人员进行相应的管控，并对施工人员实施现场培训。评价验收不应由相关评价人员进行主观评价，而应科学合理地进行，确保最严格、最科学的评价验收，及时发现和解决灌注桩孔内存在的问题，确保孔内质量安全。相应的管理控制桩孔清洗工艺，保证孔清洗和浇筑的便利性。对现场施工全过程进行监督，充分利用监督制度对相关人员的施工过程进行监督，对施工全过程进行监督，对施工后的验收和评价工作进行监督。

结论

近年来，冲孔灌注桩施工技术因其适应性广、性价比高而在建筑业得到广泛应用。该技术可直接应用于大多数施工现场，如地下水丰富、沙质环境，穿孔桩能满足不同环境的要求。冲孔灌注桩施工技术还具有大孔径、低噪声的特点。这是一种性价比高的新型施工技术。

参考文献

[1]王少丹.浅析复杂地质情况下冲孔灌注桩施工质量管理[J].福建建材,2019(05):103-104.

[2]吴祖富.浅析复杂地质情况下冲孔灌注桩施工技术[J].福建建材,2019(05):59-60.