水利工程钻孔灌注桩施工工艺及技术特点

水利工程钻孔灌注桩施工工艺及技术特点

耿锐

湖北域峰建设工程有限公司  湖北省襄阳市 441000

摘要:水利施工范围大、工期紧，为加快施工速度，保证施工质量，需要采取有效的基础处理技术。相比于其他水利基础处理技术，钻孔灌注桩施工技术在施工效率、成本、质量、稳定性、适用性等方面有显著优势，能够很好满足水利施工对基础强度、承载力、稳定性的需求。基于此，本文主要就水利工程钻孔灌注桩施工工艺进行分析。

关键词：水利工程；钻孔灌注桩；施工

引言

水利工程关系到社会和经济的建设发展，将钻孔灌注桩施工工艺和施工技术应用在水利工程中具有显著的价值，而通过对钻孔灌注桩技术的应用范围和应用过程进行全面分析，才能最终确保水利工程的整体施工效果。所以在水利工程中重视钻孔灌注桩的施工工艺的同时，需要全面了解钻孔灌注桩的工艺要求和技术特点，进而确保水利工程施工具有良好的质量，这对我国水利工程事业的发展也起到了重要的推动作用。

1水利工程钻孔灌注桩施工技术特点

钻孔灌注桩施工技术操作原理是借助机械钻孔或采取人工挖掘作业方式对地基进行钻孔，并将钢筋笼设置在桩孔内部，紧接着执行混凝土灌注作业，最终构建出具有强大支撑力的基础结构。与以往使用的地基施工技术相比，该技术的应用优势主要表现在以下方面：（1）钻孔、灌浆等施工环节中，应用到的各类施工设备产生的噪声较小，规避了噪声污染的出现；（2）技术操作过程中，可满足预制桩对桩径的要求，有利于桩体结构整体稳定性的进一步提高；（3）即使是建设于地质环境较为复杂的水利项目，也可使用该种技术，并获得理想的钻孔、灌注施工效果。

但该技术也存在较多的不足，施工过程中，若工程建设位置的地质较为松软，应对钻孔速度以及力度进行严格把控，防范因钻孔速度过快使地质结构整体稳定性受到影响。处理收缩问题时，尽可能选用直径较大的钻头设备，既能保证设备满足孔径要求，又能确保设备操作性能，确保钻孔设备连续作业。在此期间，若伴随收缩问题的产生，则需在第一时间关停设备，并做好修复处理工作。

2水利工程钻孔灌注桩施工工艺

2.1钻孔灌注桩定位

按照设计图纸的要求，通过十字定位法确定好每根钻孔灌注桩的位置，并用加长式护筒做好定位，定位护筒的深度要能够穿过冲填层，以免发生塌孔问题。护筒的中心要和钻孔灌注桩的中心相一致，最大偏移量不能超过规范要求。在进行钻机就位操作中，钻杆的中心要能够对准孔位中心，机台转盘通过水平尺测量水平度，经自检和监理工程验收合格后再进行下一道工序施工。

2.2护筒埋设和钻机

就位为防止在钻进施工中因护筒外圈返浆，引起塌孔和护筒脱落情况，要严格控制好护筒的埋设深度，如果地层为粘性土，护筒的埋设深度不能小于1m，如地层为砂土，则护筒埋设深度不能小于1.5m，护筒露出地面的高度不能小于0.2m，且护筒的内径要比钻孔灌注桩桩径大100mm左右，护筒中心和桩位中心的最大偏差不能超过20mm，护筒垂直度偏差不能超过1/150。护筒做好选择钢制护筒，厚度不宜小于8mm，护筒四周用粘土分层夯实牢固，以免护筒发生倾斜和渗漏水问题。护筒埋设完成后，引导钻机逐步就位，钻杆和钻孔灌注桩中心要保持在同一条铅垂线上。钻机就位之后，底座必须用水平尺测量校正，以保证钻机就位后的平整性和稳固性，以免在钻进中发生倾斜和移动，影响成孔质量。

2.3钻孔施工

开展钻孔施工时，要求作业人员严格把控孔壁结构稳定性，还需跟踪监管、测量钻机与孔洞垂直程度，避免钻孔倾斜。一般来说，每完成5m的钻进深度便需安排施工人员检查孔径以及孔洞偏斜情况，确保孔洞偏斜问题出现的概率始终控制在1％以下。若发现较为明显的偏斜现象，应立即停止钻进行为，并做好纠正工作，详细记录钻孔期间的各项数据，为交接的施工人员提供数据参考。完成钻孔施工后，工作人员应采取随机抽检原则对孔洞的合格率进行检查，若无孔洞偏斜或其他问题，应在第一时间全面清理空洞内部杂物。钻孔施工流程如下：借用小冲程设备打孔，遵循低垂密击开孔原则，合理控制每次击打高度约0.5m。在此期间，应加入适量黏土泥浆或片石，从而达到保护孔壁的目的，确保孔壁挤压密实，并充分发挥其自身的导向作用。同时，还应检测钻头转向装置的灵活程度，并观察钻头磨损情况，做好装置调整与钻头更换等工作，规避缩孔或十字孔的出现。

2.4成孔验收和清孔

当钻孔深度达到设计要求后，可利用超声波井径仪对钻孔的深度、孔底沉渣、泥浆性能等进行验收，达到相关要求后，邀请工程监理机进行验收，验收通过后再提出钻头。提出钻头后及时跟进孔径、垂直度、孔壁稳定变形等检测。如果没有达到设计要求，要采取相应的措施进行处理，全部严格合格后才能进行清孔操作。清孔时最好选择换浆法，钻孔结束后，将钻头提离孔底10~20cm，持续循环压入比重在1.1~1.25之间的纯泥浆，将钻孔底部悬浮的钻渣置换出来，以保证孔底沉渣的厚度符合设计要求。

2.5钢筋笼和导管制安

钢筋笼严格按照设计要求和标准进行制作，控制主筋间距误差在±10mm以内，箍筋间距误差在±20mm以内，钢筋笼制作的直径误差在10mm以内。由于水利施工钻孔灌注桩的深度比较大，钢筋笼规格大，在钢筋笼安装中可采用两台汽车吊联合吊装，吊点要布置在钢筋笼上部箍筋和主筋的连接位置，并且吊点需要均匀对称，每个钢筋笼上至少设置3个起吊点，以保证吊装的均匀性，避免在吊装中发生变形问题。为防止在后期混凝土灌注中发生钢筋笼上浮问题，当钢筋笼安装到设计位置后及时固定，控制笼顶和底部标高的偏差不超过±50mm。按照钻孔灌注桩的直径、长度、混凝土灌注量等选择合适的导管，导管的直径要根据钢筋笼的直径合理确定，控制钢筋笼直径大于导管接头外径100mm以上。导管在吊入钻孔中时要将橡胶圈摆放整齐，以提升密封效果，导管要布置在钻孔灌注桩的中心位置，导管底部距离孔底的高度，要以能放出隔水塞和首批混凝土为准，通常控制在30~50cm之间，以保证隔水塞能够被顺利排除。

2.6二次清孔和灌注混凝土

在导管和钢筋笼安装时，可能会增加孔底沉渣的厚度。因此，当钢筋笼和导管安装完成后，还需要进行二次清孔。主要是利用灌注混凝土的导管输入泥浆进行循环清孔，清孔时间控制在20min左右即可，二次清孔之后，沉渣的厚度不能超过10cm。通过多次配合比试验确定配制混凝土的最佳配合比，再拌和站集中配制，运输到施工现场后再进行浇筑，为提升钻孔灌注桩施工质量，尽量选择中粗砂，粗骨料的最大粒径不宜超过40mm。在导管提升操作中，要控制好提升的速度，保证导管埋入混凝土的深度不小于2m，切不可将导管提出混凝土面，并由专人负责导管埋深和导管内外混凝土面高差的测量和记录，混凝土的灌注要连续进行，每根钻孔灌注桩混凝土浇筑时间要按照初盘混凝土的初凝时间来严格控制。并对混凝土浇筑中遇到的所有故障进行记录备案，严格控制好最后一次混凝土灌注量，适当高于设计的浇筑高度，以便后期凿除浮浆，以保证钻孔灌注桩顶部混凝土的强度能够满足设计要求。

结束语

钻孔灌注桩施工技术的应用可从根本上提高水利工程结构的承载性能，还可有效处理地下水或松软地质对工程稳定性的不良影响。为实现技术应用优势与价值的充分发挥，需掌握技术应用方法，做好施工材料与设备选择工作，严格把控混凝土制备与灌注质量，依托于先进施工技术提高水利工程的施工成效。

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