水利工程灌注桩施工

水利工程灌注桩施工

李韻怡

李韻怡（广州市水利水电勘测设计研究院）

摘要：钻孔灌注桩是水利施工中广泛应用的一种基础形式，具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但是由于其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。

关键词：灌注桩施工质量控制

1工程概况

工程为钢筋混凝土灌注桩，根据设计图纸要求，桩基安全等级为二级。其中桩径为1200mm的共16根，桩长48m；桩径为600mm的共16根，桩长33m。桩1、桩2在入海水道上、下游右岸各布置8根。造孔深度内的地质情况为：EL10.0～EL3.5m为人工填土（粘土层），EL3.5～－1.7m为原状粘土层，EL－1.7～－6.1m为粉质粘土和粉土层，EL－6.1m以下均为粉细砂、细砂层。

2施工工艺

2.1施工准备

2.1.1收集工程地质与水文地质资料，对地质岩性及地下水做出正确分析。

2.1.2熟悉桩基工程施工图及施工方案。

2.1.3掌握主要施工机械及其配套设备的技术性能资料。

2.1.4做好场地平整工作，修建钻机工作平台，做到三通一平，即电通、水通、路通，对于不利于施工机械运行的松软场地进行处理。雨期施工时，应有足够的排水措施。

2.1.5布置施工场地，其面积要满足吊放钢筋笼需要。

2.1.6复核测量基准线、水准基点及桩位。

2.1.7结合工程特点，有针对性地制定相应质量管理措施。

2.2埋设护筒护筒是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作的辅助工具，它还起着保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头，以防止塌孔的作用。护筒直径比桩孔直径大10cm左右，以方便钻头的提升。安装护筒时，其中心线与桩位中心线偏差不应大于50mm。护筒应埋设牢固密实，它的入土深度，在砂土中不小于1.5m，在粘土中不小于1m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上，在护筒与坑壁之间用粘土分层夯实，以防漏水。护筒设有1～2个溢浆口，便于泥浆溢出而流回泥浆池，进行回收和循环。

2.3泥浆循环系统护壁泥浆可采用原土造浆和人工造浆两种，可根据不同的施工条件进行经济、技术分析后选用。原土造浆工艺其特点是造浆的技术要求低，不需专门调配泥浆，施工费用省且完全能满足钻孔灌注桩这种短期成孔护壁的要求，因此该工程选用原土造浆工艺。泥浆的作用是将钻孔内不同土层中的空隙渗填密实，使孔内漏水减少到最低限度，并保持孔内有一定的水压以稳定孔壁。在正循环回转钻进时，为缓解泥浆上返速度低、排除钻渣能力差等问题，使泥浆发挥最佳效果，采取以下措施：

2.3.1保证足够的泥浆量是提高正循环钻进效率的关键。

2.3.2保证泥浆质量，提高泥浆比重和粘度，以提高泥浆悬浮钻渣的能力。

2.4钻孔

2.4.1安装钻机时，转盘中心应与钻架上吊滑轮在同一垂直线上，钻杆位置偏差不应大于2cm，使用带有变速器的钻机，应把变速器板上的电动机和变速器被动轴的轴心设置在同一水平标高上。

2.4.2根据岩土情况，合理选择钻头和调配泥浆性能。

2.4.3钻具下入孔内，钻头应距孔底钻渣面50～80mm，并开动泥浆泵，使泥浆循环2～3分钟。然后开动钻机，慢慢将钻头放到孔底，轻压慢转数分钟，使护筒刃脚处形成坚固的泥皮护壁，钻至护筒脚下1m以后，可按地质情况逐渐加大转速和钻压，以正常速度钻进，并保证及时排渣。

2.4.4正常钻进时，应合理调整和掌握各种参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应掌握升降机钢丝绳的松紧度，以减少钻杆晃动。在钻进过程中，应根据不同地质条件，随时检查泥浆指标。在易塌地层中钻进时，应适当加大泥浆比重。

2.4.5在粘土层中钻孔时，选用尖底钻头，中等转速，大泵量的钻进方法。

2.4.6在砂土或软土等易塌地层中钻孔时，采用平底钻头、控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量及稠泥浆的钻进方法。

2.5清孔常用的清孔方法有正循环清孔、泵吸反循环清孔和气举反循环清孔。该工程采用正循环清孔法，分两次进行。

2.5.1一次清孔第一次清孔在终孔后、提钻前进行，用比重、粘度略小的泥浆更换孔内的稠密泥浆，结合该工程实际情况，清孔时间：桩1需1.5～2小时，桩2需0.5～1.0小时。

2.5.2二次清孔由于原土造浆的泥浆稳定性较差，因此当孔内泥浆一旦停止循环，泥浆中悬浮的颗粒会在短时间内下沉造成沉淤，而且成孔完毕后、灌注水下混凝土以前还要进行下放钢筋笼和导管两道工序，其时间间隔少则2小时，多则4～5小时或更长，在此时间内孔内泥浆中悬浮的颗粒势必大量下沉而使孔底淤积厚度增大而超出规定范围，同时在下放钢筋笼中难免有孔壁泥皮刮带落至孔底，因而必须进行二次清孔。

3施工质量控制

3.1成孔质量的控制成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。

3.1.1采取隔孔施工程序。钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打人桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

3.1.2确保桩身成孔垂直精度这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

3.1.3确保桩位、桩顶标高和成孔深度。在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

3.2成桩质量的控制

3.2.1为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。

3.2.2钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。

3.2.3为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。

4总结

灌注桩作业难度更大，施工质量更难控制，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理，做至科学组织，精心施工，严格管理，施工质量是完全有保证的。