水利工程钻孔灌注桩施工技术探讨

水利工程钻孔灌注桩施工技术探讨

王宇航 马晴 薛晨旺

北京市密云水库管理处 北京市 101512

摘要:灌注桩是通过人工或机械在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而形成的基桩，主要起到增强地基承载力和侧向支撑的作用，具有施工噪声和震动小、可建造大直径桩、适用于多种地基等优势，但混凝土质量较难控制、成孔速度慢、泥渣处理不当易造成环境污染。灌注桩施工质量对建筑物的稳定性具有重要影响，施工过程中要按照“经济适用、安全合理”的原则，综合考虑建筑结构类型、地质条件、荷载性质、桩端持力层土壤类型、施工能力、地下水位及交通条件等因素选择桩型和成桩工艺。

关键词：水利施工;钻孔;灌注桩;钻孔灌注桩

引言

为保障水利施工的顺利进行，指出了钻孔灌注桩施工中存在的问题，即桩径缩颈、钢筋笼上浮、坍孔等。提出了钻孔灌注桩施工技术的实践操作要点，主要有前期准备、桩基护筒施工、钻孔施工、钢筋笼施工、灌注桩施工。应注重施工质量的严格控制，夯实水利工程安全基础。

1 水运工程钻孔灌注桩原理及特点

钻孔灌注桩的施工技术主要依靠物理压力原理。在钻孔灌注桩施工过程中，在施工工程的混凝土中应安装相应的管材，并利用管材进行灌浆，然后在灌注过程中，从顶部进孔灌注液体物料，通过高差产生一定的压力，进入进孔处的物料向下挤压，注入固化混凝土中，再逐步调整管材，逐步完成整体灌注桩工作。与其他施工方法相比，钻孔灌注桩的施工作业规模相对较小，灌注等工作主要在地下进行。隔层后施工噪声远小于其他施工工程，是人流量大地区水运工程施工中不可缺少的施工方法。另外，钻孔灌注桩的直径可以根据桩基的要求进行调整。根据力学分析，可以计算桩基承载力，然后通过改变钻孔尺寸和结构尺寸，尽可能提高桩基承载力，从而避免工程受到不必要的破坏，钻孔灌注桩的主要特点之一就是桩基适应性强。

2 钻孔灌注桩施工优势

（1）安全性较高。在开展钻孔灌装时必须结合桩基发挥效果、土层厚度等施工条件，进而才能逐步提高施工项目的安全性，高效的开展项目地基施工，并充分保证施工质量。实际施工中，混凝土本身具有一定渗透作用、黏合作用，如此一来能够极大的增强地基土层的承受能力，更加稳定的开展施工，防止地基出现不必要的质量问题。（2）经济效益明显。当前，水利工程行业在诸多领域都有所涉及，导致各个水利工程企业之间的竞争愈演愈烈，为此在竞争工程时水利工程企业有必要对自身经济效益问题进行充分考虑。在我国不同地区，类似水利工程项目面临着不同的施工环境、施工技术，因此在施工成本方面存在显著差异，由此会直接影响到工程的整体经济效益。然而，在施工过程中为提高经济效益，有必要对施工成本进行强有力的控制，再加上钻孔灌注桩施工的应用较为普遍，适用于不同条件、图纸，从而能够帮助施工企业更好的提升经济效益。

3 钻孔灌注桩施工技术的实践操作

3.1 施工前的准备工作

施工现场为旱地时要进行平整、除杂、换出软土、夯实，坡度较大时还需用枕木或木排架搭设工作平台。施工现场为潜水区时要用到筑岛法，确保岛顶平面高出水面（1.5±0.5）m。施工现场为深水区时，要根据水的深度、流动速度和水底地质情况等采用浮动式钻探船或固定平台。正式施工前要进行荷载试验和工艺试验，以科学选择施工方法、施工工艺和施工机具，并验证其承载能力和成桩质量是否满足设计要求。试验时要选择具有代表性或预计钻进难度大的地层，着重查明地质情况，判定施工工艺是否适宜；确保试桩的材料和规格与设计完全相同；力学性试桩的数目不少于2根，且要超过基桩总数的3%。荷载试验包括垂直静荷载试验和水平静荷载试验，其中垂直静荷载试验的目的是测定垂直最大承载力，掌握桩的沉降情况；水平静荷载试验的目的是测定桩的水平位移和转角。

3.2 埋设护筒

埋设护筒旨在避免在钻孔过程中造成孔洞坍塌的情况，一般情况下由于水利工程附近的土壤中含有大量水分而导致土质疏松，为此有必要开展这项操作。与此同时，护筒能够准确地指引钻头的钻进路线，明确钻孔施工方向。另外，护筒还具备多种作用，如隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置等。当前，护筒材料众多，具体在选择哪一种材料时施工人员需充分考虑多种因素，如施工经济成本、土壤环境等，其中钢质材料、混凝土钢筋混合材料等比较常见，值得一提的是需控制每节护筒的长度在2.5m左右。

3.3 钻孔施工

钻孔位置。钻孔位置的准确是保证整个水利施工质量的基础。根据前期的地质调查，依据施工现场的实际测量进行周密的计算，按照设计图纸中的坐标，确定钻孔的位置，标记好位置，进行护筒施工。钻孔施工。为了保证钻孔的准确度，对钻头与钻孔中心进行校正，校对磨盘的平整度和钻杆的垂直度，确定泥浆比重，并记录好所有的原始数据。钻孔施工过程中，技术人员要从旁协助，使用测量、计算、调整等方式，保证钻进的垂直度，尽可能一次性钻孔施工，保证成孔的稳定性。如果钻进过程受到不可抗因素的影响，必须停止施工，将钻头拔出，往孔中填入泥浆，并要在较短时间内进行二次钻进。如果不能在短时间内二次钻进，要将钻孔填满后才可以进行二次钻进。如果钻进过程受到影响，要立即停止钻孔，切断电源。成孔施工。完成开孔施工后，将钻头提升至成孔底大约 10 cm 的位置，进行空置。在保证成孔符合施工要求后，向成孔中注入泥浆，连续灌注 1 h。钻头在底部打碎泥块，随着泥浆流出孔外，在安装钢筋笼之前，需要进行二次清理。

3.4 提高成桩质量控制水平

首先，加强材料质量的管理和控制。任何项目要保证质量，首先必须保证使用的原材料具有合格性，如果原材料的质量得不到保证，就会有较大的质量、安全隐患的出现。在采购原材料前，要确定正规供应商的部分相关资质，然后对原材料来源进行相关的检验，通过检验和筛选，选择符合项目要求的材料;确保采购的真实材料没有掺假和劣质材料，并注意检验工作，加强原材料的检验，增加检验次数，以保证所采购材料的质量，从而避免采购人员为了个人利益假公济私。此外，检验人员与采购人员需要分开，避免他们之间串通，以确保所采购材料的质量。第二，注意比例。原材料确定后，按设计要求配制混凝土，通过科学合理的试验确定各种材料的用量，严格按照配合比进行拌和施工，保证材料性能最大化，保证打桩质量。最后，要严格控制桩基施工质量。严格按照批准的方案组织施工，保证施工质量符合相关行业的规范要求。任何桩在施工的过程中都需要一份完整的施工记录，以便在今后的质量分析中获得相应的数据参考，避免不能有效地解决问题，浪费大量时间。

结束语

钻孔灌注桩施工是水利施工中比较常见的施工项目，施工技术的准确运用是保证灌注桩质量的关键。由于灌注桩是现场制桩，所以对施工技术的要求更加严格。灌注桩是整个水利工程的基础结构，更是工程结构稳定的关键，施工中要注重施工质量的严格控制，为水利工程的安全应用夯实基础。

参考文献

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[2] 骆然.水利施工钻孔灌注桩施工技术方法研究［J］．建筑技术开发，2018，45(05):31－32.

[3] 孙彦明．试论水利施工中钻孔灌注桩施工技术［J］．中国科技投资，2018，(13):47.