浅谈水利施工中钻孔灌注桩技术应用及控制措施

　　钻孔灌注桩是应用于工程建设基础施工中的一项技术，由于它能够适应各种各样的地质条件，在施工中操作简便，并且设备成本低，因此，此技术广泛应用于各类桩基的工程建设之中。在水利工程建设中，由于钻孔灌注桩的施工是在水下操作，无法观察施工全过程，一旦成桩后无法开挖进行验收。在钻孔灌注桩施工过程中无论哪个环节出现问题，都会使整个工程的质量及其进度造成严重的影响，给社会带来很大的经济损失。因此，在水利工程建筑中上桩的质量问题是至关重要的。在施工中要狠抓质量管理，注重每一个环节、细节在施工过程中的质量问题，消除安全隐患，使钻孔灌注桩的施工顺利进行。现就施工过程中钻孔灌注桩常见的一些质量问题及其控制措施做以下的总结并进一步探讨。

　　一、钻孔灌注桩技术在水利工程施工中的应用

　　钻孔灌注桩的应用在国内外工程项目中都很普遍，施工技术已非常成熟。在水利工程中，钻孔灌注桩是以足够的首批混凝土浇灌量，迅速将孔底的水或泥浆排开并一次将导管出料口包裹在混凝土一定的深度之中，使后续浇灌的混凝土始终与孔内水或泥浆隔离开来，而后持续不间断地将高流态混凝土从进料口通过导管输入桩孔。在输入混凝土过程中，随着孔内混凝土不断增加，不间断地提升导管，但必须使出料口埋设在已浇筑的混凝土中的一定深度。后续输入的混凝土是通过出料口与入料口之间密封导管中的高差形成的压力，使混凝土冲挤入已浇筑的混凝土之中的。首批灌入的混凝土中的一部分作为隔离层而被顶在最上面，并始终被不间断灌入的后续混凝土逐步冲顶向桩口处移动。

　　二、质量问题分析

　　1.缩颈现象

　　在钻孔灌注桩的施工过程中最常见的质量问题是缩颈。在桩体的浇筑过程中，桩的四周围土体产生膨胀造成缩颈现象的发生。此类情况发生，要及时采用优质的泥浆控制失水。如在成孔时发生，要加大泵量促使其迅速成孔，在成孔完成后孔壁上会出现一层泥皮，MI—JTL壁即不会出现渗水现象也不会使膨胀现象产生。另一种解决方法是将含有一定数量的合金的刀片焊接在导正器的外侧，无论是在起钻还是钻进时都能起到扫孔的作用。

　　2.导管进水现象

　　在施工过程中，接头的部位会发生漏水的现象，致使导管上升，造成混凝土的离析发生质量事故，给成桩带来严重的质量隐患。发生此类现象的主要原因是：没有严格密封导管的连接处，施工初期的灌量不足，导管显露在混凝土的上面，造成泥浆从导管的底部进入内部，导管上升太多，由于混凝土的埋深浅，致使泥浆随着浮浆进入导管的内部。解决的办法：首先对导管进行检查，更换导管或者提出导管并重新进行设置，清除灌入导管的混凝土再重新进行灌注，如浇灌较多的混凝土时，要停止灌注并提出导管，再使用比原孔径小一级的钻头直至混凝土达到足够的深度后再开钻，重新进行清孔过程，然后把导管插入中间小孔内，重新进行灌注过程。

　　3.钢筋笼上浮现象

　　当成孔后进行混凝土的浇注时，会发生钢筋笼上浮的现象，原因主要是在清孔的过程中孔内残留下大量的泥块以及泥皮，这些泥块以及泥皮随着混凝土浆面不断的上升，导致泥块堵塞在钢筋笼底部，由于混凝土过小的流动，而在混凝土中导管埋深过大，钢筋笼的质量问题有：不直的和变形的钢筋笼，钢筋笼自身的重量太轻不能与孔口形成牢固的固定。发生钢筋笼上浮现象时的解决办法：

　　(1)当钢筋笼的外径和套管内壁之间距离过小时，很可能是套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料，致使钢筋上浮现象的产生。当此类情况发生时，解决的办法：只要把箍筋与套管内壁之间的距离加至粗骨料的最大尺寸的2倍即可。

　　(2)套管底部的内壁上黏附着许多的砂浆或土粒，使套管发生变形产生内壁坑洼不平的现象，当拔掉套管时钢筋笼被针给带了上来，发生此类情况时，注意要在成孔前首先注重检查其最下部的套管的内壁，假如有大量粘着物堆积时，要及时进行清理。假如确认已发生变形的现象，一定要采取修补，当成孔结束后用大锤式抓斗反复升降，丢掉在管内壁上堆积的土砂保证孔底处于水平状态。

　　(3)当混凝土灌注过多的钢筋笼时，加上导管的埋深过大，混凝土的上层会因浇注时间过长，而产生初凝现象，导致表面出现硬壳，这时导管的底端没有超过钢筋笼的底部，在导管流出后的混凝土将迅速向上顶提升并带动钢筋笼往上提升。如导管的埋深和已浇的混凝土的表面的同等高，再提升导管后进行重新浇注，会使上浮现象得到解决。

　　(4)当钢筋笼自身弯曲时，可能是下列几种情况：钢筋笼与钢筋笼之间接点的问题、弯曲或变形的问题、箍筋变形或者脱落的问题、套管倾斜的问题等。有此类情况发生时，要提高钢筋笼加工过程的质量及其组装的精度，避免在运输工程中钢筋笼的碰撞等促使钢筋笼变形的因素，当沉放笼时要注重准确确认钢筋笼的轴向精确度等等。不要敲、打钢筋笼的顶端，避免钢筋笼坠落在桩孔中。

　　(5)当准确了钢筋笼初始的位置并牢固地固定在孔口。减少灌注时间使混凝土迅速灌注，或者增加外加剂避免混凝土的顶层向钢筋笼进入时流量变小，当混凝土接近笼时，要求导管在1.6~2.0m埋深。

　　(6)假如钢筋笼的初始位置过于高时，混凝土的流量小，在混凝中的导管埋深过大，混凝土把钢筋笼拖升。

　　4.断桩现象

　　造成断桩现象的原因有许多，其主要原因是：在灌注的过程中，由于导管提升过高促使导管底部与混凝土层脱离;未能及时的清理堵管现象;混凝土的质量不过过或灌注混凝土的时间过长;当表层的混凝土流量小时，还在不断的灌注混凝土，使表层下的混凝土顺着导管壁冲破表层混凝土的顶面而上升，包裹起表层含有浮浆和沉渣的表层形成断桩。当此类情况发生时，解决的办法有：当在施工过程中，由于机械产生故障或者操作使用不当，出现混凝土卡管或导管提空的现象，要及时采取措施进行处理。在初期阶段遇见灌注出现断桩现象时可采取如下措施进行解决：如果孔内的混凝土未有3 m时，要迅速采取气举法吸渣，把未凝结的混凝土清理干净，再进行重新灌注;如果灌注已到20m时，混凝土开始凝结，孔内这时的混凝土未达50m，进行切除部分的钢筋笼，迅速使用冲击钻清除混凝土全部碎块，再进行重新灌注;如果灌注未到20m时，利用内套钢护筒使用清水进行接桩的方法，利用牙轮钻把1.5m厚的表层的混凝土清除掉，再利用比护筒稍小但比钢筋笼直径大的对准设计桩的钢护筒，把它插入到钢护筒与钢筋笼之间的小孔处直接进入混凝土的表层。

　　三、质量控制的要点

　　1.调查和研究

　　对地质情况要作深入的调查在施工中钻孔灌注桩是经常发生质量事故，有些是由于操作使用不当而产生的事故，但是由于地质条件的复杂性、特殊性而产生的事故也频频发生，因此，要加强对地质条件的进一步调查和研究。在施工中对以下地基条件进行深入调查和研究：支持力层的深度及强度;是否存有卵石层或砾石层包括它们的粒径的大小尺寸;支持力层上面的各个土层的软硬度包括它们的特性及其地下是否有障碍物等。根据以上各种地质情况的分析和了解，再进行科学的选材，经过对施工工艺和施工参数的合理计量与测算，并同时对质量事故多发地层进行有针对性的预防措施。避免质量事故的产生。

　　2、钻孔灌注桩在施工过程中的质量控制

　　2.1.埋设护筒。护筒采用钢护筒，护筒的埋设位置必须保证其中心与桩位中心的偏差不超过50mm。并应注意两节护筒的连接质量，护筒埋深为2m～4m，水上主墩护筒应沉入局部冲刷线以下不小于1.0m～1.5m。水上主墩钢护筒用12mm厚钢板卷制，在顶部和底部用12mm钢板加固，直径2.5m的钢护筒用14mm厚钢板卷制，其余则用10mm厚钢板卷制。护筒内径大于钻头直径20cm～40cm，护筒高视土质而定，最小不小于2m。安置时，护筒顶高出地面30cm以上，高出最高施工水位或地下水位1.5m～2.0m。旱墩护筒周围50cm范围内粘土夯实，深度至护筒底，并用稳定护筒内水头的措施。

　　2.2.开钻成孔。安装钻机时底架要平稳，钻头和钻杆中心对准护筒顶面中心，偏差不得大于50mm，钻孔时钻杆(吊绳)要保持垂直，施工期间随时用线锤检查，避免钻孔倾斜。在钻孔时采用低挡、慢速均匀钻进，特别在护筒出口处避免失稳和渗漏，对易缩径土层配合必要的复钻。在硬塑的粘土层中钻进时采用中高挡钻速，在淤泥和粉砂层钻进中采用低挡钻速，从硬层到软层时可适当加快钻进速度，当从软层到硬层时少加压慢速钻进。

　　2.3.钢筋笼制作和吊装就位。钢筋笼视其长度采用整体预制或分节预制，钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定性，以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m增设加固钢筋一道，在骨架上端根据实际需要合理设置吊环。钢筋笼分节起吊要及时、准确就位，快速接长至设计深度加以固定，待混凝土灌注完毕并初凝后方可解除钢筋笼的固定设施。在钢筋笼就位前仍需要检查有无坍孔，以便及时采取措施。

　　2.4.水下混凝土的灌注。灌注水下混凝土时，严格控制导管埋深2m～6m，严禁施工人员为图便利而超量灌注、一次拆管数节，要勤探测，及时调整导管埋深，防止埋管过深发生堵管、埋管。施工完后，应核算水下混凝土灌注的各项参数，以便对后续的桩基提供参考和改进。

　　四、结语

　　钻孔灌注桩技术具有很强的适应性、简单的工艺以及承载力大等特点，因此目前在国内的基础工程中的应用比较广泛。但是，由于钻孔灌注桩的施工过程是在不能直接观察的地下或水下进行，且成桩后不能开挖验收，通过超声波检测是容易出现质量问题。因此，在施工前，要认真熟悉设计图纸，掌握施工及验收规范，查阅有关地质灌注桩方面的资料，对每根桩的施工记录、施工质量标准和验收实施方案进行研究，对灌注桩在施工过程中经常发生的问题进行分析后，采取必要的防范措施。严格把控桩基施工质量关。制订科学、合理的、实用的混凝土灌注方案，确保工程顺利实施。

　　参考文献

　　[1]陈青云，李成华.农业设施学[M].北京：中国农业大学出版社，

　　[2]重庆建筑工程学院.混凝土学[M].北京：中国建筑工业出版社，.

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文章名称： 浅谈水利施工中钻孔灌注桩技术应用及控制措施

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