秦敏+劉運(yùn)鳳+羅俊

摘 要：近年來，水利工程、橋梁結(jié)構(gòu)、核電站、港口碼頭等工程中挖孔樁基技術(shù)得到普遍應(yīng)用。由于挖孔樁基為隱蔽性工程，若質(zhì)量出現(xiàn)差錯(cuò)，會(huì)嚴(yán)重影響上部結(jié)構(gòu)安全。本文主要結(jié)合某水利工程案例重點(diǎn)分析挖孔樁基在此工程中的應(yīng)用，并分析此技術(shù)施工安全質(zhì)量控制措施，保障工程順利進(jìn)行和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：水利 挖孔 樁基 應(yīng)用

20世紀(jì)初期，樁型的發(fā)展促進(jìn)了相關(guān)如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，人工挖孔灌注樁的理論實(shí)踐形成，它能夠適應(yīng)各種各樣的地質(zhì)條件，因此應(yīng)用較為廣泛。由于水利工程的挖空樁基是在水下操作，無法觀察施工全過程，若成樁后無法再開驗(yàn)收。無論哪個(gè)環(huán)節(jié)在挖孔樁基施工過程中出現(xiàn)問題，都會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量。所以，探討其技術(shù)質(zhì)量應(yīng)用問題及控制措施對(duì)消除安全隱患和促進(jìn)施工順利進(jìn)行起著重要的促進(jìn)作用。

1.挖孔樁基特點(diǎn)

一是受力性能好，通常挖空樁直徑為0.8～2.4米，可承載幾千千牛乃至幾萬千牛的力，由于挖孔樁直徑較大，單樁承載力高，能承受較大的水平荷載，擴(kuò)底挖孔樁還能抵抗很大的上拔力，沉降量小且能防止不均勻沉降，抗震性能好；二是無需大型機(jī)械停放至施工現(xiàn)場(chǎng)，成孔過程中都不會(huì)過多干擾地基基礎(chǔ)及相鄰建筑物，也不會(huì)受相互作業(yè)影響，有利于提高施工效率；三是挖孔樁基相對(duì)于其他樁型，不管是樁間距、群樁效應(yīng)還會(huì)樁身沉降量都較為簡(jiǎn)約，容易操作；四是采用開挖的同時(shí)并實(shí)施定位測(cè)量的人工挖孔方式，不僅能準(zhǔn)確測(cè)量樁身尺寸，了解持力層和樁底的地質(zhì)狀況，也能保證清孔干凈；五是承載力高可相應(yīng)地節(jié)約樁數(shù)，不會(huì)造成材料浪費(fèi)現(xiàn)象，容易控制，多個(gè)樁基可共同施工，大量節(jié)省設(shè)備使用費(fèi)用，從而達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

2.挖孔樁基在水利工程中的應(yīng)用2.1工程案例

某水庫(kù)大壩加固除險(xiǎn)工程，該工程地質(zhì)條件復(fù)雜，要下設(shè)52根鋼筋混凝土灌注樁，左幅擋土墻，灌注樁中23根為人工挖空，樁長(zhǎng)12m～14m，樁徑1.2m，上部擋土墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全會(huì)受樁基施工質(zhì)量的影響。施工工作面為原大壩填土，地下水位標(biāo)高為-7.1m，地下水流動(dòng)快，巖石裂隙發(fā)育嚴(yán)重，無形中為人工挖空樁基增添了難度。

2.2 施工工藝

2.2.1施工準(zhǔn)備

①做好樁基設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)樁基時(shí)必須保證長(zhǎng)期安全使用，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，充分考慮在施工中樁基的快捷性，施工人員要完全根據(jù)設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)樁基時(shí)可從其基本承載原理角度考慮，如施工技術(shù)、上部結(jié)構(gòu)荷載、經(jīng)濟(jì)條件及地質(zhì)條件等，從而保證建筑物的安全。人工挖孔樁基采用一柱一樁，可大大簡(jiǎn)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中明確指出，擴(kuò)底樁有明確的直徑要求，最小中心距為1.5D和D+1m，擴(kuò)大端的直徑為D，如果樁基和施工結(jié)構(gòu)存有差異，即便施工完成度再高，質(zhì)量再好，施工結(jié)構(gòu)需求依舊不能滿足。

②測(cè)量定位：若想保證樁位的正確性、垂直度及標(biāo)高準(zhǔn)與否，必然需要測(cè)量定位，測(cè)量員通過對(duì)定位樁位并由相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人核對(duì)信息，檢驗(yàn)合格后再報(bào)至監(jiān)理檢驗(yàn)，以此確保樁位無誤。在設(shè)計(jì)或規(guī)范內(nèi)是允許出現(xiàn)偏差的，但要予以嚴(yán)格控制。

③機(jī)具準(zhǔn)備：挖空機(jī)具（鐵锨、短柄鐵锨、鐵鎬、風(fēng)鎬）、提升機(jī)具（橡膠吊桶、卷?yè)P(yáng)機(jī)）、水平運(yùn)輸（單輪推車）、硂澆筑（導(dǎo)管、硂攪拌機(jī)）、排水設(shè)備與照明（雨衣、潛水泵、防水燈、吊掛軟爬梯）。

2.2.2施工工藝：（如圖1所示）

挖空施工過程：首先施工人員用鐵锨和鐵鎬自上而下逐層挖土，先挖中間后挖周圍。開挖孔周圍部分時(shí)，為防止超挖，可復(fù)核開挖輪廓，及時(shí)檢查樁孔的軸線、孔徑和垂直度，要和設(shè)計(jì)及相關(guān)要求相符。第一節(jié)孔圈護(hù)壁的厚層度要厚度下面的100mm～150mm，上下護(hù)壁間的搭接長(zhǎng)度不得少于50mm，用鐵锨將棄土裝入橡膠桶后用卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)至地面，之后再用單輪車運(yùn)送指制定施工地點(diǎn)。其次要正確安裝護(hù)壁鋼筋，可采用鋼筋連接上層護(hù)壁鋼筋來保證護(hù)壁硂的整體性，避免脫節(jié)下沉。第三對(duì)護(hù)壁硂進(jìn)行澆注時(shí)，可用竹和木棒插實(shí)方法，根據(jù)地質(zhì)情況盡量使用速凝劑，從而盡快滿足強(qiáng)度要求。由于地面下5m處是強(qiáng)風(fēng)化巖，可采用風(fēng)鎬擊碎巖石，促進(jìn)施工進(jìn)度。工作面以下還有地下水，要采取防護(hù)措施和排水措施。在孔底處邊側(cè)下設(shè)潛水泵和開挖集水井，可有效控制低下水位。每塊擋土墻下設(shè)的樁可同時(shí)施工，能避免單個(gè)孔施工帶來的地下水富足及排水難度大等問題。

鋼筋籠加工及硂灌注：根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作鋼筋籠，采用點(diǎn)焊的方式焊接螺旋箍筋及主筋，在鋼筋籠外側(cè)設(shè)計(jì)位置上采用焊接混凝土墊塊，能控制保護(hù)層厚度。灌注導(dǎo)管埋深控制在2m～6m，其灌注速度不宜太快，避免鋼筋上浮。應(yīng)留置試塊于樁身混凝土，每根樁不少于3組。施工過程中應(yīng)做好混凝土配合比、成孔記錄、水泥、鋼筋、測(cè)量放樣、骨料、混凝土澆注等各項(xiàng)施工記錄。

3.挖孔樁基施工安全質(zhì)量控制

（1）導(dǎo)管進(jìn)水現(xiàn)象：接頭的部位在施工過程中會(huì)發(fā)生漏水的現(xiàn)象，壓迫導(dǎo)管，造成混凝土的離析發(fā)生質(zhì)量問題，為成樁質(zhì)量埋下隱患。出現(xiàn)此類問題的主要原因是由于混凝土的埋深淺，泥漿會(huì)隨著浮漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部，還有沒有對(duì)導(dǎo)管的連接處沒有做好密封措施，施工初期灌量不足，從而在混凝土上面有導(dǎo)管暴漏，造成泥漿從導(dǎo)管內(nèi)部進(jìn)入內(nèi)部。解決措施：先檢查導(dǎo)管，若發(fā)現(xiàn)問題可重新設(shè)置導(dǎo)管或更換全新的導(dǎo)管。將導(dǎo)管內(nèi)的混凝土清除干凈，并重新灌注。如澆灌較多的混凝土?xí)r要停止灌注并把導(dǎo)管提出，在使用比原先直徑小一級(jí)的鉆頭到混凝土足夠深度后要行開鉆工作，重新清孔完畢后把導(dǎo)管插入中間小孔內(nèi)并重新進(jìn)行灌注。鋼筋籠上浮現(xiàn)象：一般發(fā)生鋼筋籠上浮的現(xiàn)象多在成孔后澆筑混凝土?xí)r，主要原因是大量泥塊及泥皮在清孔過程中殘留至孔內(nèi)，這些泥皮和泥塊會(huì)伴隨著混凝土上漿面不斷上升而導(dǎo)致鋼筋籠底部有泥塊堵塞。再加上混凝土過小的流動(dòng)會(huì)使混凝土中導(dǎo)管埋深過大。造成鋼筋籠質(zhì)量問題有其自身重量太輕不能與孔口形成固定，或鋼筋籠出現(xiàn)變形或不直現(xiàn)象。

解決措施：套管會(huì)因其管子底部?jī)?nèi)壁上黏附著許多砂漿或土粒而出現(xiàn)變形和坑洼不平現(xiàn)象，若將套管拔掉，鋼筋籠被針給帶了上來，針對(duì)此類情況應(yīng)在成孔前對(duì)最下部套管的內(nèi)壁進(jìn)行檢查，及時(shí)清理大量黏著物堆積的套管。如果已經(jīng)發(fā)生變形，要對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)。完成成孔工作后用大錘式抓斗反復(fù)升降，丟棄管內(nèi)部上堆積的土砂，使孔底處于水平狀態(tài)。若鋼筋籠的外徑和套管內(nèi)壁之間距離較小，大部分原因是有粗骨料存在于是套管內(nèi)壁和箍筋之間，導(dǎo)致出現(xiàn)鋼筋上浮現(xiàn)象。解決此類現(xiàn)象的措施為將粗骨料在套管內(nèi)部和箍筋之間的距離擴(kuò)大2倍即可。當(dāng)對(duì)鋼筋籠初始位置并固定在孔口的施工確認(rèn)后，可縮短灌注時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)迅速灌注，為避免混凝土的頂層向鋼筋籠進(jìn)入時(shí)流量變小，可增加外加劑。當(dāng)混凝土接近籠時(shí)要求導(dǎo)管在1.6～2.0埋深。

（2）斷樁現(xiàn)象：造成斷樁的原因多為在灌柱的過程中導(dǎo)管提升過高，導(dǎo)致混凝土和導(dǎo)管內(nèi)部脫離；對(duì)堵塞在導(dǎo)管的物體未能及時(shí)清理；當(dāng)表層的混凝土流量小時(shí)還在不斷對(duì)混凝土進(jìn)行灌注，表層下的混凝土順著導(dǎo)管壁沖破表層混凝土的頂面，含有沉渣和浮漿的表層吸附在表層，從而形成斷樁。

解決措施：在初期階段出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，若孔內(nèi)的混凝土未有3m時(shí)，要迅速采用氣舉發(fā)吸渣，清理未凝結(jié)的混凝土后再重新灌注。如果灌注未達(dá)到20m時(shí)，利用牙輪鉆清除1.5m厚的表層混凝土。若灌注已達(dá)到20m時(shí)，混凝土開始凝結(jié)，孔內(nèi)混凝土未達(dá)到50m時(shí)切除部分鋼筋籠，使用沖擊鉆迅速清除混凝土碎塊后重新灌注即可。

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