鉆孔灌注樁在水利工程中的應用

李名根

摘 要：鉆孔灌注樁是工程中常用的地基處理形式，常用于水利工程基礎施工，樁內質量對于水利建筑工程質量有著至關重要的影響。本文簡要論述了鉆孔灌注樁在某市一排澇泵站工程施工中的應用。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；施工工藝；質量控制；檢測

The application of bored piles in water conservancy engineering

Li Ming-geng

Abstract： the bored piles are commonly used in construction of foundation treatment， often used in water conservancy engineering foundation construction， within the pile quality for water conservancy construction project quality has a crucial effect. This paper briefly discusses the bored piles in a municipal drainage pumping station the application of the engineering construction.

Keywords： bored piles； The construction technology； Quality control； detection

鉆孔灌注樁系指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔，在地基中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注砼而做成的樁，是一項基礎加固處理，以提高基礎承載力，確保建筑穩(wěn)定的施工技術。本文通過工程實例，簡要介紹了鉆孔灌注樁的施工工藝、質量控制及檢測方法。

1.工程概況

1.1 設計概況

安徽省某市一排澇泵站工程，裝機流量35.8m3/s，設計裝機為4臺1600ZDBX-125J型貫流泵，配套YQGN850-6電機，總裝機容量2000kW。站身地基采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁加固，樁徑1.0m，樁距順水流向3.5 m，垂直水流向3.0 m，平均樁長約21m，樁頂高程4.2～7.829 m，樁底高程-15.8 m，單樁承載力設計值為1550KN。

1.2 工程地質

根據鉆孔揭露，擬建站址地層自上而下依次為：

0層人工填土（Qml 4）：其成分為重粉質壤土，灰黃色，可塑，稍濕～濕，土體結構較松散，屬中等壓縮性土。主要分布在堤身及現(xiàn)排澇站西側，該段河堤部位堤身填土層厚1.30～7.80m，層底高程3.82～8.07m。

①1層淤泥質重粉質壤土（Qal 4）：青灰色，流塑～軟塑，很濕，含少量腐殖質。屬高壓縮性土。各孔均有揭露，層厚1.80～9.40m，層底高程-1.33～2.05m。

①2層淤泥質輕粉質壤土夾薄層細砂（Qal 4）：灰色，軟塑，，很濕，含少量腐殖質，夾有薄層細砂，具有明顯的層理。屬高壓縮性土。各孔均有揭露，層厚1.40～5.20m，層底高程-0.38～-5.63m。

①3層淤泥質重粉質壤土（Qal 4）：青灰色，流塑～軟塑，很濕，含少量腐殖質。屬高壓縮性土。各孔均有揭露，層厚4.50～14.40m，層底高程-7.22～-14.78m。

② 層重粉質壤土（Qal 3）：灰黃、棕黃色，硬可塑，稍濕，局部夾鐵錳質結核及灰白色高嶺土，屬中等壓縮性土。該層各孔均有分布，未鉆穿，揭露最大層厚9.10m，相應層底高程-18.08m。

1.3 地下水

站址處地下水類型以孔隙水為主，賦存于站址區(qū)堤身填土以下各土層中，主要接受大氣降水、附近的溝渠以及汛期時外河水的補給，枯水期則向外河及附近的溝渠排泄。

站址區(qū)地下水類型主要為孔隙潛水以及弱承壓水，潛水主要分布于0層人工填土、①1層淤泥質重粉質壤土中，弱承壓水主要分布于①2層淤泥質輕粉質壤土中夾薄層細砂。地下水主要接受大氣降水、汛期時附近的溝渠、外河水的補給，枯水期則向附近的溝渠以及外河排泄。

2.施工工藝流程

定位→埋設護筒→鉆機就位→鉆孔→清孔（第一次）→下鋼筋籠→安設導管→清孔（第二次）→澆注水下砼→拔除護筒→轉移下一個樁位。

3.施工質量控制

3.1 材料

1）泥漿材料使用的膨潤土和粘土質量應符合SL174—96規(guī)定。

2）水下混凝土使用的水泥、骨料和外加劑應符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。

3）灌注樁鋼筋籠使用的鋼筋材料質量應符合有關規(guī)定。

3.2 泥漿制備和處理

泥漿的作用是防止孔壁坍塌和對孔壁起保護作用，它既能使孔內的泥漿不致流入孔外，又能使孔外的水不致滲入孔內，它的具體要求為：

比重：1.3～1.5/Tm 3 （ 用婆梅式比重計側 ）

含沙率：≤4-8%

膠體含量：≥90%，塑性指數(shù)：IP>17

（1）挖泥漿池

泥漿池應設至距樁位6-8m以外的空地為宜，坑口尺寸大約4×5m （也可根據鉆機多少確定），深 1.5m為宜，四周用紅磚鋪砌，坡度大約600 左右，上抹20厚1：2.5 的水泥砂漿。

泥漿池必須保證一次施工30～40根樁的排放和需求，否則鉆孔時，既浪費泥漿，又太麻煩。泥漿池施工完畢，應從樁位至泥漿池施工兩條排漿循環(huán)溝，以便泥漿循環(huán)使用，施工方法同泥漿池。

（2）制作泥漿

泥漿的制作選用自然水和粘土或黃土拌制而成，粘土必須取樣送試驗室鑒定，粒徑≤5mm，粒徑太大必須過篩。施工時將粘土送泥漿池攪拌使用。水的選用不得使用對砼有害的水。

3.3 定位及埋設護筒

（1）鉆孔施工前，先按照設計要求進行場地平整，并對軟弱地面位置進行適當處理，避免出現(xiàn)施工機具下陷、傾斜，影響成孔質量，并注意做好泥漿、鉆渣和廢水的外運和排放。

（2）根據樁基設計平面圖，用經緯儀或全站儀放樣定點，測出中心軸線和樁位，并將軸線引至四周不易破壞的地點，便于復核樁位。

（3）護筒內徑比鉆孔樁孔徑大100mm，上部開設兩個溢漿孔，護筒埋深1～1.5m。

（4）埋設護筒時，用十字交叉法使其與樁位中心偏差控制在20mm內。護筒的傾斜度不大于1%。

（5）在干地上，護筒四周應用粘土夯實，護筒埋設應入原土200mm。

（6）鉆機就位安裝時，轉盤中心與護筒中心偏差小于10mm。

鋼護筒用4～6mm厚的鋼板制造，護筒頂端應高出地面0.3m，孔內泥漿至少高于地下水位1.5m。

3.4 終孔與清孔

（1）定時檢查泥漿護壁鉆孔的孔位、孔徑、孔深、孔斜和沉渣；鉆至施工圖紙規(guī)定的孔深后，進行終孔和沉渣的檢查。

（2）沉管到達規(guī)定深度后，應按YSJ212-92、YBJ42-92第4.5.6條規(guī)定檢測其終孔的貫入度。

（3）鉆孔的孔徑經檢驗合格后應立即進行清孔，清孔應分別選用真空吸泥法、泥漿循環(huán)法或射水沖渣法進行，其清孔標準應符合下列規(guī)定：

1）孔內排出或抽出的泥漿密度應在1.3g/cm3以下，含砂量不大于4%，用手觸應無粗粒感覺。

2）鉆孔灌注樁清孔的沉渣厚度應符合YSJ212-92、YBJ42-92表4.1.4的規(guī)定，沉管樁孔不得有沉渣。

3.5 鋼筋籠制作與吊放

（1）鋼筋籠的制作應符合YSJ212-92、YBJ42-92的規(guī)定。

（2）分段制作的鋼筋籠應采用焊接連接，并應符合GBJ202-83的有關規(guī)定。

（3）鋼筋籠主筋保護層的允許偏差應符合下列規(guī)定：水下澆注混凝土樁±2.0cm；

（4）應根據施工圖紙規(guī)定在鋼筋籠內周邊設置聲波測試預埋管。

（5）吊放鋼筋籠應符合下列要求：

1）鋼筋籠吊放前應進行垂直校正；

2）就位后鋼筋籠頂?shù)赘叱虘鲜┕D紙規(guī)定，誤差不得大于5cm；

3）灌注樁樁頂應設有固定裝置，就位后立即進行固定，防止上浮和下沉。

3.6 水下混凝土灌注

（1）灌注混凝土應符合下列規(guī)定：

1）樁頂混凝土灌注高程應高出施工圖紙規(guī)定的樁頂高程0.5m；

2）采用人工灌注混凝土樁，在樁頂高程以下4m時，應采用棒式振搗器搗實；

3）灌注時的混凝土溫度應不低于3℃，樁頂混凝土未達到設計強度50%前不得受凍。當環(huán)境溫度高于30℃時，應采取緩凝措施。

（2）孔內水下混凝土灌注應采用導管法或混凝土泵施工：

1）導管直徑不得小于20cm，其通過能力不小于10m3/h；大直徑灌注樁導管應不小于30cm，其通過能力不小于25m3/h。導管內壁光滑圓順；

2）導管安置在鉆孔中心，下端口應高出沉渣面30～50cm；

3）灌注混凝土時，應保證導管理人混凝土面以下1.0m，人孔前混凝土應連續(xù)攪拌均勻，保證人孔坍落度，防止混凝土出現(xiàn)離析和壓入空氣；

4）混凝土輸送管的直徑應根據混凝土粗骨料直徑選用：當粗骨料粒徑為0.5～2.5cm時，應選用直徑60cm的輸送管；當粗骨料粒徑大于2.5cm時，輸送管直徑應取最大粒徑的4倍。

（3）灌注樁實際灌注混凝土量的充盈系數(shù)不得小于1.0。

3.7 沉管起拔

（1）配有鋼筋籠的沉管，在放置鋼筋籠前，混凝土應先灌到籠底高程，放置鋼筋籠后再灌注混凝土至樁頂。

（2）分段起拔沉管時，前一段拔管高度應能容納下一段灌入的混凝土量。

4 檢測方法及成果

鉆孔灌注樁施工結束后28天，應按JGJ94-94第9.1和9.2節(jié)的有關規(guī)定，對樁體進行檢驗和檢測。

（1）單樁豎向抗壓靜載荷試驗

采用錨樁在檢測前一次均勻穩(wěn)固在鋼梁承力架上，試驗采用慢速維持荷載法，分九級加荷，第一級加載值為設計承載力極限值的1/5，以后每級為1/10，首級加載620kN，最大試驗荷載為3100 kN，為設計值的2倍。

通過單樁靜載試驗Q～S曲線、S-lgt曲線和S～lgQ曲線分析，試驗加荷至3100kN，沉降量為12.12～19.79mm，抗壓穩(wěn)定，未達到極限荷載，單樁承載力特征值滿足設計要求。

（2）鋼筋混凝土灌注樁低應變法完整性檢測

對樁頂進行處理，原樁頂?shù)母{全部鑿掉并鑿平，使用武漢巖海RS-1616K（P）基樁動測儀，BW-14111型高靈敏度加速度，將加速度傳感器貼在樁頂表面，運用反射波法以確定工程樁身的完整性，測試結果可靠。完整性共隨機抽檢30根樁，其中Ⅰ類樁為9根，占總樁數(shù)的30.0 %；Ⅱ類樁為21根，占總樁數(shù)的70.0%，全部為合格樁。

5 結語

實例證明，鉆孔灌注樁施工工藝具有技術可靠、質量保證、工藝合理等特點，同時鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力，適應各種地質條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點，在橋梁、水工建筑、房屋建筑等工程中均有廣泛應用。

參考文獻

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