水利工程沖孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量控制

黃春培

（廣東益鑫源工程建設(shè)管理咨詢有限公司，廣東 江門 529000）

樁基礎(chǔ)的作用是將上部建筑的荷載通過樁身傳遞至深部土層或者巖石層，從而使上部建筑保持穩(wěn)定，防止出現(xiàn)變形。樁基礎(chǔ)具有穩(wěn)定性能優(yōu)良、承載性能好、抗震能力強(qiáng)以及沉降變形小等特點(diǎn)。在水利工程中，采用樁基礎(chǔ)可以顯著提升水利工程承載性與穩(wěn)定性，延長水利工程使用壽命。水利工程的沖孔灌注樁施工，需要控制對沖孔、鋼筋籠制作、吊裝以及混凝土澆筑等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量[1]，施工不當(dāng)可能會留下質(zhì)量安全隱患。

1 工程概況

潭江干堤設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，堤防總長18.622km。新錦江橋—東成水閘段13.830km，其中左岸6.197km，右岸7.633km；干流東成水閘—閣仔廟橋左岸4.542km；干流圣堂鎮(zhèn)段左岸0.25km。整治堤防后，需要在低洼匯水處預(yù)埋排水涵管，用作排除堤后地表積水，潭江干堤新建排水方涵10個，重建舊方涵1個，新建排水圓涵19個。計(jì)劃工期730d。本次灌注樁工程：樁號L0+536—L1+010，樁徑600mm，間距0.7m，樁長14m。

2 沖擊成孔施工技術(shù)

2.1 施工前準(zhǔn)備

首先需要平整以及清理樁位，便于后續(xù)樁機(jī)進(jìn)場；根據(jù)施工場地的實(shí)際情況，挖掘沉淀池、泥漿池，并在池子周圍安裝防護(hù)欄。其次要開展測量放樣工作，在施工區(qū)域內(nèi)選擇不受影響區(qū)域設(shè)置坐標(biāo)軸線標(biāo)識點(diǎn)，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求測算孔位，經(jīng)過技術(shù)人員確認(rèn)后做好標(biāo)記[2]。再次是埋設(shè)護(hù)筒，根據(jù)標(biāo)記的孔位，在孔位中心預(yù)埋鋼護(hù)筒，護(hù)筒頂部露出地表100mm，護(hù)筒底端要用粘土壓實(shí)。最后是制備泥漿，挖掘的泥漿池容積，應(yīng)在單樁孔位容積1.5倍以上，鉆孔時護(hù)臂泥漿可以采用鉆孔內(nèi)原土造漿，為確保泥漿性能符合施工要求，可適當(dāng)加入粘土，

2.2 沖擊鉆孔

2.2.1 確定鉆孔技術(shù)參數(shù)

沖擊鉆孔施工的關(guān)鍵是確定合理的鉆進(jìn)參數(shù)，鉆進(jìn)速度Vm的計(jì)算公式為：

式中：m—鉆頭質(zhì)量；S—鉆頭沖擊高度；g—鉆頭沖擊底部巖石的加速度；n—單位時間內(nèi)沖擊次數(shù)；a—單位體積破碎功；D—鉆頭直徑。

沖擊高度需要根據(jù)施工區(qū)域的土層性質(zhì)確定，在本工程中，泄洪閘所處區(qū)域?yàn)轲ね翆?，因此，沖擊高度控制在0.6m。

2.2.2 施工工藝

沖擊成孔施工，需要根據(jù)施工區(qū)域的土層性質(zhì)，調(diào)整施工工藝，同時操作要點(diǎn)也存在差異，如表1所示。

表1 沖擊鉆孔施工要點(diǎn)表

項(xiàng)目沖擊鉆孔的施工工藝：一是在樁機(jī)就位之前，需要在樁機(jī)作業(yè)區(qū)域鋪設(shè)墊木，以保證樁機(jī)可以平穩(wěn)運(yùn)行，需要注意的是，墊木要避開鋼護(hù)筒，以免導(dǎo)致鋼護(hù)筒位移或者變形；二是調(diào)整鉆機(jī)，起吊沖錘，控制沖錘中心上齊滑輪緣、下對樁孔中心，三者在同一垂線上偏差不超過2cm，保持好鉆機(jī)穩(wěn)定同時固定扒桿攬風(fēng)繩[3]；三是開始鉆孔時，先采用0.4m小沖程低垂密擊，由于本相關(guān)施工區(qū)域的土層為黏土層，因此，在鉆孔時可加入小片石以及砂礫石，以起到穩(wěn)固孔壁的作用；四是在鉆孔過程中，要注意成孔中心部位必須要與樁位中心對準(zhǔn)，要盡量使鉆機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，避免出現(xiàn)傾斜或者沉陷的情況，同時也能使泥漿面保持穩(wěn)定。

3 鋼筋籠制作與吊裝技術(shù)

3.1 鋼筋籠制作

制作鋼筋籠時要先選擇適宜制作場地，要便于進(jìn)行綁扎、存放以及運(yùn)輸?shù)跹b，若條件允許，鋼筋籠制作場地應(yīng)盡量靠近樁基部位[4]。一般情況下，制作鋼筋籠是在固定架立鋼筋上等距離布置主筋，然后按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)布置箍筋，比較常規(guī)的做法是先將架立鋼筋與箍筋加工為圓形，隨后再對架立鋼筋、箍筋以及主筋，進(jìn)行綁扎或者焊接。這種方法的弊端在于若分?jǐn)嘀谱麂摻罨\，可能會出現(xiàn)兩段鋼筋籠的主筋間距不等的問題[5]，最終導(dǎo)致接頭困難。在本工程中，為保障鋼筋籠制作質(zhì)量，設(shè)計(jì)了一種模板支架，專門用來綁扎鋼筋籠，如圖1所示。在制作鋼筋籠時，將支架放置于架立鋼筋外側(cè)，可有效避免出現(xiàn)兩段鋼筋籠的主筋間距不等的問題，確保兩段鋼筋籠有效連接。

圖1 鋼筋籠制作支架示意圖

3.2 鋼筋籠吊裝

灌注樁鋼筋籠的制作要求較高，其吊裝施工也要求較高，在吊裝過程中必須要保持平穩(wěn)，避免出現(xiàn)彎曲、變形的情況，必須保證鋼筋籠在整個吊裝環(huán)節(jié)都能保持設(shè)計(jì)的剛度與強(qiáng)度。在本項(xiàng)目中，鋼筋籠采用的是分段制作，因此，在吊裝時需要先要在孔口完成拼接，然后采用空中回直法進(jìn)行吊裝，吊裝操作要點(diǎn)如下：

第一，吊機(jī)就位。對吊機(jī)的主副吊鉤、鋼絲繩以及索具進(jìn)行檢查，確保其各項(xiàng)性能符合吊裝施工要求，確認(rèn)無誤后開始吊裝，注意主副吊鉤要同時起吊，以降低對鋼筋籠造成的沖擊，最大限度使鋼筋籠保持平穩(wěn)[6]。

第二，鋼筋籠距離地面約0.5m時，停止起吊，檢查鋼筋籠是否出現(xiàn)變形以及整體是否平穩(wěn)，然后平穩(wěn)起吊主鉤，并同時放下副鉤，在空中完成回直，直至鋼筋籠與地面垂直。

第三，解開副鉤，然后控制主鉤逐漸將鋼筋籠放入樁孔，若遇到阻礙或者與孔壁發(fā)生摩擦碰撞，要停止下放，然后緩緩起吊，清除障礙后再重新下放。

第四，待鋼筋籠頂部高程符合設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止下放，調(diào)整對中，最后將鋼筋籠固定于樁孔口的支撐上。

4 混凝土澆筑技術(shù)

4.1 混凝土制作

在本項(xiàng)目中，水泥選用普通的硅酸鹽水泥；粗骨料使用堅(jiān)硬的卵石，粗骨料粒徑應(yīng)在20～40mm，含泥量不超過1.5%，遜徑含量不超過2%，針片狀顆粒含量不超過15%；細(xì)骨料使用質(zhì)地堅(jiān)硬的河沙，含泥量不超過3%。由于需要進(jìn)行水下澆筑，在配制混凝土?xí)r除了要符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外，還要考慮到混凝土的粘聚性，混凝土配合比必須要由具有資質(zhì)的試驗(yàn)單位進(jìn)行試配，要求混凝土坍落度在180～220mm，含砂率在45%左右，水泥用量至少360kg/m3。在本項(xiàng)目中采用的是C30混凝土，其配合比如表2所示。

表2 混凝土配合比表

4.2 混凝土澆筑

本項(xiàng)目混凝土澆筑采用的是剪球法，具體施工工藝如下：

第一，在下料漏斗的下端設(shè)置隔水栓，并將其固定于下料漏斗邊緣部位，隔水栓可以使用排球，少量充氣后可以重復(fù)使用，可以在用編織袋填入混凝土制作成球使用。

第二，下料漏斗灌滿后，放開隔水栓，使混凝土快速下落至孔底，然后將導(dǎo)管埋入，注意深度不能低于1m；若樁徑較大，下料漏斗的容積無法滿足首次澆筑量時，在放開隔水栓的同時要快速往下料漏斗內(nèi)加料。

第三，持續(xù)澆筑混凝土，注意要保障混凝土的供應(yīng)，避免澆筑施工中斷。

第四，混凝土澆筑施工完成后，要安排專人做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，確保澆筑質(zhì)量。

5 結(jié)語

由于水利工程灌注樁施工涉及到水下部分，施工難度相對較大，因此，在施工過程中要嚴(yán)格把控各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，規(guī)范施工操作，避免留下質(zhì)量安全隱患，從而有效提升水利工程的性能，延長水利工程的壽命。