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水利工程钻孔灌注桩施工技术探讨李云涛

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李云涛

[导读] 摘要：随着我国社会主义市场经济的不断深入推进，我国综合国力得到了极大的提升，水利工程的建设数量也是与日俱增，所谓钻孔灌注桩主要指利用混凝土来灌注孔底，方便及时排走孔底的水与泥浆，且用混凝土将导管出料口包住，确保出料口沉入成孔中，隔离灌注的混凝土、孔内的水、泥浆，最后沿着导管将那些高流态的混凝土注入到水利桩孔中。

        颍上县水利建筑安装工程公司安徽阜阳 236200
        摘要：随着我国社会主义市场经济的不断深入推进，我国综合国力得到了极大的提升，水利工程的建设数量也是与日俱增，所谓钻孔灌注桩主要指利用混凝土来灌注孔底，方便及时排走孔底的水与泥浆，且用混凝土将导管出料口包住，确保出料口沉入成孔中，隔离灌注的混凝土、孔内的水、泥浆，最后沿着导管将那些高流态的混凝土注入到水利桩孔中。值得一提的是，关于导管高度在灌注过程中需要适当的提高，但是导管出料口与混凝土的深度不能距离太远，只有在混凝土中严格有效的控制好导管深度，才能更好的应用导管进料口、出料口高度之间所产生的压强，从而才能在前面的混凝土中不断添加后续的混凝土。基于此，本文主要对水利工程钻孔灌注桩施工技术做论述，详情如下。
        关键词：水利工程；钻孔灌注桩；施工技术
        引言
        钻孔灌注桩施工质量在水利施工中会直接影响到上部结构的承载力、稳定性，还与工程完成后的各项使用性能密切相关。基于此，必须对钻孔灌注桩的各项施工工序进行全面熟悉，对其施工质量进行严格控制，如此一来才能充分保证整体水利工程的施工质量，不断提高其使用性能。
        1钻孔灌注桩施工优势
        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。
        2水利工程钻孔灌注桩施工技术应用
        2.1工程概况
        通过对某地质勘查工程的勘测结果得知，主体基坑长28.2m，宽16m，基坑深度约40m，基坑支护方式为钻孔桩+内支撑形式，共有钻孔灌注桩380根，直径800mm，间距950mm；
        2.2测量放线
        可根据现场情况将所需桩位放出，钉好十字保护桩，护筒完成施工以后需要在该外置完成十字线拉设，通过这种方式以对护筒的中心点位置是否与十字线呈现出相互吻合的状态作出复核，从而确保桩位更加精准。
        2.2钻孔灌注桩混凝土原材料质量控制
        2.2.1粗集料和细集料的要求
        混凝土灌注桩工程中的粗细集料指利用标准方孔砂石筛对混凝土原材料按粒径进行分级，大于4.75mm的软石或碎石称为粗集料，小于4.75mm的砂或碎石屑称为细集料。1）粗集料。混凝土强度主要取决于粗集料岩质的选择和级配调整。混凝土钻孔灌注桩中粗集料的获取通常通过对岩石进行反击破、鄂破来实现。高等级公路或者对地基承载力要求较高的基础项目中，混凝土原材料中的碎石通常是对花岗岩进行破碎后获取。粗集料的使用量占粗细集料总量的五分之三以上，混凝土灌注桩中需要几种不同级配碎石和单一级配的粗集料共同作用才能获得较好的级配效果，继而使得混凝土具有较好的和易性。
        2.2.2外加剂的要求
        混凝土灌注要使用水泥质量1%的高性能减水剂进行配合比设计，目的是减少水的使用。

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根据混凝土侧重的方向不同，可以选择添加一些其他的外加剂，比如侧重早强型的混凝土可以在减水剂中加入早强剂，侧重缓凝型的混凝土可以在减水剂中加入缓凝剂。减水剂的种类众多，得到广泛使用的是聚羧酸系减水剂，该减水剂效能的发挥不受掺加时间的影响，且减水效果明显。在配合比设计中，以掺入设计含量减水剂的混凝土同标准配合比下拌和混凝土的凝结时间差作为判定依据，另有坍落度、泌水率比、抗压强度比、干缩率比等指标来判定。
        2.3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。
        2.4旋挖钻进成孔
        （1）钻进取土。将钻机钻杆回转到桩孔位置后将钻斗垂直放下并开始转动取土，依据钻杆下将高度及检验判断钻斗装满土多少，起斗卸土前应先反向旋转2周利用摩擦将活动底板关闭进料口，之后方可缓缓将钻斗提升并移出护筒卸土。升降速度不宜太快，应保持在0．4m/s左右。卸土依靠土体自重和旋转摆动钻斗时土体惯性作用排出钻斗。（2）下沉长钢护筒。为保证钢护筒与钻孔的同心度以及护筒的垂直度，采用具有液压双夹的振动锤将钢护筒逐渐击入土中，当护筒贯入速度明显较慢时停止锤击。振动锤下放护筒期间，同时利用十字交叉线控制其平面位置，采用吊垂线控制其垂直度。（3）冲抓锥冲抓取土。振动锤移开后，长钢护筒超出地面以上的高度大于旋挖钻机动力头最大提升高度时，用履带式吊车起吊冲抓锥进行冲抓取土，履带式吊车起吊最大重量不小于35t，吊车具有双吊钩和双卷扬机，卷扬机应具有快速释放机构，能保证冲抓锥下落时处于自由状态。当未达到软弱土层前，可超前一定深度取土，再用振动锤锤击下放护筒；当到达软弱土层时，在每一次的冲抓取土重，冲抓深度不应超过护筒下端深度，完成本次取土后移开冲抓吊车，继续用振动锤锤击护筒入土，护筒下放方法和停止锤击时机同步骤（3），停止锤击护筒后，重复冲抓取土作业。重复振动锤贯入护筒和冲抓取土的循环作业，直到将护筒下放进入稳定土层中，再用旋挖机继续钻孔施工至终孔。
        2.5混凝土超灌的控制措施
        灌注桩施工现场的混凝土密度和孔内泥浆液面高度基本上是恒定的，因为同一个施工区域内的桩型基本恒定，所以降低孔内泥浆的密度对控制灌注桩桩头超灌有促进作用。降低泥浆密度不能选择在泥浆配合比方面做文章，否则会引起塌孔，应在二次清孔过程中尽量将孔内泥沙清理干净，降低二次清孔后泥浆的密度。同时，在灌注桩施工即将结束时，要上下不停提升和下放导管，为导管内外混凝土创造惯性力，改变原有摩擦力方向，将导管内残留的混凝土量降到最低。导管内剩余混凝土的总量与导管的直径成正比，导管直径越小，剩余混凝土就越少。这对控制混凝土灌注桩桩头超灌量有显著作用。但是，导管直径不能一味减少，如果导管直径过小，一是影响施工进度，二是在混凝土和易性较差情况下容易发生堵管现象。除二次清空后泥浆密度、导管直径因素外，混凝土超灌仪压力传感器在钢筋笼上的固定位置和灌注即将结束时的灌注速度对混凝土灌注桩超灌量的控制也有较大影响。灌注接近尾声时的灌注速度如果过快，会导致传感器接触混凝土面时，导管内已经灌入较多的混凝土，对超灌量控制不利。基于此，传感器在钢筋笼上安装固定的位置要在超灌设计标高以下才能有效地控制超灌量。
        结语
        总之，为充分发挥这项施工技术所具有的作用，促进我国水利工程的健康发展，在施工之前有必要结合施工实际情况来选择恰当的施工技术。
        参考文献：
        [1]许庆贵.混凝土灌注桩设计和试验对比分析[J].吉林电力，2016（05）：5-7.
        [2]黄彦.浅析长螺旋钻孔灌注桩的设计与施工［J］.建筑与装饰，2020，（7）：123.