混凝土灌注桩在水利工程中的应用

□李柏霖

一、工程概况

戍浦江是瓯江下游的一条支流，全长44km，流域面积247km2，是温州市洪涝灾害频发的流域之一。下游平原鹿城区藤桥镇、上戍乡等地2.5万亩的农田，几乎每年都要遭受不同程度的洪涝灾害。戍浦江河口大闸枢纽工程是鹿城区单项投入最大的水利项目，主要由挡潮排水闸、通航设施和江堤三部分组成。大闸净宽50m，分5孔布置，工程投资概算约1个亿。该工程完工后，具有挡潮防淤、排涝蓄淡、农田灌溉及满足50t级内河船舶通航作用。

作为浙江省第一座在赶潮河段老河口上建闸的大型水利枢纽，该工程的天然地基为淤泥质土，闸室基础及两侧翼墙采用钢筋混凝土灌注桩。

戍浦江河口大闸采用回转成孔灌注桩，是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注混凝土成桩。

二、施工设备及其技术参数

根据设计要求，本工程采用SPC-150回转式钻机及其配套设备进行施工，其特点是：护壁效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低。但成孔速度慢，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。

1.桩机型号：SPC～150型回转式钻机

2.钻孔直径：350～500mm

3.钻孔深度：100～200m

4.转盘转速：正转32.6～166

5.最大扭矩：4.9kN.m

6.主卷扬机最大提升力：19.6kN

7.主卷扬机提升速度：0.6～2.8m/s

8.复卷扬机最大提升力：19.6Kn

9.副卷扬机提升速度：0.22～1.4m/s

10.泥渣泵：3/4C-AH

11.钻架（高/荷载）：8.5/78.5

三、施工方法

（一）钻机就位前，先平整场地，铺好枕木并用水平尺校正，以保证钻机平稳、牢固。在桩位埋设6～8mm厚钢板护筒，内径比孔口大100～200mm,埋深1.0～1.5m,同时挖好水源井、排泥槽、泥浆池等。

（二）成孔采用正循环工艺。钻进时如土质情况良好，可采取清水钻进，自然造浆护壁，或加入红粘土或膨润土泥浆护壁，泥浆密度为1.3t/m3。

（三）钻进时根据土层情况加压，开始时轻压力，慢转速，逐步转入正常。一般土层按钻具自重钢绳加压，不超过10kN；基岩中钻进为15～25kN。钻机转速：合金钻头为180r/min。

（四）钻进程序：根据场地、桩距和进度情况，采用单机跳打法（隔一打一）。

（五）桩孔钻完，用空气压缩机洗井。可将30mm左右石块排出，直至井内沉渣厚度小于50mm(对端承桩)或小于150mm(对摩擦桩)。清孔后泥浆密度不大于1.2t/m3。

（六）清孔后用吊车吊放钢筋笼，进行隐蔽工程验收，验收合格后浇筑水下混凝土。水下混凝土的砂率宜为40～45%，用中粗砂，粗骨料最大粒径<40mm，水泥用量不少于360kg/m3，坍落度为180～220mm，配合比通过试验确定。

（七）现浇混凝土的导管直径为250mm,壁厚不小于3mm,分节长度为2.5m,导管与钢筋的间距为100mm。

（八）开始浇筑水下混凝土时，管底至孔底的距离为300～500mm,并使导管一次埋入混凝土面以下0.8m处。在以后的浇筑中，导管埋深为2～6m。

（九）桩顶浇筑高度不能偏低，应在凿除泛浆层后，桩顶混凝土达到强度设计值。

四、钻孔灌注桩质量的检测

灌注桩成桩质量通常存在两方面问题：一是桩身完整性。常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等；二是嵌岩桩。影响桩底支承条件的质量问题主要是灌注混凝土前清孔不彻底，孔底沉淀厚度超过规定极限，影响承载力。此类钻孔灌注桩质量的检测方法多采用超声脉冲检验法。该法是在检测混凝土缺陷技术的基础上发展起来的，是在桩混凝土灌筑前，沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土的质量。

五、结束语

温州戍浦江河口大闸枢纽工程基础及翼墙采用钢筋混凝土灌注桩，该工程于2003年10月开工，2005年8月完成大闸主体部分施工，2007年8月完成工程验收，期间历经数次台风，经受住了考验。获温州市优质工程奖。