隔流堤灌注桩施工技术

韩国涛

摘 要：水电站下游引航道采取的隔流堤灌注桩工程是在河床深槽段，而此地段的地质结构复杂，槽段位置水流很急，在开展回填工程过程中，大量回填材料被急流冲走，大块石架空现象普遍，导致在成孔施工中塌孔现象频发，给成孔工作带来很大困难。因此为解决成孔难的问题，相关部门结合工程实际情况及大量技术理论，一致同意在施工过程中对孔采取加固处理，具体需要在造孔之前先在孔位周围灌注膏浆，以防施工材料被急流冲走。

关键词：大块石架空地层；灌注桩；预固结灌浆；施工技术；水电站

1 工程概况

水电站采用隔流堤基础30根灌注桩为下游引航道基础。其施工位置是河床深槽段，通常水流极大，覆盖层也非常深厚，回填石料居多，此处在施工过程中回填材料，导致细料被急流冲走，引起地层出现架空；此外，近距离施工，缩短渗流空间，给灌注桩成孔工程带来一定难度，导致塌孔及埋钻现象频发。

由该地气象报告及地质水文特性推断该水电站即将迎接汛期，汛期到来前，按照原定施工计划不能保证及时完成灌注桩和上部平台与隔流堤混凝土工程，造成工程施工工期缩短，增大施工技术难度的现状，未解决该问题不得不采取相应措施，如在工程造孔之前，先加固孔位周围位置，采取灌注膏浆的方法，同时在浇筑混凝土的过程中用击钻机钻孔、粘土浆贴壁、泥浆下直升导管的方式。灌注桩桩径设定为1.5米，桩长度为22米到33米之间，根据灌注桩的长度不同，配筋也不同，一般分四种类型。总工程量大约为成桩155米，钢筋40吨，灌注桩混凝土345立方米。

2 灌注桩施工

在进行施工回填石料层和风化岩层过程中，造孔施工需要用冲孔桩机进行操作，同时每台钻机需配备2个对应的实心钻头。

2.1 护筒埋设

在施工过程中，桩基放样和复核共作需要在护筒埋设之前进行，需要埋设5毫米厚的钢板卷制的护筒，护筒内径要求比桩直接大300毫米，护筒下方入孔口以下保留大约1.5米，护筒顶部露出大约20到30厘米。实施埋设工程前，由放样测量的桩位中心点，以此为圆心挖一个圆坑，要求直径为2米、深度大约为1.5米，同时将护筒放置于桩位中心点处，用粘性土将护筒周围填实，保证护筒中心线和桩位中心线一致，同时允许存在50毫米的误差，竖直线倾斜率小于百分之一。

2.2 护壁

护臂工程主要是在实施造孔工期前将适量黏土注入孔内，目的是让钻头钻进时保持平稳，然后在适当时间将黏土泥浆注入孔内，以达到护臂的目的，如果想改变泥浆的性能，可以在适当情况下注入膨润土，或者注入适量分散剂和增粘剂。在钻孔工程中，确保孔内泥浆标高高于河水水位的1.5米以上，同时在护筒0.3米以下，这样可以避免溢出。

施工过程中，将泥浆池和沉淀池合二为一，循环利用带渣泥浆。在造孔施工中，清水是禁止注入孔内的泥浆中的，为保证孔内的泥浆面标高和泥浆密度和年度符合要求规定数值，必须在钻机停止时让孔内泥浆持续搅动。遇到泥浆性能恶化情况时，必须将孔内处理干净，然后注入新的泥浆。

2.3 造孔及孔斜控制

孔位偏差不得大于10mm。钻孔过程中，每进尺1m左右必须检测孔斜一次，如有偏差及时纠偏，孔斜控制标准为1%。造孔过程中，根据循环泵抽出的岩样及进尺情况，详细记录各孔深的地质情况，进入基岩后每1m至少取岩样一次，达到设计标高后，应复核地质情况是否与设计相符，并请地质工程师进行岩样鉴定。如有异常情况，及时上报监理、设计予以处理。各孔经监理工程师确认孔深之后，方可终孔。

2.4 终孔验收与清孔验收

造孔工程完成后，需要专业监理工程师进行鉴定，确定其桩及已经达到标准深度，方可针对桩基定位、孔深、孔径及垂直度、偏差值开展检验测量工作，经过检验符合标准的，交送檢测报告到监理工程师鉴定并签收。

测量过程中，用相似三角形方法检测桩孔垂直度。操作流程：设置一个控制点在桩孔孔口位置，然后将钻机设备放到孔底位置，再将钢丝绳拉近；利用相似三角形定理，测量钢丝绳从孔口到孔中心之间的长度，用这个长度计算孔底出现的偏距及偏斜率。钻头可以之间测量出孔径和孔形。当终孔检验合格后，用正循环同时抽浆的方法清理孔内泥浆，在清孔的过程中要不断置换泥浆，同时为避免塌孔现象发生，必须保证孔内泥浆的姜维。安装钢筋笼和导管吊放工程完成之后，实施浇筑混凝土工程之前，在此时间内检验孔底的沉渣厚度，确保其符合设计要求，一旦出现超标现象，清孔验收工作必须重新开始。

2.5 钢筋笼制作与吊装

钢筋笼的加工制作尺寸要符合设计尺寸。分段制作的钢筋笼，其长度为6～9m。搬运时应采取适当措施，防止扭转、弯曲。笼下放到设计位置后，应立即固定，防止上浮。本工程钢筋笼设计长24.1～33.5m，为不浪费钢筋，采用三、四段焊接，最长段长为9m。

为保证钢筋骨架的保护层满足设计要求，采用了在钢筋笼上焊接定位扁铁，晚期高度为保护层厚度的每个2m沿钢筋笼梅花状设置，并在埋设钢筋笼前于孔中对称设置4根导向钢管，确保保护层厚度。

钢筋骨架要每隔3m增设中16加劲箍筋一道，一增强吊装时的刚度。在场内移动钢筋骨架时，应保证不弯曲、变形。人工抬运骨架时调点应分布均匀，以保证骨架平顺。

2.6 混凝土浇筑

在浇筑桩身混凝土过程中，利用泥浆下直升导管方式。在浇筑时必须注意一点，应该一次性完成浇筑桩体混凝土工程，不能出现间断现象，同时控制间歇时间为15rain之内，无论何种情况都不得大于30rain。

第一，在选择混凝土浇筑导管时，根据要求使用无缝钢管且直径保证三十厘米，施工之前要对浇筑导管的压力及密封性进行检验。

第二，施工前期需要测量链接导管尺寸，保证在灌注混凝土过程中随时观测导管提升的高度及埋深。

第三，施工时还要注意导管与钻孔的深度，保证导管下口离管底的距离为三十厘米到四十厘米。

第四，位于导管上方的漏斗相容积需大于孔底1.3米到1.5米的体积，与此同时，在灌注导管时需要持续不断将漏斗箱内的混凝土补充进去，保证灌注下去的混凝土落到孔底时能够返上来，同时埋入导管一米深左右。

3 结束语

从以往的工程施工中得到的经验得知，即使在施工过程中遇到严重架空且水流湍急的地质条件，采取合理适当措施可以保障工程顺利完工，如将水泥泥浆灌注孔内，同时灌注固体以防材料漏出，这样可以有效的填充因石块累积形成的架空现象，以此确保桩孔工程顺利施工，同时实践也证明此项技术可以有效、迅速改善地层条件。