钻孔灌注桩在北排河挡潮闸除险加固工程中的应用

张永慧

北排河挡潮闸位于天津市滨海新区新马棚口村东南北排河入海口处，由左岸老挡潮闸（1967年建）和右岸新挡潮闸（1979年建）组成，两闸并排布置，中间设40m宽导流墩。本次除险加固包括新、老挡潮闸除险加固两部分，工程等级为III等，主要建筑物为3级。在老挡潮闸闸室拆除重建中，闸墩基础由新增钻孔灌注桩和利用原桩基两部分组成，其中两侧边墩共新增28根桩，桩径1m；中墩在原桩基上、下游各布置一排桩，每排5根，桩径1.5m，单桩长均为20m。本工程灌注桩施工采用泥浆护壁正循环钻机造孔，导管法水下混凝土灌注成桩。其施工工艺流程如下：

一是施工准备。根据地质资料、桩基轴线，分析桩位的地质条件，熟悉施工图纸规定的桩位、桩长、桩型、桩径，复勘场地地质条件和持力层埋藏深度，并编制复勘工程地质剖面图。做好场地平整工作，做到三通一平，即电通、水通、路通，对于不利于桩机及吊车运行的松软场地进行加固。

二是确定桩位。钻孔前，测量人员根据设计单位提供的坐标及高程资料，结合桩位平面布置图计算出各桩位点坐标，用全站仪测放出桩的中心位置，按孔径大小及护壁的厚度标出挖孔的范围，在桩位处设置明显标志物。

三是埋设护筒。护筒采用钢板制成，内径比桩径大200。埋设时，先挖除桩位处地表土，坑的直径要比护筒外径大0.8～1.0m，护筒与坑壁之间用黏土夯实，顶面高出自然地面0.4～0.6m，上部开设溢浆孔，便于泥浆溢出流回泥浆池进行回收和循环。埋设完成后检查护筒中心线与桩中心线偏差应小于50，垂直线倾斜不能大于0.5%。

四是桩机就位。在平整好的场地上铺设枕木，然后用水平尺校正，确认水平后，进行钻机就位。用水平尺检测转盘中心，十字交叉法检测转盘中心与桩位对正。

五是钻孔。根据现场地质情况，本工程所用泥浆采用原土造浆，合理布设泥浆循环槽和沉淀池，以保证施工作业时，泥浆循环畅通，污水排放彻底，钻渣清除顺利。

开钻时必须慢速钻进，待钻头全部进入地层后，可加速钻进。本工程采用正循环钻机，采用减压钻进。在钻孔排渣或因故停钻时，均保持孔内水位和泥浆相对密度和黏度。

造孔时采用隔孔跳跃式流水作业，保证安全距离不小于4倍桩径，以防止对邻桩的影响。造孔时，要随时纠偏，如产生斜孔、坍孔，应立即停钻，采取措施，稳定孔壁后再继续钻进。

六是成孔检查验收。检查钻孔的孔位、孔径、孔深、孔斜。钻至施工图纸规定的孔深后，进行终孔和沉渣的检查，并填写隐蔽工程检查报告，经施工质检人员、监理人、设计代表三方签认后，进行下道工序。钻孔前先用全站仪或水准仪确定护筒标高，并以此为基点，孔深偏差保证在±20cm以内。沉渣厚度以第二次清孔后（钢筋笼落入后）测定量为准。孔径用孔径仪测量，符合要求方可进入下道工序。

七是钻孔清孔。钻孔经检验合格后立即进行清孔，清孔后使用泥浆“三件套”检查泥浆指标，需满足以下要求：孔中心位置小于50mm；孔径不小于设计桩径；钻孔倾斜度要小于0.5%；沉淀厚度不大于100mm；清孔后泥浆指标（从桩孔的顶、中、底部分别抽样检验的平均值)的相对密度为 1.15～1.25，黏度为 17～20Pa.s，含砂率<2%，胶体率>98%。

八是钢筋笼制作与吊装。钢筋笼按设计图纸制作，分段制作的钢筋笼采用焊接连接，钢筋接头错开1m，控制在同一截面上搭焊接头根数不多于主筋总根数的50%。钢筋笼骨架外侧设置控制保护层厚度的定位筋，其竖向间距为2m，每组4根均匀布设。钢筋笼吊放采用活吊筋，钢筋笼入孔时，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。钢筋笼就位完毕，在孔口用吊筋固定以使钢筋笼定位，避免浇注混凝土时钢筋笼上浮。

九是安放导管。本工程使用的混凝土导管外径为300mm，其通过能力大于25m3/h；导管内壁光滑圆顺。接头处均为螺丝扣，密封性良好。使用前均做压力充水试验。灌注混凝土前，导管内放置隔离塞（一般采用塑料球），使用时注意避免塞管。根据孔深提前配管，导管安置在钻孔中心，下端口高出沉渣面30～50cm。

十是灌注混凝土。混凝土运至灌注地点时，检查其均匀性和坍落度等，防止混凝土出现离析和压入空气。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m)和填充导管底部的需要。混凝土需连续灌注，严防泥浆压入导管内。在灌注过程中，导管的埋置深度控制在2～6m。在灌注过程中，根据测探井孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架顶部1m左右时，为防止钢筋骨架上浮，降低混凝土的灌注速度。灌注桩的实际灌注混凝土量的充盈系数不得小于1.0。

十一是成桩检验。本工程灌注桩经河北金涛建设工程质量检测有限公司检测，结果全部合格。业主委托河北省水利工程质量检测中心站对桩身完整性进行了抽检，抽检结果全部合格。