钻孔灌注桩施工技术在水利工程中的应用

张 华

黄河勘测规划设计有限公司地质勘探院

钻孔灌注桩施工技术在水利工程中的应用

张 华

黄河勘测规划设计有限公司地质勘探院

随着市场经济的高速发展，我国水利工程及其相关技术方面都取得了极大的进步。作为水利工程施工过程中的一项重要环节，钻孔灌注桩施工技术在我国水利工程行业中得到了广泛的应用。本文主要对钻孔灌注桩施工技术在水利工程中的施工原理及应用进行了简要地分析与探究。

钻孔灌注桩；水利工程；应用；质量控制

钻孔灌注桩在水利工程施工中整个施工过程都要在水下完成，其施工过程较为隐蔽，这样就会增加施工难度，也无法确保施工质量。水下灌注桩施工质量很容易受到环境等外在因素的严重影响，基于此，施工企业必须加强对各个施工阶段严格把关，重视施工过程中的每一个细节并确保其质量与安全性，进而有效防止发生安全事故，提高钻孔灌注桩的技术水平，确保整个水利工程的施工质量。

一、钻孔灌注桩加固施工原理

在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣；在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。在水利工程施工完成后，需选用精密仪器对其进行详细检测，确保其施工质量。

二、钻孔灌注桩施工技术在水利工程中的应用

1、施工前的准备。“凡事预则立，不预则废”，在水利工程施工前施工企业要对整个施工过程的各个环节事先做好充分的准备工作，以此确保整个水利工程施工的质量及安全性。水利工程施工准备工作有勘探分析施工现场的地形、水利条件，调查施工现场的安全性能，再次确认桩位的合理性及整体施工规划的合理优化等。同时准确地基的平整性，确保施工过程中水电保持正常并多次测量及核实桩位、水基准线等，才能确保整个水利工程施工的安全性。

2、测量放样。在水利工程施工前，必须按照施工设计要求，测量及勘察施工场地的地形情况，并平整场地及进行放样作业。并及时将施工现场的积水有效排出，并进行施工道路及排水设施的修筑，同时做好临时用电、用水等设施的布置。如施工地质为病害地质，必须对其进行适当地压实及有效处理。在放样中，可以通过GPS全站仪，测量灌注桩轴线、桩位、高程等，并进行放样挖孔，并对桩位进行准确确定。在孔口外侧利用木桩标注好桩位的纵横轴线，并对其桩位纵横轴线及基准点位置进行保护。

3、埋设护筒。钻避免孔壁坍塌是钻孔孔成败的关键。如进行较深钻孔时，在静水压力下地下水位以下的孔壁土会向孔内坍塌、甚至出现流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2～3m。一般常用钢护筒。

4、开钻成孔。进行开钻成孔作业时，首先，安装钻机州要平稳地搭建底架，钻头和钻杆中心要与护简项面中心对准，其偏差只能在5 0 mm以下。其次，进行钻孔时，钻杆或吊要垂直地面，在施工期间用线锤随时进行检查，防止钻孔出现倾斜。最后，在钻孔过程中，钻孔速度要尽可能慢速均匀，尤其是在护筒出口处，要注意防止失稳和渗漏。在地层易变化处.对其钻速和钻压要加以控制，以避免钻孔出现倾斜。从硬层到软层时，可以逐渐加快钻进速度，反之，从软层到硬层时，则要慢速钻进速度。

5、清孔。确保质量合格后应进行清理孔底的工作，这项工作必须及时进行，时间过长将导致泥浆沉淀，甚至出现钻孔坍塌等严重后果。如摩擦桩孔壁易产生坍塌事故时，应确保水下混凝土灌注前其沉渣厚度在30厘米以下。在进行柱桩射水、射风施工前，要求其沉渣厚度在5厘米以下。一般情况下，水利工程施工都会选用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等。

6、钢筋笼制作及安放。遵循设计要求与钻架起吊高度进行钢筋笼整节或分节制作，其制作完成时间必须在清孔作业前结束，并对其质量进行检测，确保质量符合施工要求后才能应用于施工当中。必须保证分段骨架不存在变形等情况，同时错开其接头位置。将垫块安置在钢筋笼外边可以对保护层起到良好的控制作用，将其竖向间距控制在2米左右，横向要设置4处以上。

7、水下混凝土的灌注

（1）将灌注桩混凝土运到灌注地点叫，要对其均匀性和塌落度进行检查，对于与要求不相符的，坚决不用。混凝土的强度等级一定要与设计要求相符，砂石料、水泥、水等要与国家标准相符，经过现场质量检测合格的商品混凝土才能使用。

（2）进行水下混凝土的灌注叫，要对水面或泥浆面以下的孔深，以及所灌注的混凝土面高度加以探测，这样才能将沉埋管深度、淀层厚度以及桩顶高度控制在一定的范围之内。

（3）在进行水下混凝土灌注时，还要对混凝士面的高度加以检测，然后以所探测得到的混凝七面高度和灌入的混凝土数量为依据，再进行相应的计算，还要对钻孔桩加以检查，查看是否有局部严重超径、缩径、漏失层位等现象的存在，此外，还要对返水情况进行仔细观察，对孔内的情况进行正确分析和判定，防止施工事故的发生。

（4）将导管埋深控制到2—6m，严禁超量灌注、一次拆管数节现象的发生，要勤于探测，并对导管埋深进行及时的调整，避免因埋管过深而出现堵管、埋管的现象。

三、结束语

综上所述，随着社会经济的不断发展，水利工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目，钻孔灌注桩施工技术作为水利工程施工中的主要技术之一，可以有效提高整个水利工程的质量与安全性能。施工企业只有重视钻孔灌注桩施工技术，并确保其施工质量，才能减少安全事故的产生，延长水利工程的使用寿命。

［1］简耀东；钻孔灌注桩在新沙港煤码头四期改造工程应用中出现的问题及解决方法［J］；中国水运（学术版）；2011年03期