钻孔灌注桩在水利工程中的应用

李名根

摘 要：钻孔灌注桩是工程中常用的地基处理形式，常用于水利工程基础施工，桩内质量对于水利建筑工程质量有着至关重要的影响。本文简要论述了钻孔灌注桩在某市一排涝泵站工程施工中的应用。

关键词：钻孔灌注桩；施工工艺；质量控制；检测

The application of bored piles in water conservancy engineering

Li Ming-geng

Abstract： the bored piles are commonly used in construction of foundation treatment， often used in water conservancy engineering foundation construction， within the pile quality for water conservancy construction project quality has a crucial effect. This paper briefly discusses the bored piles in a municipal drainage pumping station the application of the engineering construction.

Keywords： bored piles； The construction technology； Quality control； detection

钻孔灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔，在地基中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注砼而做成的桩，是一项基础加固处理，以提高基础承载力，确保建筑稳定的施工技术。本文通过工程实例，简要介绍了钻孔灌注桩的施工工艺、质量控制及检测方法。

1.工程概况

1.1 设计概况

安徽省某市一排涝泵站工程，装机流量35.8m3/s，设计装机为4台1600ZDBX-125J型贯流泵，配套YQGN850-6电机，总装机容量2000kW。站身地基采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加固，桩径1.0m，桩距顺水流向3.5 m，垂直水流向3.0 m，平均桩长约21m，桩顶高程4.2～7.829 m，桩底高程-15.8 m，单桩承载力设计值为1550KN。

1.2 工程地质

根据钻孔揭露，拟建站址地层自上而下依次为：

0层人工填土（Qml 4）：其成分为重粉质壤土，灰黄色，可塑，稍湿～湿，土体结构较松散，属中等压缩性土。主要分布在堤身及现排涝站西侧，该段河堤部位堤身填土层厚1.30～7.80m，层底高程3.82～8.07m。

①1层淤泥质重粉质壤土（Qal 4）：青灰色，流塑～软塑，很湿，含少量腐殖质。属高压缩性土。各孔均有揭露，层厚1.80～9.40m，层底高程-1.33～2.05m。

①2层淤泥质轻粉质壤土夹薄层细砂（Qal 4）：灰色，软塑，，很湿，含少量腐殖质，夹有薄层细砂，具有明显的层理。属高压缩性土。各孔均有揭露，层厚1.40～5.20m，层底高程-0.38～-5.63m。

①3层淤泥质重粉质壤土（Qal 4）：青灰色，流塑～软塑，很湿，含少量腐殖质。属高压缩性土。各孔均有揭露，层厚4.50～14.40m，层底高程-7.22～-14.78m。

② 层重粉质壤土（Qal 3）：灰黄、棕黄色，硬可塑，稍湿，局部夹铁锰质结核及灰白色高岭土，属中等压缩性土。该层各孔均有分布，未钻穿，揭露最大层厚9.10m，相应层底高程-18.08m。

1.3 地下水

站址处地下水类型以孔隙水为主，赋存于站址区堤身填土以下各土层中，主要接受大气降水、附近的沟渠以及汛期时外河水的补给，枯水期则向外河及附近的沟渠排泄。

站址区地下水类型主要为孔隙潜水以及弱承压水，潜水主要分布于0层人工填土、①1层淤泥质重粉质壤土中，弱承压水主要分布于①2层淤泥质轻粉质壤土中夹薄层细砂。地下水主要接受大气降水、汛期时附近的沟渠、外河水的补给，枯水期则向附近的沟渠以及外河排泄。

2.施工工艺流程

定位→埋设护筒→钻机就位→钻孔→清孔（第一次）→下钢筋笼→安设导管→清孔（第二次）→浇注水下砼→拔除护筒→转移下一个桩位。

3.施工质量控制

3.1 材料

1）泥浆材料使用的膨润土和粘土质量应符合SL174—96规定。

2）水下混凝土使用的水泥、骨料和外加剂应符合现行规范的规定。

3）灌注桩钢筋笼使用的钢筋材料质量应符合有关规定。

3.2 泥浆制备和处理

泥浆的作用是防止孔壁坍塌和对孔壁起保护作用，它既能使孔内的泥浆不致流入孔外，又能使孔外的水不致渗入孔内，它的具体要求为：

比重：1.3～1.5/Tm 3 （ 用婆梅式比重计侧 ）

含沙率：≤4-8%

胶体含量：≥90%，塑性指数：IP>17

（1）挖泥浆池

泥浆池应设至距桩位6-8m以外的空地为宜，坑口尺寸大约4×5m （也可根据钻机多少确定），深 1.5m为宜，四周用红砖铺砌，坡度大约600 左右，上抹20厚1：2.5 的水泥砂浆。

泥浆池必须保证一次施工30～40根桩的排放和需求，否则钻孔时，既浪费泥浆，又太麻烦。泥浆池施工完毕，应从桩位至泥浆池施工两条排浆循环沟，以便泥浆循环使用，施工方法同泥浆池。

（2）制作泥浆

泥浆的制作选用自然水和粘土或黄土拌制而成，粘土必须取样送试验室鉴定，粒径≤5mm，粒径太大必须过筛。施工时将粘土送泥浆池搅拌使用。水的选用不得使用对砼有害的水。

3.3 定位及埋设护筒

（1）钻孔施工前，先按照设计要求进行场地平整，并对软弱地面位置进行适当处理，避免出现施工机具下陷、倾斜，影响成孔质量，并注意做好泥浆、钻渣和废水的外运和排放。

（2）根据桩基设计平面图，用经纬仪或全站仪放样定点，测出中心轴线和桩位，并将轴线引至四周不易破坏的地点，便于复核桩位。

（3）护筒内径比钻孔桩孔径大100mm，上部开设两个溢浆孔，护筒埋深1～1.5m。

（4）埋设护筒时，用十字交叉法使其与桩位中心偏差控制在20mm内。护筒的倾斜度不大于1%。

（5）在干地上，护筒四周应用粘土夯实，护筒埋设应入原土200mm。

（6）钻机就位安装时，转盘中心与护筒中心偏差小于10mm。

钢护筒用4～6mm厚的钢板制造，护筒顶端应高出地面0.3m，孔内泥浆至少高于地下水位1.5m。

3.4 终孔与清孔

（1）定时检查泥浆护壁钻孔的孔位、孔径、孔深、孔斜和沉渣；钻至施工图纸规定的孔深后，进行终孔和沉渣的检查。

（2）沉管到达规定深度后，应按YSJ212-92、YBJ42-92第4.5.6条规定检测其终孔的贯入度。

（3）钻孔的孔径经检验合格后应立即进行清孔，清孔应分别选用真空吸泥法、泥浆循环法或射水冲渣法进行，其清孔标准应符合下列规定：

1）孔内排出或抽出的泥浆密度应在1.3g/cm3以下，含砂量不大于4%，用手触应无粗粒感觉。

2）钻孔灌注桩清孔的沉渣厚度应符合YSJ212-92、YBJ42-92表4.1.4的规定，沉管桩孔不得有沉渣。

3.5 钢筋笼制作与吊放

（1）钢筋笼的制作应符合YSJ212-92、YBJ42-92的规定。

（2）分段制作的钢筋笼应采用焊接连接，并应符合GBJ202-83的有关规定。

（3）钢筋笼主筋保护层的允许偏差应符合下列规定：水下浇注混凝土桩±2.0cm；

（4）应根据施工图纸规定在钢筋笼内周边设置声波测试预埋管。

（5）吊放钢筋笼应符合下列要求：

1）钢筋笼吊放前应进行垂直校正；

2）就位后钢筋笼顶底高程应符合施工图纸规定，误差不得大于5cm；

3）灌注桩桩顶应设有固定装置，就位后立即进行固定，防止上浮和下沉。

3.6 水下混凝土灌注

（1）灌注混凝土应符合下列规定：

1）桩顶混凝土灌注高程应高出施工图纸规定的桩顶高程0.5m；

2）采用人工灌注混凝土桩，在桩顶高程以下4m时，应采用棒式振捣器捣实；

3）灌注时的混凝土温度应不低于3℃，桩顶混凝土未达到设计强度50%前不得受冻。当环境温度高于30℃时，应采取缓凝措施。

（2）孔内水下混凝土灌注应采用导管法或混凝土泵施工：

1）导管直径不得小于20cm，其通过能力不小于10m3/h；大直径灌注桩导管应不小于30cm，其通过能力不小于25m3/h。导管内壁光滑圆顺；

2）导管安置在钻孔中心，下端口应高出沉渣面30～50cm；

3）灌注混凝土时，应保证导管理人混凝土面以下1.0m，人孔前混凝土应连续搅拌均匀，保证人孔坍落度，防止混凝土出现离析和压入空气；

4）混凝土输送管的直径应根据混凝土粗骨料直径选用：当粗骨料粒径为0.5～2.5cm时，应选用直径60cm的输送管；当粗骨料粒径大于2.5cm时，输送管直径应取最大粒径的4倍。

（3）灌注桩实际灌注混凝土量的充盈系数不得小于1.0。

3.7 沉管起拔

（1）配有钢筋笼的沉管，在放置钢筋笼前，混凝土应先灌到笼底高程，放置钢筋笼后再灌注混凝土至桩顶。

（2）分段起拔沉管时，前一段拔管高度应能容纳下一段灌入的混凝土量。

4 检测方法及成果

钻孔灌注桩施工结束后28天，应按JGJ94-94第9.1和9.2节的有关规定，对桩体进行检验和检测。

（1）单桩竖向抗压静载荷试验

采用锚桩在检测前一次均匀稳固在钢梁承力架上，试验采用慢速维持荷载法，分九级加荷，第一级加载值为设计承载力极限值的1/5，以后每级为1/10，首级加载620kN，最大试验荷载为3100 kN，为设计值的2倍。

通过单桩静载试验Q～S曲线、S-lgt曲线和S～lgQ曲线分析，试验加荷至3100kN，沉降量为12.12～19.79mm，抗压稳定，未达到极限荷载，单桩承载力特征值满足设计要求。

（2）钢筋混凝土灌注桩低应变法完整性检测

对桩顶进行处理，原桩顶的浮浆全部凿掉并凿平，使用武汉岩海RS-1616K（P）基桩动测仪，BW-14111型高灵敏度加速度，将加速度传感器贴在桩顶表面，运用反射波法以确定工程桩身的完整性，测试结果可靠。完整性共随机抽检30根桩，其中Ⅰ类桩为9根，占总桩数的30.0 %；Ⅱ类桩为21根，占总桩数的70.0%，全部为合格桩。

5 结语

实例证明，钻孔灌注桩施工工艺具有技术可靠、质量保证、工艺合理等特点，同时钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，在桥梁、水工建筑、房屋建筑等工程中均有广泛应用。

参考文献

[1]《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83

[2]《基桩低应变动力检测规程》JGJ/T93-95

[3]《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008

[4]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-913

[5]《灌注桩基础技术规程》YSJ212-92 YBJ42-92