水电工程中钻孔灌注桩技术优化研究

奉后忠

摘 要：本文首先对钻孔灌注桩技术进行简要分析，然后结合工程实例，探讨钻孔灌注桩技术在水电工程中的运用，最后总结了应用钻孔灌注桩过程中应该注意的问題，以期为相关研究者提供参考。

关键词：水电工程;钻孔灌注桩;混凝土灌注

中图分类号：TV553文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）07-0065-03

Abstract： This paper first made a brief analysis of the bored pile technology， and then discussed the application of the bored pile technology in Hydropower Engineering with an engineering example. Finally， it summarized the problems that should be paid attention to in the application of the bored pile technology， in order to provide reference for the relevant researchers.

Keywords： hydropower engineering;bored pile; concrete pouring

一般来说，水电工程建设对各个方面的技术要求非常高，而对钻孔灌注桩技术，则有着更加严格的要求。因而，在建设水利工程过程中，相关工作人员必须要能结合实际工程环境以及有关施工条件来对钻孔灌注桩技术进行严格地把控，并优化钻孔灌注桩施工技术，只有这样才能为该技术的应用提供保障。接下来，笔者就钻孔灌注桩技术在水电工程中的运用以及优化的方式展开论述。

1 钻孔灌注桩技术概述

钻孔灌注桩施工技术采用先进的现代化机械钻出桩孔，用导管的形式进行水利工程桥梁的水下施工，从而进行混凝土的水下灌注。与传统混凝土浇筑技术相比，钻孔灌注桩施工技术无论是在工艺技术上还是施工质量上均有了大幅度提升[1]。同时，钻孔灌注桩施工技术具有极强的适应能力，能够适应各种地质条件的水利工程桥梁施工。此外，钻孔灌注桩施工技术对于施工设备、施工环境的要求都比较低，施工噪声小、振动小，且不会造成地面隆起、侧移的情况。除此之外，在水利工程中运用钻孔灌注桩施工技术，其入土较深，可以有效确保整体水利工程施工质量。

2 工程概况

某水电工程项目的基础是钢筋混凝土灌注桩，按照设计图纸要求，桩基安全级别定为二级。其中，桩径1.2 m的一共有8根，桩长48 m;桩径0.6 m的共20根，桩长24 m。造孔深度内的地质状况为：EL11.0～EL5.0 m是回填土，而EL5.0～-1.7 m是原状亚黏土层，而EL-1.7～EL 6.0 m是粉土层，其以下的都是细砂层[2]。

3 水电工程中的钻孔灌注桩施工程序分析

3.1 进行施工准备工作

第一，将场地清理平整，规划好进出施工场地的路线，科学且有效地使用施工场地，以确保施工正常进行。第二，做好水利工程现场的水电施工，施工过程中应当确保施工道路通畅，并科学设置排水沟，确保雨天正常施工。第三，依照桩孔位置的设计，按成孔、灌注顺序推进原则铺设轨道，做到一次性铺设，尽可能完成多个钻孔，防止钻机吊运次数减少。第四，护筒使用4 mm的钢板来制备，其内径应当比桩径大10～20 cm，其端部需要打入黏土层。钻机就位以后，要保证其稳固、平整，施工过程中不会出现移动或者倾斜的现象，并且检测转盘中心与桩中心的重合度。

3.2 开展造浆工作

3.2.1 进行原土造浆。该工程采用原土造浆工艺，循环池容积不小于桩孔容积的1倍，沉淀池的容积为50 m3，同时，施工现场设置有储浆池，其容积不小于50 m3。泥浆的作用是填实孔隙，维持孔内水压，稳定孔壁。为了使泥浆发挥出最佳效果，可采取如下几方面措施：①应当确保泥浆量充足，提升正循环钻进效率;②提升泥浆的比例以及黏度，以提升泥浆悬浮钻渣能力。该工程按照桩径与实际地质状况，明确泥浆比重是1.2 g/cm3，而黏度小于等于25，含砂量小于等于8%。

3.2.2 造浆过程中应注意的问题。首先，施工现场平面布置需要充分考虑造浆、循环、清理渣滓与排弃等设施的占地比重，并根据地形与地势灵活设置。其次，要确保泥浆循环系统的循环槽、沉淀池的砌筑不渗漏，保证泥浆不流失。再次，钻头在砂土或者易于造浆的黏土中钻进时，应恰当调节泥浆比重与性能。最后，需要不定期清理泥浆池与沉淀池，并将清理出来的钻渣运到指定地方，严禁堆积在施工现场。

3.3 进行钻孔施工

3.3.1 选择钻孔方法。该工程采用正循环泥浆护壁钻孔，严格按照设计图纸进行测量放样，设置好护筒，进行钻机安装，确保钻机水平与钻杆垂直，严格把控桩位偏移问题。泥浆制作时使用塑性好的黏土制浆，确保其每一项指标均都满足有关规定。为确保孔壁稳定，应严格控制泥浆的比重与钻孔速度。在钻孔过程中，应当每间隔2～5 m检查一次钻机。成孔以后，应当及时将渣滓清理干净，与业主以及监理人员测量孔深，并办理好相关验收手续。

3.3.2 钻孔应当注意的问题。①安装钻机的过程中，应保证转盘中心和钻架上吊滑轮处于同一垂直线上，并将钻杆位置偏差控制在2 cm以内。②挑选合适的钻头，合理配置泥浆比重。③钻进过程中，要合理掌握每一项参数。④钻直径大的桩孔时，应当在钻头前部增加一个小的钻头。⑤当护筒底部土质比较松软，产生漏浆问题时，可提起钻头，向孔内倒进黏土块，再倒转钻头，将泥浆稳定以后，继续开展钻进工作。⑥钻进过程中，应根据需要投入适量的纯碱以提升泥浆比重与胶结性，以便于渣滓排出孔外。⑦成孔以后，要在第一时间安排甲方、监理公司、施工公司共同办理相关验收手续。

3.4 清孔

首先，进行第一次清孔。第一次清孔在终孔后、提钻前进行，使用比重、黏度略小的泥浆替換孔内的黏稠性泥浆。根据工程实际情况可知，清孔时间为：桩1为1.5～2.0 h，而桩2需要0.5～1.0 h。其次，进行第二次清孔。第二次清孔是在下导管后、混凝土灌注前进行的。清孔过程中，应当持续上下窜动导管，利于孔内的沉渣上浮。同时，要经常检测泥浆指标。清孔换浆需要达到要求的标准，报监理工程师验收合格后，才能进行之后的钢筋笼下放与混凝土浇筑工作[3-5]。

3.5 钢筋笼下放

钢筋笼采用逐段接长以后放入孔内，即先把首段钢筋笼下放到孔内，借助其上部架立筋暂时固定在护筒上部，此时，应当确保主筋位置竖直、正确。然后吊起第二段钢筋笼，对准位置后，使用搭焊接的方式接长以后下放到钻孔中，如此逐段接长以后放在指定的位置。钢筋笼全部安装入孔后，确认安装位置与要求相符，然后对钢筋笼吊筋进行固定，避免灌注混凝土时出现钢筋笼上浮的现象。

3.6 灌注水下混凝土

第一，工作人员应对成孔质量进行严格检查，如若检查合乎标准，应在0.5 h内开展水下混凝土灌注作业。第二，应当确保隔水塞具有良好的隔水性能，能顺利排出。第三，现场工作人员在进行首批混凝土灌注时，先配0.3 m3的水泥砂浆于隔水塞上的导管及漏斗中，然后再将其放置于混凝土中，确认初次灌注量充足以后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量将导管内的水排出来，让隔水塞留于孔内，灌注首批混凝土，使导管一次性埋入混凝土面以下0.8 m以上。初灌时混凝土要顺畅，禁止提动导管。第四，灌注时，需要实时检测混凝土上升的高度，禁止导管被提出混凝土面。因故障暂停灌注水下混凝土，停浇时间不得超出40 min，超时的话需要经过监理验收后才可以继续进行灌注施工。

4 水电工程钻孔灌注桩施工需要注意的问题

4.1 导管拔空与埋管

导管拔空出现的原因是相关施工人员操作失误，上拔导管过量，从而造成导管拔空现象。对该问题的处理方式如下：倘若发现导管拔空，需要立即把导管插进混凝土中，抽出导管中的水，接着继续灌注混凝土;探明已有的桩顶高程，拔出导管，在原来的桩位上钻出小于桩径的孔至断桩，再进行重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，然后继续灌注混凝土。

埋管出现的原因是混凝土灌注速度过快，工作人员没有及时拔出导管;混凝土初凝时间短，间歇时间过长，重新灌注时下部混凝土已经初凝，导致导管无法拔出。对这一问题的解决措施是：进行混凝土灌注时，需要勤提勤拆导管。

4.2 沉笼

沉笼是因为吊筋和主筋间焊接不牢固，造成导管和钢筋笼脱节，使得其沉入孔内。该问题的处理方式是：一旦发现钢筋笼沉笼，要立即停止混凝土灌注，把钢筋笼吊升到设计标高重新稳固，把钢筋笼焊接牢固后继续灌注混凝土。若钢筋笼沉入混凝土中无法拔出，需要将导管拔出。若钢筋笼沉入混凝土的深度小于2 m，可继续灌注混凝土，等到开挖基坑以后，在原来的桩位上开挖，将钢筋笼露出来。

4.3 钢筋笼上浮

钢筋笼上浮是因为施工时操作不到位或者骨料粒径较大等，导致钢筋笼和导管出现挂带问题，钢筋笼和导管外壁接触比较紧密，混凝土凝结以后，提升导管时容易使钢筋笼被提出，从而产生钢筋笼上浮的问题。此外，混凝土灌注速度太快也会导致钢筋笼出现上浮的问题。处理该问题的方法是：在灌注混凝土时，若出现钢筋笼上浮，要立即停止混凝土灌注施工，反复上下摇动导管，以消除挂带;在灌注混凝土时，还要严格把控混凝土的灌注量与灌注速度。

5 结语

近年来，城市化建设速度加快，促使水电工程建设事业进一步发展。钻孔灌注桩技术是水电工程中运用甚广的一种形式，具备诸多优点，如操作便捷、成本较低等，在提高水电工程施工进度与质量方面起着十分重要的作用。因而，对钻孔灌注桩技术进行优化，可以推动水电工程健康稳定发展。

参考文献：

[1]郑建华.钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用[J].绿色环保建材，2018（9）：132-133.

[2]吴林璟，王静.建筑结构中的桩基础浅谈[J].绿色环保建材，2018（9）：240，242.

[3]黄生根，沈佳虹，李萌.钻孔灌注桩压浆后承载性能的可靠度分析[J].岩土力学，2019（5）：1-6.

[4]陈坤.路桥施工中钻孔灌注桩技术研究[J].四川水泥，2018（4）：120-121.

[5]龚清磊.钻孔灌注桩技术在房建工程施工中的应用[J].四川水泥，2018（4）：129，246.