水利工程中钻孔灌注桩施工技术应用实践

孟向阳 （蒙城县水利局次淮河工程管理所，安徽 亳州 233500）

1 工程概述

某供水工程的改扩建既包括取水工程，又包括供水工程。其取水工程当中，具体组成包括库内、库尾的集水池，设置在两岸的侧向入渗集水廊道、引水箱涵还有汇水池。在取水工程中，处理其泵站副厂房地基时，选择的是钻孔灌注桩。厂房位置距主河槽仅20m。因所在地形较陡，工程的地面高程基本在594.3m～606.1m，无法满足设计要求，故而通过人工方式做半填半挖处理，对于坡根处展开削坡开挖处理，自临河区取土进行回填，筑成平的前高程为603m。

本实验中先通过烧毛处理将滤料表面的纤毛烧掉，通过压光改善表面结构，使滤料表面光滑、平整、厚度均匀，利于清灰，减少孔径大小，粉尘不易进入滤料深层，提高滤料使用寿命及过滤效果。

1.1 地质

第①层是以卵砾石、低液限黏土与碎块石为主，厚8.4m的杂填土，结构并不紧凑，局部含漂石，存在架空现象。通过动力触探试验得到的锤击数在3～18之间，其均值为12.3，修正后的锤击数为2.9～17.3击，均值为11.7。

第②层是厚3.4～7.5m的卵石混合土，结构并不紧凑，具备较大含泥量，局部含大量泥砾，通过动力触探试验得到的锤击数在7～20之间，其均值为11.3击，修正后的锤击数为5.4～19.1，其均值为9.6。

第③层是厚1.0～5.2m的低液限黏土，呈现灰褐色，局部含砾，结构并不紧凑，状态在软塑～可塑程度；修正后得到的天然密度在1.74～1.83g/cm之间，其均值为1.79g/cm；干密度经修正后为1.36～1.49g/cm，其均值为1.44g/cm；孔隙比基本在0.613～0.763；具有中等压缩性，每MPa的天然压缩系数基本在0.18～0.31之间；饱和状态下，摩擦角准18.1°～20.6°，快 剪 凝 聚 力 16.0～22.5kPa。

第④层3.1～14.9m厚，是结构相对较为密实的卵石混合土，卵砾石基本呈次棱角～次圆状，成分大部分是灰岩，分选不佳，局部存在架空问题；漂卵石占比在18.35%～57.35%之间，砾粒占比在27.4%～62.6%之间，砂粒占比在8.10%～44.90%之间，粉黏粒占比在0.81%～15.40%之间，不均匀系数基本在13.8～643.0间，曲率系数基本在0.1～26.0间。通过动力触探试验得到的锤击数在6～20之间，其均值为13.0，经过修正后的锤击数在4.3～13.6之间，其均值为9.2。

SPF级BALB/c雌性小鼠，4～6周龄，购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司，实验动物生产许可证 号 SCXK（湘 ）2013‐0004，动 物 合 格 证 号43004700025656。动物自购买之日起，在光暗周期为12 h/12 h环境中适应性喂养5 d，自由获取食物与水。

1.2 地基处理的施工方案比选

因副厂房部分的基础底始终高程为603.25m，天然地基以杂填土为持力层，成分较为杂乱，结构也不紧凑，且存在架空现象，属欠压密土，其承载力也不够高，达不到工程要求，其下第②层和第③层，结构同样不够紧凑，也达不到承载力要求。故而必须对地基展开处理。按下表对几种常用的地基处理施工方案做比对。经评审后，最终选择钻孔灌注桩方案对地基实施处理。

从上述数据来看，配电网重构后，该网络的功耗从重构前的511.4 kW下降到了466.1 kW，从图5中来看，网络中的第9个节点为电压最低点，重构前为0.968 p.u，重构后为0.971 p.u。可见经过算法重构将系统的功耗降低又改善了电压质量。验证混合GA-PSO对配网重构的优越性。

2 钻孔灌注桩

将该值代入2008版《建筑桩基技术规范》中，按公式 N＝848kN＜R＝939.5kN说明承载力可以符合要求。

2.1 相关参数

按2008版《建筑桩基技术规范》展开计算，可得单桩承载力在竖向上的极限值。

地基处理的施工方案比对

ZK14-4地质土层分布

2.2 承载力验算

由表4可知，该模型的F值为29.59，Prob>F值的概率小于0.0001，表明模型显著，精确度高，模拟效果好。当变量的Prob>F值的概率<0.05时，认为该项对模型影响显著χ1， χ2，χ3，χ2χ3 ， χ12， χ22， 对脱水量影响显著，其中微波作用时间和微波功率χ1，χ2，χ12， χ22对脱水量的影响显著，表明影响因子对响应值不是简单的线性关系；而物料量影响不显著。

桩径d一般在600～1200mm之间，该工程中取为700mm。要求以承载力比较高的土层当作持力层，本工程选择④层土为钻孔灌注桩的持力层，要求灌注桩进入第④层中的深度为1.75m，桩体有效长度均值为17.5m。布桩时要求一柱一桩，桩数确定为24。

式中Q为单桩承载力在竖向上的极限标准值；Q是承载力极限中的标准侧阻力；Q是承载力极限中的标准端阻力；u表示桩截面的周长（m）;q是桩侧第i层土体的标准阻力极限值，若当地无可参考经验时，需要按2008版《建筑柱基技术规范》规定取值；l表示桩周第i层厚度；q是桩端的标准极限阻力值，若无可参考经验时，同样按2008版《建筑桩基技术规范》取值；A表示桩端面积。

按照2008版的《建筑桩基技术规范》对单桩承载力的竖向特征值展开计算。

式中R为单桩承载力的竖向特征值；K表示安全系数，取值为2。

建立三个机制，首先是领导协调机制，纵向上加强领导，横向加强联系。其次是网络运行机制，建立党建工作目标责任制，明确党支部领导核心、统筹协调、管理服务作用。明确网格党支部“示范引领、组织协调、关爱党员、联系群众”四项主要职能，每周召开一次党支部例会保持信息互通。再次是党员管理机制。通过网格，将在职党员、离退休党员教育管理全覆盖。

按上图对ZK14-4地质土层分布进行承载力验算。

泵站副厂房为三层与二层复合的钢混框架结构，其平面尺寸长30m，宽16.2m，其围护结构墙体选择的是烧结多孔砖。通过PKPM结构计算软件展开计算，在标准组合荷载效应工况下，其承重柱的轴向承力最大值为848kN。

2.3 桩身承载力

3 施工

3.1 施工工艺

泥浆护壁钻孔灌注工艺噪音低、几乎无振动、扰动小。其流程为：先测量放线，然后移动钻机使其就位，接着就钻孔、注泥浆，然后边下套管边钻孔、成孔后排渣、清孔，将钢筋笼吊放好，清底后插入导管，浇混凝土，然后将导管拔出，将桩顶钢筋插入，即可成桩。

①组织施工人员开展相关技术培训，使其应用于水箱涵施工技术的能力提升，从而能够对施工中各种可能出现的问题及时应对[4]；②对施工人员的职业道德素质进行提升，使其在施工期间能够将施工技术的操作规范严格贯彻落实，不以敷衍心态工作和偷工减料，以高度的工作责任心认真履行自身职责[5]；③严谨选用相关专业技术人才，施工技术人员的能力和水平需达到一定标准，坚持要求施工技术人员持证上岗从而将整体的施工团队素质提升。

3.2 施工要点

①现场测量桩位基准点，并通过另一点做校核，控制偏差在10cm内。

第⑤层是170m厚的寒武系中统张夏组厚～巨厚层鲕状夹薄层灰岩，其主要成分是泥质条带灰岩，具有坚硬的岩性，包含1～3m厚的强风化层，5～15m厚的弱风化层。地下水位在勘察期间保持在11.7～13.2m埋深处，高程因水库蓄水位影响而在590.39～591.85m之间波动。

②钻机必须平稳就位。为控制好孔深，机架上或机管上必须做相应标尺。

③钻到某深度时需要暂时停钻，向孔内注入预先调好密度的泥浆，再继续钻进。成孔后的垂直度偏差要求在1%内。

④工程中清孔2次，成孔后，清孔1次；钢筋笼吊放好后，浇混凝土前再次清孔。

⑤二次清孔时，一定要用稀浆换出孔内浓浆。浇混凝土期间，导管一直埋于混凝土中，不可将其提出。

通过SPSS19.0软件分析和处理本次研究数据,计量资料用均数±标准差(±s)表示,计数资料用百分数(%)描述,行卡方检验,独立样本t值检验组间对比,对比差异用P值表示,若P<0.05,则统计学意义成立。

4 检测

施工28d后，采用低应变动力检测法检测桩身是否完整。按所测波形特性，参照混凝土强度要求，将其分成四类：桩身基本保持完整为一类；缺陷轻微为二类；缺陷明显为三类；缺陷严重或断桩为四类。检测时按10%抽样，要求至少取10根桩，共实测了10根，其桩纵波曲线具有较好规律性，桩间无异常反射波，无明显质量问题，均为完整的一类桩。随机取3根做单桩静载试验，测得其特征值在939.5kN以上，符合设计要求。由试验可知：其桩基承载力与质量均符合设计要求，说明本次设计的钻孔灌注桩基础安全合理。

5 结语

实践证明，钻孔灌注桩用于水利工程地基处理完全可行。其施工技术成熟可靠，可强化承载力，降低沉降变形，在多种复杂地基中适用。