水利工程旋挖灌注桩施工的应用技术分析

黄琪

（惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司，广东惠州 516000）

0 引言

在水利工程的建设期间，灌注桩施工技术的开展非常关键，并对整个工程的稳定性与安全性可以起到积极作用。灌注桩能承受自重和外部荷载，所以在制作灌注桩的过程中需保障该装置的施工工法和治理质量。灌注桩技术的开展能够在保证工程质量的基础上大大提高施工效率，缩短工期，并且灌注桩技术对周边环境的影响较小，应用期间需加强质量管控。

1 工程概况

某河道为流经高新技术开发区片的主要河流，工程属中型工程，城市防洪工程等级为Ⅲ等，堤防工程建设必须考虑镇区自然条件、社会环境、经济发展等因素。首先，必须服从流域防洪规划，堤岸线的布置应保证行洪的需要；同时应与城镇总体规划协调，服从城市总体规划所赋予堤防的功能任务。

2 水利工程旋挖灌注桩技术的具体应用分析

河道两岸受现有建筑局限，拓宽位置较狭窄，同时考虑尽量少征占土地，降低影响，河道基本沿现状河道走向布置。两岸为城市建成区，根据现场工程实际情况以及土地规划情况，河道过水断面经过梯形断面、复合形断面、梯形断面的比选，采用矩形断面。

由于工程牵涉方方面面，工程的实施不可避免对周边居民、环境交通造成影响，尤其是拆迁赔偿和工程移民问题，不仅需要对房屋拆迁赔偿问题协调，还需要对工程移民进行安置。

2.1 旋挖灌注桩施工技术要点

为确保主体结构能够在施工过程中达到一定的安全性，需将桩基的各个参数进行科学设置：桩长20m，直径1.5m，桩心间距1.8m。迎水侧采用C25 钢筋混凝土面板，板厚0.2m。桩顶设3m宽人行道，人行道临水侧设大理石栏杆。板桩墙悬臂高3.2m，左岸设8.0m 宽沥青混凝土绿道，混凝土绿道与人行道中间设绿化隔离带，如图1 所示。

图1 C30 旋挖孔灌注桩板桩式挡土墙

2.2 板桩式挡土墙计算方式

在案例工程中，挡墙的基础多为淤泥质粘土，根据地质条件和地基承载力要求，选用板桩式挡土墙，并主要采用C30 旋挖灌注桩技术，其中桩体的具体参数如下所示：桩径1.5m，桩长15m，桩间距2.5m。

其中，板桩式挡土墙稳定计算需结合《水工挡土墙设计规范》（SL 379—2007）公式 B.0.2-1 和 B.0.2-2 进行：

其中：t-墙体入土深度；t0-墙体入土点知理论转动点N 的深度；Δt-N 点以下的墙体深度；Ep′-主动和被动土压力作用下对N 点以上墙体求矩至N 点合力距为零时的合力，kN/m；ka-按公式计算的主动土压力系数；kp-按公式计算的被动土压力系数；γ-土的天然重度，kN/m3。

从上述内容中能够得出板桩式挡土墙的入土深度为9.04m，本次设计取12.8m，满足本工程的建设需要。

还有，在单桩水平承载力特征值计算方面，相关技术人员需结合《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008），单桩水平承载力特征值可按下式估算：

式中：d-桩直径，本次计算先取d=1.5m；d0-扣除保护层厚度的桩直径；α-桩的水平变形系数；m-桩侧土水平抗压系数的比例系数；b0—桩身的计算宽度，m；X0a-桩顶允许水平位移；vx-桩顶水平位移系数。

按以上公式可求得Rha为812.98kN，小于单桩水平承载力允许值，故灌注桩采用直径1.5m。

旋挖钻孔灌注桩技术的开展能够有效提高防洪治理工程的施工效率，一旦达到设计孔深以及确保孔径的数据需求便可在施工现场开展水下混凝土的灌注作业，直至成桩。

3 旋挖钻孔灌注桩的施工工艺

3.1 测量、放线环节

在施工现场展开测量环节，确保测量的控制点符合要求后，定出各桩位的中心点。然后，相关施工人员可在定位完成后埋设钢护筒装置，同时需将其牢牢固定。在正式开钻之前，相关人员需对钻头的中心与桩位中心点是否重合，对齐后再进行钻孔，避免钻孔位置偏移，该环节中，施工人员需对钻孔装置或相关装备的实际位置进行实时检测，保证钻孔位置的正确性。

3.2 旋挖开孔环节

施工期间，部分桩位在钻入过程中，钢护筒能够对护壁的稳定性起到一定的支持作用，具体到护筒的埋设方式，首先需通过测量放线环节定准桩位，然后通过正常的旋挖方式钻进至孔深1.5m 左右的位置，并通过振动锤装置将钢护筒打入，当钢护筒穿透软土层，最终钻入强风化层时，再通过旋挖方式成孔。其中，施工人员将钢护筒埋入期间，振动锤装置在使用期间须保持操作稳定性，在安装护筒期间也许对护筒置入的垂直程度把控，避免影响钻孔质量，护筒的置入垂直度通常要控制在≤1%。若护筒完成安装，施工人员可对护筒的中心位置进行二次核对，确保护筒的中心点与灌注桩中心点的偏差能够控制在≤3cm 内。为确保成孔质量，施工人员需在钻进期间应从护筒的水平、垂直方向进行随时检验，确保开孔的方向正确，一旦在测量过程中出现偏移现象，则需将护筒装置拔出并进行重新调整，然后再按照上述环节重新开孔。

3.3 钻孔作业

在旋挖钻孔灌注桩技术的应用过程中，旋挖钻机在工作期间能够达到原地回转需求，钻孔取土期间，该钻机可以充分利用钻杆、钻头装置的自重，稳定切入土层，当斜向斗齿在回转时便可切下土块，然后将其置入向斗内，完成取土作业，如图2 所示。

图2 钻孔作业

若在钻孔过程中遇到硬土，依靠钻头等装置的重力无法完全切入土层，这种情况下可采用加压油缸，对钻杆加压，直至斗齿能够成功切入土层，完成取土作业。

3.4 清孔环节

一旦钻孔的实际深度成功达到设计标高，此时须有相关人员对实际孔深以及孔径的钻入情况进行全面检查，确保其符合质量要求后再开展清孔作业，孔底的沉淀厚度需达到施工设计需要。

3.5 钢筋网

钢筋网可通过吊点焊接方式进行制作，完成后需对其进行质量检验，通过后安全输运至施工现场，运输期间需做好防护措施避免钢筋网变形。其中，对钢筋网的主筋进行固定期间，需采用直螺纹材料并通过电焊方式进行固定。为保护钢筋网，每隔2m需增设一组垫筋。

3.6 混凝土灌注

在水下开展混凝土的灌注作业期间，需确保钢筋网成功安置后，采用直升吊装导管（分段安装）方式灌注混凝土。混凝土的比例要保证科学性与合格率，其中坍落程度需控制在18~20cm 之间，配置完成后可运至施工现场进行浇筑，在距导管底部30~50cm 内，混凝土的灌注厚度需控制在1m 以上，并使用8 号铁丝予以保护，确保浇筑质量达标。

4 结论

总的来看，为确保河道水利工程的建设质量，结合实际施工现场情况选择最为合适的旋挖钻孔灌注桩技术能够起到非常关键的作用，同时，旋挖钻孔灌注桩技术的应用对周边环境影响小，在保证施工质量的前提下，产生的加固效果更加明显。通过对施工操作细节把控优化，保障该技术中各个施工环节的质量水平，进而促使河道水利工程达到设计要求。