浅析钻孔灌注桩施工技术在水利施工中的应用

文／刘春丽 北京金河水务建设集团有限公司 北京 100000

引言：

伴随着近年来我国在水利工程建设中获得的一系列突破性进展，使得在水利工程建设中以桩作为主体的各种施工技术和方法已经取得了实质性发展。而在近年来我国一些重要的水利工程施工中，钻孔灌注桩施工技术是一种常见的基本技术，由于钻孔灌注桩所占土地总量的面积较小、受到的承受能力较大及周边环境对土壤的干扰较少，所以被广泛应用于一些重要的水利工程施工中。近年来，伴随着社会和经济的发展，以及信息科学和技术水平的进一步提高，也就促进了水利工程项目的建设。在这样的形势下，钻孔灌注桩技术运用也越来越广泛。由于笔者曾于2014年—2016年在门头沟区潭柘寺东沟防洪治理工程施工第二标工程建设中，从事从资料编制、商务管理等工作，并参与公司在江苏南京其他项目的工程投标商务标的编制，以及工程完工竣工图绘制，竣工结算等工作。因此，对钻孔灌注桩施工技术在水利施工中的应用进行研究，主要就是为了不断完善自己的专业能力以及工作水平，从而促进我国工业的发展。

1、钻孔灌注桩施工技术的含义

钻孔灌注桩的施工技术主要是利用导管来对地面上进行一定数量的机械打孔，并通过导管对水下混凝土进行浇灌，从而基本上完成水下施工所需要的材料和设备。与其他一些传统混凝土灌注桩的施工方法相比，钻孔灌注桩的施工工艺将会凭借自己的特点和优势实现对于施工质量和施工效果的改善。钻孔灌注桩的施工设备和技术对于设备以及环境的要求都没有很高，因此会拥有很强大的适应性，由于其成本比较低，在多种环境下的水利工程中都可以运用，因此被广泛应用于水利工程中。与此同时，钻孔灌注桩施工技术的噪音以及震动都非常小，不会容易是地面发生偏移以及隆起，对于环境的影响也就会比较小。除此之外，运用这种钻孔灌注桩的建筑施工工艺技术可以使其深入土层，以提高水利工程施工的质量。一般来说，对于现场钻孔灌注桩的施工设计和其技术操作是必须要有针对性地分析现场建筑物施工过程中结构属性和特征。只有对其进行了一个较深层次的探讨，才能有效保证钻孔灌注桩的顺利进行。由于钻孔灌注桩的建筑物施工技术和设备技术都是能使其贯通于地面，也就说明它对于物体和地质承载能力是比较低的。而且，钻孔灌注桩浇筑技术的实际应用效果与其所采取的施工工艺，混凝土的配比、以及泥浆护壁等因素息息相关。因此，一定要对钻孔灌注桩施工技术进行深入的研究。

2、钻孔灌注桩施工技术的特点

2.1 安全系数高

在水利工程的施工过程中，由于施工地点会有所差异，也就会导致施工图层的厚度不一样。因此，在实际进行施工的过程中，一定要保证桩基施工的模式符合实际的施工环境，从而保证项目工程的施工安全。在对钻孔灌注桩施工技术进行实际应用时，利用桩体粘合、以及夯实等工艺就可以在一定程度上提高桩基的负荷能力，并加强基体的稳定，最终实现整体工程项目质量的提升。

2.2 提高土层稳定性

近几年，钻孔灌注桩施工技术发展的比较成熟。在水利工程中应用这一技术的时候，就可以在一定程度上提高涂层地基的稳定，并增加桩体与土层的契合度，从而保证水利工程项目能够具有一定的防渗功能。在实际进行施工的过程中，要想有效保证钻孔灌注桩施工技术的完整，相关的工作人员就一定要对施工现场的地质环境进行考察，从而保证施工的实际环境会与施工技术的参数相适应。只有这样，才可以实现整体建筑项目施工质量的提升。

2.3 经济效益高

水利工程项目的建设以及实施可以在一定程度上促进地区经济的发展，并为人们的生活以及企业的发展提供平台。依据当前我国地域广、土层多变化的现状来看，在对水利工程实际进行施工的过程中，会存在着很大的差异。而这一问题也就对钻孔灌注桩施工技术提出了更高的要求。在实际进行施工的过程中，需要对不同土质的地基选用不同的工艺来进行技术型的施工。将钻孔灌注桩施工技术中的桩基与施工工艺进行完美的结合，就可以让施工的技术具有特别高的容错性，从而增加了自身施工技术的施工范围，最终为建筑单位节省了大量的成本，以推动建筑企业的长远发展。

3、钻孔灌注桩施工技术极易出现的问题

3.1 断桩

在水利工程的实际施工过程中，最容易出现的问题就是断桩。而出现这一现象的原因主要就是因为在实际进行混凝土的灌桩过程中，由于导管提的比较高，就会导致导管中的混凝土发现离析的问题。而且，由于后续没有做好封管的工作，就会导致灌注桩出现断裂的情况。除此之外，在实际进行混凝土的灌桩过程中，最重要的就是灌注的时间。由于这些因素，就会导致钻孔灌注桩施工技术出现断桩的情况。因此，施工单位必须对这项技术的实施进行详尽的规划。如若灌注时间过长超出规定范围，则混凝土的力学性能和强度也就会逐渐弱化，最终将严重地影响到混凝土在施工中的使用和质量。

3.2 缩径

在水利工程中实际地进行钻孔的施工过程中，由于我们相关施工技术人员没有对其钻孔的高低和速度以及其钻孔时的力度等情况进行准确掌握，就可能会使其出现特别大的钻进压力，最终会直接导致当一个钻头在进入淤泥之后，钻内会存在很多的淤泥。而且，由于受到压力影响，就可能会导致钻孔当中的淤泥逐步趋于均匀。可在这个过程中，还是会有一些不能无法避免的问题发生，即缩径。此种现象对水利工程施工来说极其常见。这主要原因是由于钻机在穿过淤泥后再进行钻孔的过程中，由于内部存在相应的阻力，就可能会直接导致钻机压力降低，也就是说会在没有油压下进行空转。

3.3 钢筋笼上浮

在钻孔之后，一定要针对混凝土进行下层浇筑，而在此期间，极易发生钢筋笼上浮。所以造成这一现象出现的原因也可能还有很多，而最主要的一个原因是对于小孔的清理工作并没有做好，这样就可能会导致有很多淤泥长期地残留到孔中，从而造成在对钢筋混凝土浆料进行浇筑过程中，出现了混凝土浆料表层上攀的状态，进而造成了钢筋笼水泥浆被堵塞的情况，严重地影响了混凝土的流动性。除此之外，在对钢筋笼材料进行实际加工制作的过程中，也会相继出现质量的问题，从而导致在对钢筋笼进行使用的过程中，特别容易出现变形的情况，最终在施工的过程中就会使钢筋笼上浮。

图1 钢筋笼上浮示意图

3.4 导管进水

在对混凝土材料进行浇筑的施工过程中，特别容易出现导管高提起的情况，就有可能会使得接头处的部分发生渗漏水等情况，从而造成混凝土的流动或者是离析等现象的发生。而之所以会有机械灌浆连接头处的部分渗漏水情况，主要是因为没有足够充足的灌浆数量或没有完全密封好灌浆导管连接处。因此，在实际施工中进行导管埋住处理的过程中，一定需要对其导管埋住状态进行严谨的检测，从而确保其良好的密封。

4、水利施工的钻孔灌注桩施工技术应用

4.1 开钻成孔

（1）明确钻孔桩的位置

在实际进行施工的过程中，一定要清楚钻孔桩的位置，并且要把附近的施工现场场地都清理得更加平整，并且要对混凝土的搅拌器、钢筋笼等都要进行正确的安装和摆放。可以凭借安全站仪器来准确地测量和计算得出每个灌注桩中心点，并且利用木桩把它们表示。直到放样工作已经做好之后，就能够利用一把钢尺准确的测量各桩之间距离是否符合要求。其中所测量的准确性和误差不能超过10mm，紧接着就是我们可以根据桩位的实际情况选择一个相应的供水池，并对这些泥浆池和地下水进行逆向铲掘开挖，从而能够保证整个泥浆池和供水池的地理位置与尺寸大小符合整个桩基的具体实际建造技术要求。

（2）埋设护筒

在对钻孔灌注桩进行施工的过程中，埋设护筒是一个非常重要的施工环节。通常的情况下，护筒的内径应比桩体的外径大20-40mm 左右。而且，埋入到地面下部的护筒高度也必须控制在2-4m。如果钻孔有特别的情况，就需要适当调整它们的高度，从而确保钻孔以及混凝土灌注过程能够正常顺利地进行。如果想要能够保证埋设护筒的位置更加精确，护筒就一定要与之保持水平垂直，而且这个水平垂直的接地桩中心线也需要和的接地桩中心线互为重合。同时，竖向导管的倾斜率一般不能大于超过0.5%，偏差也必须控制在50mm 以下，并且要求在护筒顶部连接点的位置增设与护筒附属的吊耳以及附属加强筋。而且在钻入中也需要经常性地进行自我检查，看看它们是否有偏移或者是下沉等情况。一旦出了问题要及时做好相应的处理措施。

（3）钻机就位

当埋设好的护筒之后，钻机便会就位并且在其底座上的一个位置做好支垫，从而能够保证它们摆放得更加平稳和可靠。同时，一定要针对钻机运转的稳定性做出一个检测。可以通过利用水平尺检测钻机所摆放物件的位置是否正常，利用钻锥下悬垂圆形球的方式来检测钻机与地板之间的位置是否垂直，从而能够保证钻孔的倾斜程度不会低于1%。

（4）泥浆配置和搅制

钻孔使用的混凝土泥浆主要是利用烧碱、水、纤维素和膨润土等原料配合而成。在其进行钻孔的工艺流程中，由于其泥浆本身的密集度会比水密集度大，并且其泥浆的静水压力也可能会比水大。因此，在钻入井面上进行挖掘孔壁的过程中我们就可以在其中形成一层与之相应的淤泥皮，这样就有效地避免了在整个钻孔中出现内外淤泥互补渗流的情况，起到了保护和清理整个钻孔壁的作用防止其出现倒塌等情况。另外，泥浆也是具有清除悬浮和钻渣的作用。因此，所需要配制的水泥砂浆一定是完全符合每个环节的规定。

4.2 孔位清洁

孔位清理工作通常都是应该做到的，那就是每个桩体在钻孔的各个环节全部已经做好之后，当每个桩体的钻头和整个桩体的孔道基底之间的距离都能够保持在90mm-120mm 之间时，并且每个桩体的孔壁总结构和整体稳定性都比较好的情况下，就已经可以向每个桩体的孔位中全部注入泥浆，并且可以能够确保这些泥浆能进行一次循环发热清洗处理工作，其中泥浆处理周期一般是30-50min。这项施工的第一个环节主要是对于孔位内的碎石块、以及水泥块等物料进行彻底清洗，利用水泥浆的高温和压力把这些物料和杂质从孔位内排出。而且，一定需要提高孔底层渣土的清理力度，从而有效地防止孔位的底部表面出现砼凝结的现象，以此减少缩孔、塌孔等工程事故可能发生的概率。另外，在开始进行成孔施工作业时，一定要注意保证每个孔壁都能够一次性地完成，从而有效地防止因为出现中间的停顿从而导致造成孔壁结构不稳定。

4.3 钢筋笼

在对钢筋笼进行焊接的过程中，相关的工作人员必须要对于钢筋笼的各种衔接环节都要做好检查，从而能够保证钢筋笼在焊接时不会发生断裂。在对于钢筋笼进行吊装和下放时，一定要注意保证吊装物体的垂直度和水平度，还要注意严格控制吊装时钢筋笼和桩体的孔壁间距。所以当我们在完成下方的施工作业之后，一定要对于笼体的防锈护筒和桩体上端进行焊接，使其和笼体的上端能够形成一个整体，以此为基础来对于混凝土的压力和强度进行缓冲，从而大大减少了桩体的承载能力。

图2 施工现场钢筋笼

4.4 混凝土浇筑

在对混凝土进行浇筑的过程中，一定要注意严格地把控好混凝土所用的配置材料比例，从而能够保证每一种原料都会达到与其实际所用施工标准完全相适应。而且，工作人员一定要将所有施工材料都进行了采样和分析，以确保所要检测到的参数都能够完全满足整个施工过程的需求，之后就能够开始进行浇灌作业。另外，在浇灌过程中，工作人员一定要针对各个工程环节的质量问题进行实时监督和检测，并针对工程中有可能出现的问题及时提前做好预防措施，以此来为水利工程项目的施工提供基础保障。

结语：

总而言之，将钻孔灌注桩施工技术应用到水利施工中一定要按照工程项目的实际情况，并结合施工的需求以及设计，而且还要严格按照施工技术的规定以及要求来进行实际的施工。不仅必须要提前做好灌注桩相应的材料准备，还需要提前做好钻孔、清孔等各项准备工作，从而有限度地保证了钻孔灌注桩的施工质量和技术指标达到规定的要求，保障了水利工程建设的质量，这样就能够最大限度的取决于其经济效益以及其社会效益，促进水利事业的长远发展。