时间：2013-11-29 分类：水力
摘要：钻孔灌注是工程中常用的基础处理形式, 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水利施工中的应用及常见问题。
关键词：钻孔灌注桩;水利工程;施工工艺
钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大, 因此在各类桩基工程中都得到了广泛的应用。目前, 钻孔灌注桩在水利工程建设中也已经得到了广泛的应用。在水利施工中, 钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的, 其施工过程无法观察, 成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题, 都将直接影响到整个工程的质量和进度, 甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此, 要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实,并加强施工质量管理, 密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量, 力争将隐患消除在成桩之前。
一、钻孔灌注桩技术在水利工程施工中的应用
钻孔灌注桩的应用在国内外工程项目中都很普遍，施工技术已非常成熟。在水利工程中，钻孔灌注桩是以足够的首批混凝土浇灌量，迅速将孔底的水或泥浆排开并一次将导管出料口包裹在混凝土一定的深度之中，使后续浇灌的混凝土始终与孔内水或泥浆隔离开来，而后持续不间断地将高流态混凝土从进料口通过导管输入桩孔。在输入混凝土过程中，随着孔内混凝土不断增加，不间断地提升导管，但必须使出料口埋设在已浇筑的混凝土中的一定深度。后续输入的混凝土是通过出料口与入料口之间密封导管中的高差形成的压力，使混凝土冲挤入已浇筑的混凝土之中的。首批灌入的混凝土中的一部分作为隔离层而被顶在最上面，并始终被不间断灌入的后续混凝土逐步冲顶向桩口处移动。
近几年，在水利水电工程中钻孔灌注桩技术被广泛用于处理大桥基础、修建防洪堤等。例如: 某公路大桥工程:该大桥处于河流冲积层，地质结构特殊，为满足荷载要求，设计用2.0m、深120m的超深桩。为保证成孔深度和桩径，选用大口径工程钻机。钻机就位前，首先桩位进行复测、校核。通过严格控制钻孔灌注桩施工过程中的各个工序环节，保证了工程质量。为保证钻进稳固，不出现倾斜，钻机底座打叨, 混凝土垫层。在垫层上放4条长6m、宽2m、厚0.7m 的混凝土预制块，将钻机平整地固定在条形基础上，确保钻机钻进中的稳固。在工程施工中，通过对各个工序环节的控制和对设备能力的加强及改进，大大提高了钻机的施工能力，完全适应了工程超深桩的施工。工程结束后利用各种先进仪器进行检测，均表明工程施工质量完全满足设计和规范要求，达到了预期的效果。
二、钻孔灌注桩的施工工艺
1埋设护筒。
护筒采用钢护筒，护筒的埋设位置必须保证其中心与桩位中心的偏差不超过50mm。并应注意两节护筒的连接质量，护筒埋深为2m～4m，水上主墩护筒应沉入局部冲刷线以下不小于1.0m～1.5m。水上主墩钢护筒用12mm 厚钢板卷制，在顶部和底部用12mm 钢板加固，直径2.5m 的钢护筒用14mm 厚钢板卷制，其余则用10mm 厚钢板卷制。护筒内径大于钻头直径20cm～40cm，护筒高视土质而定，最小不小于2m。安置时，护筒顶高出地面30cm 以上，高出最高施工水位或地下水位1.5m ～ 2.0m。旱墩护筒周围50cm 范围内粘土夯实，深度至护筒底，并用稳定护筒内水头的措施。
2开钻成孔。
安装钻机时底架要平稳，钻头和钻杆中心对准护筒顶面中心，偏差不得大于50mm，钻孔时钻杆( 吊绳) 要保持垂直，施工期间随时用线锤检查，避免钻孔倾斜。在钻孔时采用低挡、慢速均匀钻进，特别在护筒出口处避免失稳和渗漏，对易缩径土层配合必要的复钻。在硬塑的粘土层中钻进时采用中高挡钻速，在淤泥和粉砂层钻进中采用低挡钻速，从硬层到软层时可适当加快钻进速度，当从软层到硬层时少加压慢速钻进。
3钢筋笼制作和吊装就位。
钢筋笼视其长度采用整体预制或分节预制，钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定性，以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m 增设加固钢筋一道，在骨架上端根据实际需要合理设置吊环。钢筋笼分节起吊要及时、准确就位，快速接长至设计深度加以固定，待混凝土灌注完毕并初凝后方可解除钢筋笼的固定设施。在钢筋笼就位前仍需要检查有无坍孔，以便及时采取措施。
4水下混凝土的灌注。
灌注水下混凝土时，严格控制导管埋深2m～ 6m，严禁施工人员为图便利而超量灌注、一次拆管数节，要勤探测，及时调整导管埋深，防止埋管过深发生堵管、埋管。施工完后，应核算水下混凝土灌注的各项参数，以便对后续的桩基提供参考和改进。
三、钻孔灌注桩常见的质量问题及其控制措施
1 缩颈。
缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题, 主要由于桩周土体在桩体浇筑过程中产生的膨胀造成。桩周土体在桩体浇筑过程中产生的膨胀，清孔不彻底，孔中水头下降。对孔壁的静水压力减小等可能造成缩颈现象的发生，是灌注桩常见的质量问题。缩颈的处理主要是控制泥浆比重，用优质泥浆，降低失水量，注意及时、认真清孔，另外还可以在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片。在钻进时起到扫孔作用，这些都可以有效的控制缩颈现象的发生。#p#分页标题#e#
2导管进水。
在混凝土的浇筑过程中，有时会由于上提导管过量，接头部分产生漏水,造成混凝土离析、流动等事故。主要原因是导管连接处密封不好; 初灌量不足, 混凝土未能埋住导管, 泥浆从导管底部进入; 导管提升过多, 混凝土埋深太小泥浆随浮浆侵入管内。针对导管进水问题应该混凝土浇筑之前检查导管,并对漏水部位进行防水处理，必要时要重新设置、更换提出导管。清除不合格混凝土，用小型水泵将水抽出后再进行重新灌注。
3断桩。
断桩产生的原因很多，如导管提升过高，导管底部脱离混凝土层; 混凝土拌和物发生离析使桩身中断; 灌注作业时间过长，早批混凝土已经初凝。下部的水沿着导管壁顶破表层混凝土面上升，未作好处理，将含有沉渣的表层包裹，形成断桩。断桩的处理措施主要有: 选用有足够的、能承受其自重和盛满混凝土的重量的抗拉强度导管; 施工中尽量避免不当操作，及时处理导管提空和混凝土卡管现象; 合理采用冻结法，桩外周围钻孔并放置冷凝管. 形成冻土帷幕. 处理断面; 浇灌前进行导管水密性试验，并严格控制导管的埋深与拔管速度，并及时测量混凝土的浇筑深度，防止断桩。
4. 钢筋笼上浮。
成孔后, 在浇注混凝土时, 有时钢筋笼会发生上浮, 其主要原因有清孔质量差, 孔内残留大量的泥块和泥皮随混凝土浆面上升, 在钢筋笼底部形成泥塞( 钢筋笼配制不通长的情况尤其要引起注意); 混凝土流动过小; 导管在混凝土中埋置深度过大; 钢筋笼制作质量不佳, 有不直和变形情况; 钢筋笼与孔口固定不牢, 自身重量太轻。钢筋笼会发生上浮处理措施如下:
(1)套管底部内壁黏附砂浆或土粒, 由于管的变形, 使内壁产生凹凸不平, 在拔出套管时, 针钢筋笼带上来, 此时, 应注意在成孔前, 必须首先检查最下部的套管内壁, 当堆积大量粘着物时, 一定要及时清理。如确认有变形, 必须进行修补待成孔结束时, 可用张大锤式抓斗, 使其反复升降几次, 以敲掉残余在管内壁上的土砂, 确保孔底水平。
(2)当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小, 有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时, 会发生钢筋上浮现象, 出现这种问题处理的方法是, 使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
(3)钢筋笼自身弯曲, 钢筋笼之间的接点不好、弯曲, 箍筋变形脱落, 套管倾斜等, 使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时, 也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时, 应注意提高钢筋笼加工、组装的精度, 防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形, 在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等。不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中, 不得敲打钢筋笼的顶部。在贯入套管时, 必须注意汽锤直度。
(4)由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时, 其上层混凝土因浇注时间较长, 已接近初凝, 表面形成硬壳, 混凝土与钢筋笼有一定的握裹力, 如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上, 混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升, 同时也带动钢筋笼上升。当导管埋深和已浇混凝土面的标高, 提升导管后再进行浇注, 上浮现象即可消失。
(5)钢筋笼放置初始位置过高, 混凝土流动性过小, 导管在混凝中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。
(6)钢筋笼初始位置应定位准确, 并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度, 缩短灌注时间, 或掺外加剂, 防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小, 混凝土接近笼时, 控制导管埋深在1. 6~ 2. 0 m。
(7)除此之外, 在浇筑混凝土之前, 一定要将套管稍稍往上提一点, 以确认钢筋笼是否存在上浮现象。
四、总结
综上所述，钻孔灌注桩的水下混凝土灌注是成桩的关键环节。钻孔灌注桩适用于地下水位较低的和复杂日常需护壁的地质情况。目前, 此工艺正日益完善, 但往往由于工艺不当, 断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。顺序以浮吊移动方便为准, 一般常将船头(尾) 对准钢管因此, 运用科学, 实用的混凝土灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。分析钻孔灌注桩在水利施工过程中可能发生的事故, 进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量, 确保基础工程安全的重要措施。
