摘 要：本文简要阐述了水利工程中灌注桩施工的工艺流程，分析了问题的原因，并提出了解决的措施。
关键词：水利工程；桩基；施工工艺
Abstract: This paper briefly describes the engineering pile construction process, analyzes the causes of the problems, and proposes the solution measure.
Key words: hydraulic engineering; pile foundation; construction technology
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
钻孔灌注桩的质量监控工作主要依靠事中控制，但该技术因施工过程无法观察，成桩后不能开挖验收，施工中的任何一个环节出现问题，都将会直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失。至于事后控制--桩基检测，由于目前在检测手段的代表性及可靠性方面尚存在许多问题。因此，施工人员必须要认真学好专业基础知识，自觉实践，一丝不苟，认真总结，正确应用有关规范；熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制，采取各种有效的措施，保障灌注桩的成桩质量。
1 工艺流程及施工准备
1.1 工艺流程。施工前必须全面撑握钻孔灌注桩的施工工艺，因钻孔设备不同，其施工工艺流程也不一样，现以GPS100 型回旋钻机成孔为例，其主要施工工艺流程为：场地平整→孔位测定→护筒埋设→钻机就位→开钻成孔→提钻→第一次清孔→检孔→钢筋笼吊放→下导管→第二次清孔→水下砼灌注→提拔导管→成桩。
1.2 主要准备工作。
1.2.1 必须预审施工组织设计，包含施工工法、主要技术指标及控制措施。
1.2.2 必须认真把好测量定位关。测量定位是整项工作的关键，在思想上必须足够重视，这关系到孔位、钻孔的垂直度及基准面标高的准确性。
1.2.3 必须把护筒、钻机安装稳固、准确。
2 灌注桩的成孔
2.1 钻机钻头的选用。结合灌注桩造孔钻进的钻头与小口径钻进的钻头在底刃、侧刃刻取地层的机理，小口径钻进时，钻头的侧刃对刻取岩石起到非常重要的作用，因此，建议在灌注桩孔钻进时设计相适应的钻头以减小钻孔的扩孔率。
2.2 钻进参数的选择。
2.2.1 钻进泵量。灌注桩孔钻进时需要较大的泵量以排出粘土粉，其泵量计算公式为：
Q=FV60式中：Q--冲洗液量（m3/min）；F--环状间隙面积（㎡）；V--冲洗液上返速度（m/s）。
2.2.2 钻进转速。由于灌注桩孔的钻进多为粘土层的钻进，粘土层的强度与硬度等力学参数较小，钻具易刻取粘土，所以为了保持钻进稳定，减小钻进的扩孔率，必须采用较小的转速钻进。
3 成孔过程中易遇到的问题
3.1 缩径
3.1.1 缩径产生的原因。在钻进过程中，地应力沿较软岩层释放，因而造成缩径。在钻进过程中，钻进压力大，钻速过快，使得钻头很快穿过淤泥、淤泥质土层。当钻速过快时，淤泥便从钻孔周围流向钻孔内，导致其侧压力与孔内泥浆力达成平衡，发生缩径甚至卡钻。
3.1.2 缩径的防治。较为有效地防治缩径的方法有：
3.1.2.1 实行严格的管理，钻机由有经验的机长专职操作，其它人员不得随意操作；
3.1.2.2 在钻到淤泥或淤泥质土层时，投入粘土泥膏，使钻机钻进压力减为零；
3.1.2.3 钻速减慢让钻机在无油压状态空转。为确保钻孔无缩径现象，在成孔完毕后应在易出现缩径现象的地层中扫孔一到二次。
3.2 坍孔
3.2.1 坍孔产生的原因分析。坍孔产生的原因是多方面的，主要包括：遭遇预先未料到的复杂地质情况，以及施工中泥浆稠度过低，释放量远大于泥浆对孔壁的压力等。
3.2.2 坍孔的处理办法。
3.2.2.1 在成孔过程中坍孔，其补救措施有二个：一是避开该桩位；二是回填原桩位，待密实后再钻进；
3.2.2.2 在灌注过程中坍孔，其补救措施为：一是回填原桩孔，并在原桩附近补加梅花桩或扁担桩，合格即可。二是若工程质量要求高，不允许采用上述常规方法时，可用硬片石等将原孔全部回填，待其密实后，用冲击钻再重新钻进即可。防止泥浆稠度过低而造成的坍孔问题，只须加大泥浆比重到适当程度即可。一般泥浆性能指标取为：粘度为18s-22s，含沙量≤4%，胶体率≥90，比重为 1.1 左右。
3.3 斜孔
3.3.1 斜孔产生的原因。斜孔极易发生在软硬岩层交替的层位。由于钻进压力过大，钻头沿软弱层面偏斜而造成。孔斜轻则影响钢筋笼的下放，重则影响桩的承载能力，这是成桩过程中不允许出现的质量事故。
3.3.2 斜孔的防治措施。为了防止孔斜，在钻进过程中需要保持钻速均匀或加重块。对于已发生倾斜的孔，需要扫孔纠正；若纠正无效，可在孔中回填粘土、块石等。偏孔在 0.5m 以上时需要重新钻进。
3.3 沉渣与泥皮过厚。桩底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，要求水下灌注桩底沉渣厚度不得超过 30cm。但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求。其原因主要是由于泥浆性能不符合要求，只有当泥浆比重大于沉渣比重时，沉渣才可被返出孔口，但若泥浆比重过大，又会造成孔壁泥皮过厚，影响桩的承载力特别是摩擦桩的承载力。因此，正确地控制泥浆性能在钻孔灌注桩的施工过程中起着重要的作用。
4 原料选择与下料
砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于 2%，以提高砼的流动性，防止堵管。一般砼初凝时间仅 3-5 小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为 5-7 小时，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于 8 小时，为了使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入 30%以上的水，然后与拌合料一起均匀加入 60%的水，最后再加入 10%的水（如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量），最后加水到出料时间控制在 60 秒内，坍落度应控制在 180+20mm 之间，砼灌注距桩顶约 5m 处时，坍落度控制在160-170mm，以确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在 250mm 之内，取高值，反之取低值。
5 水下砼的灌注
灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特别要注意到基岩中的孔径扩展情况，避免首次灌注量不足。
5.1 首次混凝土灌注量要满足把导管下端埋设 0.8 米以上的要求。首次灌注时，起始部分或第 1-2 斗投料需采用水泥砂浆，并尽量做到一次性灌入孔内。灌注导管口径下限应控制在 200毫米以上。导管下端应尽量光滑。其连接处要加放“O”形密封圈，防止冲洗液浸入。导管使用前要进行清洗，除掉污垢与残渣。导管下端距孔底宜为 0.5 米。导管内水泥隔水塞应加放橡皮板，以增强隔水效果。
5.2 混凝土配合比应合理，应严格控制其塌落度。
5.3 在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行止水处理，止水成功后方可灌注混凝土。
5.4 准备灌注的混凝土要足量，在灌注过程中应避免停水、停电。
5.5 根据导管内外混凝土的上升高度，合理掌握导管的拆卸长度，在正常情况下应保持导管下端被埋2m-3m，切勿起拔过多。
5.6 在灌注混凝土过程中，要定时测量导管内外混凝土的深度，并绘制曲线，以监视断桩是否出现。在正常情况下，导管内外混凝土界面的距离是开始大，然后逐渐缩小，最后重合。若发现管内外混凝土灌注曲线距离拉大，并且导管外混凝土曲线变平，而管内混凝土曲线变陡，则是断桩预兆，应查明原因，尽快处理。
6 灌注过程中易遇到的问题
6.1 导管堵塞。导管堵塞的防治：在组装导管时要严格检查，检查导管内有无局部内凸，导管连接处是否密封。搅拌砼时应严格控制砼骨料规格、坍落度和搅拌时间，尽量避免砼在导内停留时间过长。另外，灌注时也应避免导管内形成高压气囊而破坏导管的密封圈导致导管漏水。施工可在允许的导管埋入深度范围内，略为提升导管，或采用提升后骤然下插导管的动作来抖动导管的办法。如果仍不能消除，则应停止灌注.用长杆加以疏通。
6.2 埋管。埋管经常发生在灌注过程中，当导管埋入砼面下的深度过大时，上面砼已初凝，使得导管内砼无法顺利流动就会发生埋管。防治埋管应时刻注意导管埋深的控制，准确测量砼面的深度位置和勤拆导管，一般砼面每上升 4m-5m 就可拆除相应数量的导管。
7 结语
钻孔灌注桩技术，因其对各种土层的适应性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在工程中得到了广泛应用。我国地域辽阔，地形及地貌相当复杂，钻孔灌注桩因其对各种土层的适应性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在水利工程中得到了广泛应用。其中水下砼灌注是钻孔灌注桩成桩质量控制中的关键工序，若施工措施不当就会造成缺陷，甚至产生报废桩，从而给施工单位造成重大损失，因此，在水下砼灌注中运用合理的施工控制措施以确保工程质量显得十分重要。
参考文献：
[1]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范（JGJ94-94）[M]．北京：中国建筑工业出版社，1995.
[2]桩基工程手册编写委员会．桩基工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1995.
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