浅析J渡槽桩基础施工技术

□程 刚（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

1 工程概况

J渡槽位于某输水干渠工程第三标段（桩号36+974.086～37+234.086），由槽身段、进出口渐变段及河道整治三部分组成，全长260 m,主槽为九跨，每跨20 m。上部结构为简支带拉杆矩形槽，沿纵向施加预应力。矩形槽梁高5 m，矩形槽过水断面5.20 m×3.64 m。槽体底板厚度0.50 m，侧墙厚度0.50 m，拉杆布置间距2 m，尺寸0.40 m×0.50 m。下部槽墩为双柱式框架槽墩，基础为灌注桩基础，埋深20 m以上，灌注桩直径D＝1.50 m，两桩中心间距5.70 m，净距4.20 m，共有20根桩。渡槽设计流量63m3/s，槽身过水断面尺寸5.20m×3.64m，槽内设计水深3.64m，渡槽纵坡i=1/800。

2 桩基施工方案

桩基础采用旋挖钻机旋挖钻孔，导管法灌注混凝土。首先进行桩位放样定位，确定每个桩的位置，然后安装旋挖钻机，随即进行钻进作业，钻进完一个孔位并验收合格后，将钻机移至另一个桩位，同时对已经完成钻孔的桩基进行钢筋笼安装及混凝土灌注作业，从而保证连续施工。

3 施工方法

3.1 施工准备

钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒、泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。

3.1.1 埋设护筒

护筒用6mm钢板制成，护筒内径为1.70m，整体每节高2m，两端用厚10mm钢板焊成法兰盘以备连接，护筒顶端留有高40cm、宽20cm的出浆口，底节护筒下端设刃脚，护筒顶高出地面0.50m，护筒宜埋入泥岩1.50 m左右，护筒顶高出施工水位或地下水位2.00 m。

3.1.2 泥浆拌制

根据桩基的分布位置，在施工现场设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接，池的尺寸均为5 m×5 m，深1.50 m。根据施工图计算黏土需求量，并提前将黏土运至施工现场，采用机械拌制，制浆前尽量将黏土块打碎，以缩短机械搅拌时间。

3.2钻孔施工

旋挖钻机钻孔先钻头着地，旋转开孔。利用钻头下端的切削刃对土层进行切削破碎，切削的土体被挤进钻斗，装满后将钻斗提升出孔口，旋转钻机底盘，并开启钻斗阀门，将土体排放，如此反复，直至孔底标高。在接近设计标高时应减小钻头的提升速度，以免引起持力层的松弛带动钻杆下端的钻头。钻孔作业连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5 m以上以防止坍孔埋钻。

3.3 钢筋骨架加工及吊放

3.3.1 钢筋下料与制作

所有钢筋笼下料时，主筋均比设计桩长加长50 cm，以方便排架墩施工时截桩、接桩。由于每个桩基长度不一致每组骨架的各节段要排好次序，挂上桩基础的编号。

3.3.2 钢筋骨架的吊放

钢筋骨架入孔时，由吊车配合钻机吊装：在安装钢筋骨架时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上1/3点之间，并采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋骨架在起吊时不致变形。吊放钢筋骨架入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，严禁高提猛落和强制下放。

3.3.3 声测管和导管安装

按照施工图要求埋设3根声测管，将Φ57声测管固定在钢筋笼上，每节声测管长6 m，声测管通过Φ70套管连接，底部采用Φ70×12钢板焊接封闭。灌注混凝土导管用直径300 mm的钢管，每节长2 m，配2节长1 m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，导管使用前进行水密承压和接头抗拉试验。混凝土浇注架由型钢做成，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗，混凝土由进料斗经储料斗倒入漏斗，并随即卸入导管直接浇注，同时用吊车配合钻架吊放拆卸导管。

3.4 钻孔清理

钻到设计高程后，采用抽浆换浆法清孔，钻头提出孔外，采用泥浆泵一边把孔底泥浆、钻渣混合物抽出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆。在清孔时始终保持水位高度及泥浆的稠度，以防止坍孔。由于安放钢筋骨架及导管准备浇注水下混凝土，这段时间的间隙孔底易产生新渣，待安放钢筋骨架及导管就序后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼，利用泥石泵将孔底泥浆混合物通过导管抽出，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摇动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度在设计范围以内后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。

3.5 灌注水下混凝土

采用竖向导管法灌注水下混凝土，见图“1J渡槽桩基础隔水球式导管法施工示意图”。灌注前，导管下端距孔底沉渣0.30～0.50m为宜。接头法兰盘外宜设锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘，以防导管升降时卡住钢筋笼。混凝土灌注应符合以下技术条件：

3.5.1 漏斗和储料斗使用和选择

漏斗和储料斗用6 mm钢板制作，斗内壁光滑、平整、不漏浆、不挂浆、混凝土下放顺畅，漏斗容量为1.50 m3。混凝土的初入量要＞2.70 m（3以沉渣0.50 m计），初灌时，先将漏斗放满，灌注中，罐车同时向漏斗里放料，以确保导管埋入混凝土的深度在1～3 m 之间。

图1 J渡槽桩基础隔水球式导管法施工示意图

3.5.2 导管使用和规格选用

导管用直径300 mm的钢管，壁厚6 mm，每节长2 m，配2节长1 m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。导管制作应坚固、内壁光滑、顺直、光洁，各节导管内管应大小一致，偏差≤±2 mm。其轴线误差≤孔深的0.50%，亦不大于10 cm。导管使用前，进行接长密闭试验，试压可用水压或风压进行，其压力大小宜等于孔底静水压力的1.50倍，同时要检查防水胶垫是否完好，有无老化现象，导管使用后涂油、编号，以保证灌注混凝土过程中不漏水、不破裂和使用有序。混凝土灌注期间用吊车和钻架吊放拆卸导管。混凝土封底，必须有隔水栓。

3.5.3 灌注水下混凝土施工操作

在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。同时应设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度，做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除。探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误。

施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰盘卡住钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。提升导管时，必须同时测量混凝土面的高度，根据测量数据确定导管的提升长度。当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。拆除导管动作要快，拆装一次时间一般≤15 min。要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，注意安全。已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。

当混凝土面超过护筒底2 m时，可使用摇管机拔起护筒。混凝土面任何时候都需保持在护筒靴以上至少1 m的高度，护筒全部回收后，为避免坍孔，桩孔需使用非粘性材料回填。

3.5.4 桩基检测

桩基混凝土待强度达到一定要求时，利用声波检测仪通过声测管检测桩基的完整性和承载性能，在确定桩基质量合格后方可进行排架及联系梁施工。

4 结语

总之，在进行钻孔灌注桩施工的过程中要按照监理批复的施工作业指导书，注意加强对施工质量的控制，施工过程中始终坚持“严细、快速”的原则，严把每道程序关，确保灌注桩的成桩质量。

[1]水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-地基处理与基础工程（SL633-2012）[S].北京：中国水利水电出版社，2012.

[2]杨占山，张传才.钻孔灌注桩在水利工程中的应用现状[J].水利科技与经济，2008（01）.

[3]张犟.浅谈水利工程中灌注桩的应用[J].陕西水利，2009（11）.