水库深基坑工程中的钻孔灌注桩施工技术研究

张凯锋

(上海建工(浙江)水利水电建设有限公司上海分公司，上海 200082)

根据成孔方式划分，灌注桩有钻孔灌注桩、沉管灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、爆扩桩等，钻孔灌注桩是通过机械钻孔、人力挖掘等方式形成桩孔，然后放入钢筋笼浇筑混凝土成桩，在施工过程中，需要着重控制技术要点，保证成桩质量符合要求。

1 工程概况

黄浦江上游水源地金泽水库工程新建地上建筑物为主泵房、管理楼、次氯酸钠加注间、粉炭加注间等单体，总建筑面积3 334.76m2，建筑设计使用年限50年，抗震设防烈度为7°，基础为桩承台和桩筏基础，主体结构为混凝土框架结构，桩基础情况如表1所示。

表1 工程桩概况

2 钻孔灌注桩施工技术研究

钻孔灌注桩成孔可采用正循环成孔和泵吸反循环成孔两种，正循环成孔的优点是成孔后孔壁有少许起伏，成桩后桩的摩擦力相对较大，对现场文明施工影响较小；反循环成孔的优点是清孔较好，但对场地文明施工影响较大。本工程将文明施工放在重要位置，钻孔灌注桩施工采用正循环成孔并采取间隔跳打的方式施工。根据工艺要求，正式施工前先进行试成孔，以确定适合本地层特点的钻孔灌注桩成孔技术、质量参数，更好地指导施工。钻孔灌注桩成孔过程中的护壁泥浆应掺入一定量的膨润土。

2.1 测量放线

测量人员根据桩位平面图，采用经纬仪和钢卷尺引测桩位。桩位确定后，请现场监理进一步校核，在现场做好标记，同时测定标高[1]。

2.2 护筒埋设

按照桩位进行护筒的开挖和埋设，并清除地下障碍物，保证护筒的垂直稳固。护筒采用钢板制作，长约2m～2.5m，护筒埋设需重点控制如下几点：①护筒埋设应准确、稳定、护筒中心与桩位中心的偏差不大于20mm；②护筒埋置不宜低于地面20cm，以保持孔内水位高于孔外水位；③在护筒的上口边缘开设1～2个溢浆口，便于泥浆溢出流回泥浆池；④护筒与坑壁之间用粘土分层夯实，以防漏水。

2.3 钻机就位、成孔

钻机安装必须做到对中、水平、稳固，塔架滑轮组中心、钻机回转中心与桩位中心必须保持“三点一线”,钻进时经常检查钻机水平变化。钻机就位时必须及时认真地测量基准面标高，然后根据设计图纸计算孔深，并按设计的孔深成孔。

开钻时初期宜轻压慢转，防止钻机跳动，以保证桩孔位置准确，在钻进3m～5m后，逐渐增加钻压，加快进尺，并尽量保持匀速运转，钻进时发现偏孔或其他异常现象应及时纠偏，将钻头提至偏斜处，慢速扫孔修正。在地层变化处采用上、下多次活动钻具，保证成孔垂直度。无特殊情况，单桩成孔应一次成孔到位。遇易缩地层，则在钻进该段时要采用高转速反复上下窜动钻具，以保证孔径，钻进的速度不低于供浆和排浆速度，以避免造成糊钻或埋钻。

泥浆具有平衡地下水头、保护孔壁稳定、润滑钻头并降温、携渣清孔等作用，泥浆质量的伪劣对钻孔质量的影响很大。在钻进不同的地层时泥浆比重和粘度要进行合理的配制。在钻孔过程中，上部回填的杂填土须采浓泥浆钻进，粉质粘土层地层情况良好，是主要的造浆地层，在钻进中控制好泥浆比重。在钻进粉砂层中泥浆池须保持浓泥浆，使孔底浓泥浆与粉砂混和返回孔外，确保二次清孔时沉渣达到设计要求。严格控制泥浆的液面，保证泥浆液位在地表面下0.5m～1.0m以上，液位下落要及时补浆，以防塌方[2]。

2.4 一次清孔

当钻到设计孔深时，稍提钻杆，使钻头距孔底10cm～20cm处进行第一次清孔。第一次清孔的主要目的是将成孔过程中沉渣携带出来，时间为40min。按设计和规范要求进行成孔质量检测，抽检的数量为总桩数的50%，一清结束并拆除钻杆后立即进行成孔检查，检查内容包括：孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度。

3 钢筋笼制作与吊装

3.1 钢筋笼制作

钢筋笼在加工平台上制作成型，钢筋笼分段制作。钢筋笼制造按设计和规范要求进行，主筋必须平直，规格、数量、尺寸、位置必须准确，箍筋间距须均匀，并且每隔1m设置一道加强箍筋。钢筋笼制作完毕，由质检员检查验收，并填写钢筋笼隐蔽检查验收记录。钢筋笼堆放时，支垫数量应足够，位置应适当，并按安放的先后顺序分开。

3.2 钢筋笼吊装

钢筋笼吊点宜设在加强箍筋部位，起吊时禁止下端在地面拖引，以防下端弯曲变形。为避免钢筋笼在空中晃动，下端系绳索用人力控制。安放钢筋笼的整个过程中应保持慢速、平稳，防止钢筋笼抖动变形。下放时，对准孔位中心，缓慢下放，防止碰撞孔壁。连接第二段和第一段钢筋笼时，须注意纵筋的搭接长度及焊接质量。同一断面上的接头数量不得大于纵筋数量的50%。钢筋笼入孔遇阻时，不得强行下入，查明原因并采取相应的措施进行处理后再下放。钢筋笼焊接时，严格按设计及规范要求执行[3]。

4 安放导管

选用内径Ø258的大直径导管水下混凝土灌注。下导管时认真检查每根导管的密封圈和连接丝扣是否完好，导管底端距孔底的高度控制在30cm～50cm。选用良好的隔水球胆，以便能顺利地通过导管，不会发生堵管事故。

5 二次清孔

采用正循环法，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。二次清孔后，孔深应达到设计要求，复测沉渣厚度应小于10cm，合格后立即进行水下混凝土灌注作业。

6 水下混凝土灌注

水下混凝土浇注采用导管法施工，混凝土设计标号按水下C30，坍落度18cm～22cm，混凝土保护层厚度50mm。混凝土灌注前应做好准备工作，保证混凝土灌注连续紧凑进行。第一次混凝土灌注量必须保证导管底端埋入混凝土中大于1m以上。混凝土浇筑时，单桩混凝土的浇筑时间不宜超过8h，以免引起断桩事故。混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中，严格控制导管拔出的高度，导管埋入凝土面的深度3m～8m。拔导管过程中应防止钢筋笼上浮。混凝土实际灌注高度应高出设计顶标高2m左右，以保证设计标高以下混凝土符合设计要求。用测锤测混凝土面标高，以防混凝土超浇过多。在灌注过程中专人负责控制混凝土的灌注高度和导管的提升高度。施工完成后，加强质量检验[4]。

7 结 语

综上所述，本文首先介绍了黄浦江上游水源地金泽水库工程建设的基本情况，然后研究了深基坑工程中的钻孔灌注桩施工技术，对测量放线、护筒埋设、钻进成孔、一次清孔、钢筋笼制作与吊装、导管安放、二次清孔、混凝土灌注等关键环节进行了强调。希望能够起到积极的现实意义，通过科学设计和组织管理，提高施工技术应用水平。