钻孔灌注桩施工技术在水利施工中的应用

王更贵

(宣城市金水水利工程有限责任公司,安徽 宣城 242041)

目前,我国水利工程建设事业取得了很大进展,在社会经济快速发展的背景下,促进了水利工程建设事业蓬勃发展,而在工程施工过程中,钻孔灌注桩施工技术是一种重要施工技术,其直接影响到工程质量,是提升工程效益和质量的重要手段。随着水利工程建设规模日益扩大,对水利工程施工质量提出了更高要求,但就目前水利施工现状来看,我国水利施工技术和相关标准还有待提升,水利施工过程中存在一定问题。因此工程施工单位需要结合钻孔灌注桩技术特点,以及我国当前水利建设实际情况进行分析研究,针对钻孔灌注桩技术在水利工程建设中存在问题提出合理化建议,从而促进水利工程建设事业有序发展[1]。

1 工程概况

某水利工程主体是一项河道治理项目,工程项目总占地面积为5400m2,建筑面积为3750m2。根据施工要求,为了有效提高工程建设质量,要对主体结构进行加固处理,同时还要开展河道清淤工作。针对此种情况,工程施工单位结合实践经验和相关资料对钻孔灌注桩施工技术在水利工程施工中的应用展开分析。该工程基础是一种桩基工程,其主要包含3种类型:①直径为φ1000 mm、φ1200 mm的钢筋混凝土钻孔灌注桩;②直径为φ800 mm、φ1200 mm混凝土钻孔灌注桩;③直径为φ800 mm的钢筋混凝土钻孔灌注桩。在水利工程施工过程中,桩体部分主要分为承台桩和钢筋混凝土承台,承台部分主要由大小两个圆形和一个方形构成,其直径均为1000 mm,承台高度约为4m。在具体施工过程中,工程施工单位对钻孔灌注桩施工技术要点和关键的施工工艺流程进行全面控制,保证本次水利工程建设施工的顺利完成,如图1所示。

图1 钻孔灌注桩

2 钻孔灌注桩施工技术的具体应用策略

2.1 施工准备

首先,钻孔前必须对现场的地质情况进行详细的勘查,包括地质条件、岩层倾角、厚度以及埋深等,如果遇到较厚的土层需要进行提前处理,将土层挖除之后再进行施工。在钻孔时必须保证钻孔深度和钻机钻进深度相符合。如果是在施工过程中发现了地质问题,要及时根据实际情况对地质进行勘察和设计,确保钻进深度符合设计要求,对于钻孔过程中遇到的障碍物以及钻杆的问题,必须在施工前及时解决,避免出现事故。其次,在钻机安装完成之后要对其进行检查,查看是否存在变形和不符合设计要求的问题,并要对设备进行全面检查。施工前需要制定完善的安全技术措施,避免出现安全事故,在钻孔灌注桩施工之前需要对井位以及护筒等进行科学合理的布置,避免出现漏浆现象。最后,在灌注混凝土之前要做好混凝土的浇筑准备工作,确保混凝土的供应能满足施工需求,在灌注时要保证混凝土不出现离析现象,现场配备两名工作人员负责现场质量控制,如果发现异常情况要及时上报并采取措施加以解决。在进行钢筋笼安装时首先需要对其进行检查,如果发现有变形和裂缝等问题要及时采取措施进行处理,并且在安装过程中还要保证钢筋笼的位置正确[2]。

2.2 钻孔成孔

水利工程中的钻孔成孔主要是利用冲击钻的方式进行,并且在对护筒进行钻孔过程中也是用冲击钻,但是在施工时可能会出现一些特殊情况,比如护筒变形、倾斜、埋设不牢固等情况,这些问题主要是因为在钻孔过程中,对护筒质量没有进行严格的控制造成。要想保证水利建设工程的质量,在施工之前就需要对施工场地进行充分了解,尤其是要注意对地质条件等的了解,这对水利建设工程的顺利进行有着重要作用。水利工程施工场地内存在一些比较坚硬的岩石或卵石,需要在施工前做好准备工作,避免影响施工进度,此外要注意对于孔位中存在一些障碍物,因为这些障碍物会影响钻孔的精度和稳定性。因此,在施工过程中应该选择专门的机械设备将障碍物清除,在成孔之后将其清除,要想保证钻孔灌注桩有良好的施工质量,必须对地质情况进行充分了解在实际施工过程中施工技术人员需要注意以下3个方面:①在进行钻孔前应仔细勘察地质状况;②通过探测孔准确了解地质状况;③为钻孔做好准备。在钻孔灌注桩施工当中需要有效做好各施工环节的施工参数记录工作,同时对工程施工区域的地质条件情况进行全面预判和分析,合理控制钻进工作速率,提高钻孔施工质量和稳定性[3-4]。

2.3 清孔工作

清孔的主要目的在于保证孔内的泥浆清澈,主要包括以下3个方面:

1)防止孔内泥浆流失,如果在钻孔过程中发现孔内出现泥浆流失,必须及时的进行处理,使孔内的泥浆保持在一定的范围,一旦超出这个范围便会导致钻孔工作无法正常开展,甚至会影响到整个钻孔施工。对于施工过程中遇到的特殊情况,需要通过不断的总结经验来确定合理的解决措施,比如在进行泥浆置换时若不能达到很好地效果,则可以考虑增加一些其他措施以达到清理孔内泥浆的目的。

2)确保钻孔质量。清孔是钻孔施工中一个至关重要的环节,清孔时必须对孔内钻渣进行彻底清理,清孔完成后还需要对整个施工过程进行检查,将不符合要求的地方及时处理,避免因为清孔工作不到位而导致钻孔质量不佳。

3)保证混凝土灌注质量。混凝土是在钻孔完成后需要灌注的材料之一,在进行混凝土灌注时,需要对清孔工作进行检查与验收,确保混凝土能够达到要求,另外还要对导管进行清洗检查,避免导管堵塞导致施工无法顺利进行[3-4]。

2.4 护筒埋设

护筒采用钢护筒,护筒直径为1.2m,上口直径为1.5m,下口直径为1.0m,护筒高1.5m,护筒的埋设深度应比设计桩位高出0.3～0.5m,以保证钻进时护筒内水头不会下降。护筒内水头高于设计标高0.5～1.0m,以便在成孔时使水能自然流入孔内,防止泥浆因外涌造成坍塌。护筒埋设时应注意的问题:

1)护筒埋设深度应比设计桩位低0.5～1.0m,并向钻进方向稍倾斜以便孔口出水顺畅,护筒顶面应高出设计高程1.0～1.5m,且高于地面0.3～0.5m。

2)在钻进过程中护筒顶面会发生较大的上升或下降现象时,应及时加以校正,钻孔完成后需对钻孔进行检查,防止孔口漏水或塌孔。在成孔过程中进行孔口混凝土的灌注和导管的埋入,注意使导管埋入混凝土面以下2～3 cm,防止导管拔出混凝土面,在成孔过程中应随时观察孔内水位变化。

2.5 钢筋笼的制作及安装

1)钢筋笼制作。钢筋笼的制作采用钢筋加工机械设备,对钢筋骨架的尺寸、位置、数量和制作方法等严格把关,确保其符合设计要求。钢筋骨架制作完成后,需要进行检测,主要检测的项目有钢筋笼的平直度和标高,钢筋笼长度≤2m。在安装好的钢筋笼上起吊,检查其是否垂直,用水平尺检查是否平整,同时需要根据设计标高进行适当调整,如果标高没有达到设计要求需要对其进行第二次起吊。

2)吊装方法与过程。钢筋笼在运输到施工现场后要做好固定工作,确保其不会出现形变或者倾斜等现象,起吊过程中要确保起吊速度和方向是垂直的,吊起高度≤2m,如果是长时间存放的情况下在起吊的过程中也要对其进行适当的调整。

3)钻孔与灌注混凝土。在完成了全部工序后要及时检查是否存在漏浆情况以及泥浆的高度是否符合要求等问题,确保其满足要求后才能进行下一步工序。

2.6 灌注水下混凝土

1)灌注水下混凝土时首先要用导管进行而且要控制好灌注的速度,在导管中灌注的过程中导管应该处于距孔底1m左右,而在灌注之前还需要对导管进行检查,观察是否出现了破损现象,如果有破损现象必须要进行及时处理。在混凝土材料灌注施工之前需要对导管展开压力测试工作,实验压力大小为道管最大承受压力的1.5倍,钻孔灌注桩混凝土浇筑工作需要保证连续不断进行,同时要保证混凝土灌注施工具有一定的初始灌注量。

2)当导管内混凝土的量达到了10m时可以停止工作。因为在这时导管内的混凝土已经不能很好地充满桩孔,这一问题会使得桩孔出现塌陷或者是坍塌现象,是在施工中比较常见的一种事故。因此,如果灌注时间过长会使得桩孔出现坍塌现象,但是在进行灌注混凝土时却不能使用这一方法,因此这就需要施工人员在施工过程中提高自己的专业水平。

3)要确保混凝土的灌注速度和时间,因为导管中的混凝土在不断流动,但是如果过长时间的灌注将会导致导管中的混凝土不断溢出,从而使得桩孔中存在较大的积水,如果是水位过高的话就会影响到灌注过程,甚至会影响到施工的顺利进行,因此在灌注混凝土时要控制好其灌注速度和时间,将混凝土完全充满桩孔后再停止工作。

4)当桩孔内的混凝土充满之后就可以进行下一步工作,但是在此施工过程中可能会遇到一些比较困难的问题,因为在进行混凝土灌注时会产生一些问题,因此为了避免这些问题对于工程造成很大影响,可以在下一步施工之前先将孔口进行封堵。

2.7 成桩质量检测

成桩质量检测是确保钻孔灌注桩质量的重要手段,在水利建设工程中一般都会对成桩质量进行检测以保证成桩的质量。根据相关规定可知,在检测时可采用应力波的方法,即采用超声波或声波等仪器,对钢筋笼、混凝土强度以及桩身完整性进行检测,同时还可以通过钻芯取样方式对桩身质量进行检测。由于钻孔灌注桩施工是一个较为复杂的过程,在成桩过程中难免会出现问题,因此为确保成桩质量需要对成桩质量进行检测。此外,为了提升检测效率需要根据实际情况,采用多种不同方法结合的方式进行,例如采用超声波检测的方法时应先确定成桩质量是否符合相关要求,之后再采用射线法进行桩身完整性检测。

3 结 语

从现阶段来看,我国的水利工程建设事业取得了较大的进展,尤其是在水利施工技术方面得到了较大的进步,而钻孔灌注桩施工技术是一种十分重要的施工技术,其对于提高水利工程建设水平具有十分重要的意义。在水利工程建设过程中,必须要根据施工实际情况开展钻孔灌注桩施工工作,以此才能够提高水利工程建设水平。水利工程施工单位需要对钻孔灌注桩施工技术在水利工程建设中应用展开了深入的分析和研究,要加强对该技术的应用管理水平,同时必须要采取有效措施来促进其发挥自身优势,从而促进水利事业可持续发展。