沙河渡槽旋挖钻孔灌注桩施工技术

沙河渡槽旋挖钻孔灌注桩施工技术

孙仁成聂军洲

湖北大禹水利水电建设有限责任公司湖北武汉430061

摘要：旋挖钻孔灌注桩在水利工程中应用广泛，为使其施工技术在灌注桩施工中发挥作用，掌握旋挖钻孔灌注桩施工原理和施工要点，是保证灌注桩施工质量的重要技术要求。本文通过对鄂北调水工程沙河渡槽灌注桩旋挖钻孔施工过程分析，对旋挖钻孔灌注桩技术进行深了入研究，丰富了灌注桩施工技术的应用经验，总结归纳了灌注桩施工技术应用特点与技巧，有利于指导类似工程灌注桩施工，及时处理施工中存在的问题，做到发挥施工技术的真正价值，提高水利工程施工质量。

关键词：沙河渡槽；旋挖钻孔灌注桩；施工技术

一、工程概述

沙河渡槽槽身支撑结构为重力墩接混凝土灌注桩形式，灌注桩为C25，渡槽对地基承载力及变形要求较高，设计将白垩—第三系（k-E）紫红色砂砾岩作为渡槽基础持力层，下部支承结构采用摩擦桩，经计算，每个承台下设6根混凝土钻孔灌注柱，2排，每排3根，桩径1.5m，中心距4.5m，桩长17.1m。

沙河渡槽沿线出露第四系松散堆积物及白垩-第三系（K-E）地层，其中第四系地层主要包括全新统（Q4）、上更新统（Q3）、中更新统（Q2）等地层。其中上更新统阎庄组坡积层主要为黄褐色、褐黄色、红褐色粘土，含蓝灰色条带状或网纹状高岭土条纹或条带，局部含黑褐色铁锰质氧化物及其结核，下部含钙质结核或团块，局部钙质物偏高，具中等膨胀性。

二、旋挖钻孔灌注桩施工特点

旋挖钻孔灌注桩可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工；施工自动化程度高、成孔速度快、辅助作业时间短，成孔质量高；施工环保特点突出，施工现场干净。旋挖钻机履带底盘承载，接地压力小，适合于各种工况，在施工场地内行走移位方便，机机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便；且自带柴油动力，缓解施工现场电力不足的矛盾，并排除了动力电缆造成的安全隐患。

三、旋挖钻孔灌注桩施工技术的重要性

旋挖钻孔灌注桩作为一种高效的基础处理施工技术，在工程建设领域中发挥着重要的作用，在水利工程建设中的应用较为普遍，受到了水利工程领域的高度重视。然而，由于钻孔桩施工技术在实际施工中非常烦琐、复杂，这就对钻孔灌注桩的施工质量提出了新的要求。现场施工管理人员必须加大对钻孔灌注桩施工过程的质量控制，确保每一个施工环节都能按照设计图纸要求进行施工作业，一旦施工环节出错，容易引发工程质量安全事故，严重影响成桩质量，不仅延长了水利工程的施工工期，还会使企业承担巨大的经济损失。因此，施工单位要高度重视钻孔灌注桩的探究，选择合适的施工技术与施工工艺，做好现场施工管理工作，这样才可以保证施工工作的正常开展，为水利工程的质量奠定坚实的基础。

四、旋挖钻孔施工工艺流程

旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程见图4-1：

五、旋挖钻孔灌注桩施工技术要点

1、施工前准备工作

旋挖钻孔灌注桩施工前，做好施工场所地“三通一平”，设置临时防护；审定施工图纸，复核桩基坐标及标高后进行施工放样，探明施工障碍物，机械设备安全进场就位，并做好施工安全技术交底。

2、钻机定位与安装

钻孔前施放桩位点，放样后四周设护桩并复测，误差控制在20mm以内，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，无需再作调整，即可使钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确。钻机就位保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。

2、护筒埋设施工

根据桩位点设置护筒，护筒的内径大于桩径200mm，护筒位置埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，测定护筒标高的误差不大于10mm，护筒与坑壁之间用粘土填实。施工中，钢板护筒内径应大于钻头直径100mm。护筒的埋设深度不小于1.5m；其高度应满足孔内泥浆面高度的要求。护筒高出地面30cm，上部开1个溢浆口，护筒埋设完成验收合格后，随即注入泥浆，并保证孔内稳定液面高于地下水位1.5m以上。

3、泥浆制备

水、黏土、膨胀土、添加剂等材料都为配制泥浆的基础材料，具有提高润滑性、增加静水压力、冷却钻孔、隔离孔内渗水等作用，同时还可避免钻孔发生塌方。在制备泥浆过程中，根据水利工程施工现场地层变化情况控制泥浆的黏稠程度，泥浆浓度过小，护壁效果明显降低；泥浆浓度过大，会降低钻机施工效率。

图4-1旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程图

4、钻孔技术

当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，每次钻进尺寸控制在40cm左右，刚开始放慢钻孔速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口5～8m段过程中注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，成孔过程中，保持孔内水位高出地下水位2m以上，使孔内水头压力大于地下水的水头压力约2kPa。钻进过程应根据土层情况调整泥浆指标。钻进达到设计孔深停钻时，仍要维持泥浆正常循环，吸除孔底沉渣直到返出泥浆的钻渣含量小于4%为止。

5、钢筋笼安装与清孔施工

钢筋笼在工厂分段制作，运至施工现场进行安装，下放时保证钢筋笼顺直，严禁摆动碰撞孔壁，就位后焊制定位钢筋。钢筋笼下放至设计深度后，立即安装混凝土输送导管，安装过程中避免导管与钢筋笼碰撞，导管第一节底管长度应不小于4m，以3m长导管为主，另配备2m、1.5m、1.0m、0.5m导管，以保证导管安装组合时底部与孔底距离控制在30-50cm。

清孔应分二次进行。第一次清孔应在成孔完毕后进行。第二次应在安放钢筋笼和导管安装完毕后进行。钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土或松散岩渣尽量装入斗内，钻孔深度达到设计要求后，可用捞砂斗进行清孔，并对孔深、孔径进行检查。清孔过程中和结束时应测定泥浆指标，清孔后在距孔底50cm处的泥浆比重1.15～1.25，含砂率不大于4%，泥浆黏稠密度不大于28s。清孔结束时应测定孔底沉淤，孔底沉渣厚度不应大于100mm。清孔后，孔内应保持水头高度，并应在30分钟内浇注混凝土。超过30分钟的，浇注混凝土前应重新测定孔底沉渣厚度，满足要求可以浇筑，否则应再次清孔。

6、混凝土灌注

严格按照混凝土配料单进行生产，混凝土强度等级满足设计要求，具备良好的和易性。开始灌注混凝土时，为使隔水栓顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为30～50cm，下料斗采用3.0m3的大型料斗，灌注前，先将导管顶部的下料斗底部用钢板堵住，待料斗混凝土蓄满后，取出底部钢板，使料斗混凝土持续灌入，同时将混凝土罐车出料量调大，使导管一次埋入混凝土面以下2m以上，第一车混凝土料浇筑完时，孔内混凝土高度可达5m以上。灌注过程中导管埋深控制在2-6m，严禁将导管提出混凝土面，测量导管埋深及管内外混凝土液面高差，并通过混凝土灌入量与混凝土上升高度进行复核，混凝土连续灌注至设计标高以上80cm～100㎝。

结束语

旋挖钻孔灌注桩技术可有效提高桩基施工效率与施工质量，因此被广泛地应用在水利施工中。本文通过对旋挖钻孔灌注桩技术的施工前准备工作、钻孔、清孔、护筒埋设、放置钢筋笼以及混凝土灌注等施工要点进行了分析。施工单位可根据工程地质情况并参考以上内容制订科学合理的施工方案，进而保证施工过程有条不紊的展开，从而提升水利工程施工整体质量。

参考文献

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