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摘要：软基水闸工程地基承载力低，亚塑性高，含水量高，需及时进行处理，钻孔灌注桩是水闸软基处理的常用技术，本文分析了钻孔灌注桩在水闸软基处理中的施工技术，望对今后类似地质水闸工程施工提供参考。
关键词：钻孔灌注桩；水闸；软基处理
【分类号】：U416.1
一、工程概况
某工程包括新建海堤工程，新建水闸及塘边涌桥工程，本工程等别为Ⅳ等，水闸工程级别为3级，最大过流量为Q=40.78m3/s，防洪标准为50年一遇，挡潮标准为100年一遇，属小型挡潮闸。本水闸拟建工程的孔口地面标高为是-1.2m～3.94m。工程区地势平坦，地处海冲（淤）积平原。燕山第四期侵入岩强风化层、第四系残积砂质粘性土、第四系海淤积淤泥及海水都是工程范围内发育的地层。
（1）早期燕山花岗岩层。中粗粒强风化斜长花岗岩，岩芯呈半岩半土状，可以清晰的分辨原岩，最大层顶界平均标高-25.45m，厚为7.20m，浅黄色、半黄色、黄白色，崩解碎裂，泡水易软化，岩芯手可折断，节理，裂隙稍发育。
（2）第四系残积层。原岩结构可辨，由中粗粒斜长花岗岩风化残积而成，浅黄色、土黄色、褐黄色，砂质粘性土，顶界平均标高-10.37m，最大层厚是17.90m，所有钻孔均在该层可塑～硬塑场地内。
（3）第四系海水积淤积层。平均厚度为10.14m，层厚为8.50m～12.0m，顶界平均标高-0.26m；场地内所有钻孔均见该层，含少量中西砂淤泥在底部，该层呈现黑色、灰黑色，湿，软塑。
根据地质资料可知，该水闸闸室地基存在较厚的淤泥层，选址处属于出海口，为了避免发生不均匀沉降和较大沉降，对水闸的正常运行造成影响，新建水闸时，需提高地基强度，对闸室地基进行处理。根据《水闸设计规范》（SL265-2001）第8.4.8条的规定：“水闸桩基础通常宜采用摩擦型桩”，结合处理沿海地区出海口处水闸地基的成功经验，对该水闸的地基处理采用摩擦型钻孔灌注桩。钻孔灌注桩布置于翼墙底板及闸室底板，桩长16.0m，桩径为1.0m。闸室桩基端达到全风化花岗岩土层-16m，桩孔呈梅花型布置，底板尺寸为B×H=24.50m×13.15m，纵向排距为2.81m，横向排距1.80m。
二、钻孔灌注桩软基处理技术
（一）场地平整与测量放样
用挖掘机将基坑内淤泥清除后将桩基工作面开挖、回填、平整。平整压实后的场地标高控制在▽1.8米左右。
根据平面图，每孔水闸都应建立“井”字形控制线网，每条主控制轴线应引测到附近相对稳定的建筑物上，用红线三角做好标志，根据主控制线网的布置，设置施工辅助控制线网，布设辅助控制点。使经纬仪进行每层辅助控制线的投测，其它细部尺寸皆由辅助控制分级测放、控制。辅助控制线控制点为水闸施工时预留点，用全站仪或激光测距经纬仪引至水闸底板面。作为水闸的辅助控制线点，标高以建设单位提供的水准点或附近测绘局确定的水准点引测，水准点辅助控制点可引测到桥墩上。
（二）护筒埋设
护筒采用钢护筒。钢板厚δ=3～6毫米；陆地桩采用内径D=d+0.15米的护筒；护筒的埋设时护筒顶面旱地上高出地面30厘米，高出地下水位1米以上，在旱地上埋设护筒时，对于地质情况不好地段将护筒周围换填粘土，夯实深度为护筒底向下50厘米以上；护筒埋设深度视地质情况而定，旱地地质情况较好，采用2.0～4.0米左右，土质对成孔不利的应埋至地质较好的土质层为止。护筒埋设的平面位置偏差不大于5厘米，护筒倾斜度不得大于1%。
（三）泥浆制备
本工程泥浆要求具有良好的护壁性和低失水性，同时又要求它能将钻渣凝聚成团粒，易沉降从而便于抽渣。泥浆材料应选用膨润土，因膨润土具有密度低、粘度好、含砂量小、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻头回旋阻力小，造浆性能好的优点。掺量约为用水量的8%～10%。
（四）成孔
成孔机械选用GPS-2000型正循环回旋钻机，配备两个直径1.48m的鱼尾钻锥。钻杆安装导向钢丝绳，并在钻头上部带扶正器，以增加钻头在孔底回转的稳定性，使钻进平稳，孔壁完整，钻孔垂直。钻宜轻压慢转，正常钻进时钻进速度控制在5m/h以内，终孔前的钻进速度放慢以便及时排出钻屑，减少孔底沉渣。
为了保证清孔质量，采用两次循环清孔，在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转正循环清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行，并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则，需要重新测量沉渣或清孔。
（五）钢筋笼制作，吊装
钢筋笼加工在钻孔作业面附近的钢筋制作场内分两段进行，每段长度9米，用钻机吊装入孔内。钢筋笼接长采用电焊机现场焊接。
（1）单节钢筋笼采用四点平吊法起吊，钢筋笼升到空中平稳后，钢筋笼在空中慢慢完成，由水平到竖直的转身。吊起前先用探孔器探测孔径，如有缩颈则应用钻头进行扫孔。
（2）钢筋笼按设计要求，采用2米一道加强箍加强，防止装吊时变形。钢筋笼在入孔前，在骨架外侧每2米设混凝土保护层，混凝土保护层直径12厘米，用Φ8钢筋横穿，并焊接于主筋之上，每处共3块，间隔2米，以保证主筋保护层厚度。
（3）吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮郭，要平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。
（4）钢筋笼在清孔结束后，应及时放入孔内，入孔后的位置符合设计要求，并牢固定位。
（六）灌筑水下砼
灌注水下砼是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序，在钢筋笼沉放结束经检查符合要求且清孔并经验收合格后，即进行水下砼灌注工作。
（1）本工程砼灌注采用直升导管法施工，导管在孔位附近先分段组拼，再逐段起吊，在孔口拼装，沉入钻孔内，导管吊入下沉时，应保持位置居中，防止卡入钢筋笼碰撞孔壁。 （2）砼配合比在浇筑前先进行室内试验，并报监理工程师审批，确保现场施工时砼合格率为100%。
（3）砼从拌和系统出料后，采用工程车运输至浇筑桩附近，通过料斗导管直接送入桩孔内。
（4）水下砼灌注的开浇和连续浇灌均按规范进行，开浇砼量保证一次排清导管内的泥浆并封底，浇筑中途不得停顿，灌注过程中注意观察管内砼下降和孔内泥浆液面的升降情况，及时测量孔内砼高程，正确指导导管提升和拆除，保证导管埋入砼深度不小于2m，不大于6m。
（5）为了有效地保证混凝土质量，在桩顶设计标高以上加灌不小于0.5m高度的砼，在桩承台混凝土浇筑前凿除；护筒则采取吊机拔出地面周转使用。
三、钻孔灌注桩施工质量控制措施
（一）钻孔质量控制
施工中严格控制机械钻孔桩的成孔工序和质量，包括孔位、孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度等，钻杆的垂直度。钻孔开孔前先检查钻机移动轨道安装牢固、稳定情况，轨道顶平面四角要求在同一标高上，采用水准仪定时进行检查。钻机天车、转盘，孔位必须在同一垂直线，方可开始钻进施工作业。钻杆的垂直度偏差控制在0.2%以内，钻头对孔位应正确，定位时，钻头中心与护筒中心偏差宜控制在15㎜以内。
（二）混凝土的质量控制
1、混凝土的原材料质量控制
用于机械钻孔灌注桩基础施工的水泥进场时首先检查水泥的出厂化验报告，确认该批水泥合格后，再按照规范要求经监理工程师见证抽取试样送检，经检验合格后的水泥才能用于钻孔桩基础。
2、混凝土的施工质量控制
钻孔灌注桩的混凝土质量必须满足设计要求及规范规定，用于钻孔灌注桩的混凝土配合比必须是经试配合格的混凝土配合比。混凝土的加工质量必须符合设计要求和施工浇筑需要，拌制好的混凝土应在规范规定的时间内使用完。混凝土灌注施工应安排专人控制灌注混凝土的质量，严格控制桩顶标高，避免超灌或少灌。混凝土灌注施工时按照规范要求经监理见证取样留置试件并送检。
结束语
钻孔灌灌注桩具有承载力能力高，施工方便，工期短，造价低，施工时无振动、无地面隆起或侧移，对周边建筑物危害小，使用范围大，适用于各种地质条件等优点，因此，处理软基水闸工程常常采用此技术。但是，钻孔灌灌注桩施工质量较难控制，容易出现等塌孔、缩径、桩孔偏斜、桩顶部位疏松、桩身砼夹泥或断桩等问题，因此在施工中应加强质量控制，为水闸工程打好基础。
参考文献
[1]马立富.水闸软基处理中钻孔灌注桩的应用探讨[J].商品与质量·建筑与发展，2014年3期.
[2]聂耳清，钟伟萍，魏林坚.钻孔灌注桩在软土地基大孔口水闸中的应用[J].甘肃水利水电技术，2011年7期.
关键词：钻孔灌注桩；水闸；软基处理
【分类号】：U416.1
一、工程概况
某工程包括新建海堤工程，新建水闸及塘边涌桥工程，本工程等别为Ⅳ等，水闸工程级别为3级，最大过流量为Q=40.78m3/s，防洪标准为50年一遇，挡潮标准为100年一遇，属小型挡潮闸。本水闸拟建工程的孔口地面标高为是-1.2m～3.94m。工程区地势平坦，地处海冲（淤）积平原。燕山第四期侵入岩强风化层、第四系残积砂质粘性土、第四系海淤积淤泥及海水都是工程范围内发育的地层。
（1）早期燕山花岗岩层。中粗粒强风化斜长花岗岩，岩芯呈半岩半土状，可以清晰的分辨原岩，最大层顶界平均标高-25.45m，厚为7.20m，浅黄色、半黄色、黄白色，崩解碎裂，泡水易软化，岩芯手可折断，节理，裂隙稍发育。
（2）第四系残积层。原岩结构可辨，由中粗粒斜长花岗岩风化残积而成，浅黄色、土黄色、褐黄色，砂质粘性土，顶界平均标高-10.37m，最大层厚是17.90m，所有钻孔均在该层可塑～硬塑场地内。
（3）第四系海水积淤积层。平均厚度为10.14m，层厚为8.50m～12.0m，顶界平均标高-0.26m；场地内所有钻孔均见该层，含少量中西砂淤泥在底部，该层呈现黑色、灰黑色，湿，软塑。
根据地质资料可知，该水闸闸室地基存在较厚的淤泥层，选址处属于出海口，为了避免发生不均匀沉降和较大沉降，对水闸的正常运行造成影响，新建水闸时，需提高地基强度，对闸室地基进行处理。根据《水闸设计规范》（SL265-2001）第8.4.8条的规定：“水闸桩基础通常宜采用摩擦型桩”，结合处理沿海地区出海口处水闸地基的成功经验，对该水闸的地基处理采用摩擦型钻孔灌注桩。钻孔灌注桩布置于翼墙底板及闸室底板，桩长16.0m，桩径为1.0m。闸室桩基端达到全风化花岗岩土层-16m，桩孔呈梅花型布置，底板尺寸为B×H=24.50m×13.15m，纵向排距为2.81m，横向排距1.80m。
二、钻孔灌注桩软基处理技术
（一）场地平整与测量放样
用挖掘机将基坑内淤泥清除后将桩基工作面开挖、回填、平整。平整压实后的场地标高控制在▽1.8米左右。
根据平面图，每孔水闸都应建立“井”字形控制线网，每条主控制轴线应引测到附近相对稳定的建筑物上，用红线三角做好标志，根据主控制线网的布置，设置施工辅助控制线网，布设辅助控制点。使经纬仪进行每层辅助控制线的投测，其它细部尺寸皆由辅助控制分级测放、控制。辅助控制线控制点为水闸施工时预留点，用全站仪或激光测距经纬仪引至水闸底板面。作为水闸的辅助控制线点，标高以建设单位提供的水准点或附近测绘局确定的水准点引测，水准点辅助控制点可引测到桥墩上。
（二）护筒埋设
护筒采用钢护筒。钢板厚δ=3～6毫米；陆地桩采用内径D=d+0.15米的护筒；护筒的埋设时护筒顶面旱地上高出地面30厘米，高出地下水位1米以上，在旱地上埋设护筒时，对于地质情况不好地段将护筒周围换填粘土，夯实深度为护筒底向下50厘米以上；护筒埋设深度视地质情况而定，旱地地质情况较好，采用2.0～4.0米左右，土质对成孔不利的应埋至地质较好的土质层为止。护筒埋设的平面位置偏差不大于5厘米，护筒倾斜度不得大于1%。
（三）泥浆制备
本工程泥浆要求具有良好的护壁性和低失水性，同时又要求它能将钻渣凝聚成团粒，易沉降从而便于抽渣。泥浆材料应选用膨润土，因膨润土具有密度低、粘度好、含砂量小、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻头回旋阻力小，造浆性能好的优点。掺量约为用水量的8%～10%。
（四）成孔
成孔机械选用GPS-2000型正循环回旋钻机，配备两个直径1.48m的鱼尾钻锥。钻杆安装导向钢丝绳，并在钻头上部带扶正器，以增加钻头在孔底回转的稳定性，使钻进平稳，孔壁完整，钻孔垂直。钻宜轻压慢转，正常钻进时钻进速度控制在5m/h以内，终孔前的钻进速度放慢以便及时排出钻屑，减少孔底沉渣。
为了保证清孔质量，采用两次循环清孔，在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转正循环清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行，并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则，需要重新测量沉渣或清孔。
（五）钢筋笼制作，吊装
钢筋笼加工在钻孔作业面附近的钢筋制作场内分两段进行，每段长度9米，用钻机吊装入孔内。钢筋笼接长采用电焊机现场焊接。
（1）单节钢筋笼采用四点平吊法起吊，钢筋笼升到空中平稳后，钢筋笼在空中慢慢完成，由水平到竖直的转身。吊起前先用探孔器探测孔径，如有缩颈则应用钻头进行扫孔。
（2）钢筋笼按设计要求，采用2米一道加强箍加强，防止装吊时变形。钢筋笼在入孔前，在骨架外侧每2米设混凝土保护层，混凝土保护层直径12厘米，用Φ8钢筋横穿，并焊接于主筋之上，每处共3块，间隔2米，以保证主筋保护层厚度。
（3）吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮郭，要平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。
（4）钢筋笼在清孔结束后，应及时放入孔内，入孔后的位置符合设计要求，并牢固定位。
（六）灌筑水下砼
灌注水下砼是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序，在钢筋笼沉放结束经检查符合要求且清孔并经验收合格后，即进行水下砼灌注工作。
（1）本工程砼灌注采用直升导管法施工，导管在孔位附近先分段组拼，再逐段起吊，在孔口拼装，沉入钻孔内，导管吊入下沉时，应保持位置居中，防止卡入钢筋笼碰撞孔壁。 （2）砼配合比在浇筑前先进行室内试验，并报监理工程师审批，确保现场施工时砼合格率为100%。
（3）砼从拌和系统出料后，采用工程车运输至浇筑桩附近，通过料斗导管直接送入桩孔内。
（4）水下砼灌注的开浇和连续浇灌均按规范进行，开浇砼量保证一次排清导管内的泥浆并封底，浇筑中途不得停顿，灌注过程中注意观察管内砼下降和孔内泥浆液面的升降情况，及时测量孔内砼高程，正确指导导管提升和拆除，保证导管埋入砼深度不小于2m，不大于6m。
（5）为了有效地保证混凝土质量，在桩顶设计标高以上加灌不小于0.5m高度的砼，在桩承台混凝土浇筑前凿除；护筒则采取吊机拔出地面周转使用。
三、钻孔灌注桩施工质量控制措施
（一）钻孔质量控制
施工中严格控制机械钻孔桩的成孔工序和质量，包括孔位、孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度等，钻杆的垂直度。钻孔开孔前先检查钻机移动轨道安装牢固、稳定情况，轨道顶平面四角要求在同一标高上，采用水准仪定时进行检查。钻机天车、转盘，孔位必须在同一垂直线，方可开始钻进施工作业。钻杆的垂直度偏差控制在0.2%以内，钻头对孔位应正确，定位时，钻头中心与护筒中心偏差宜控制在15㎜以内。
（二）混凝土的质量控制
1、混凝土的原材料质量控制
用于机械钻孔灌注桩基础施工的水泥进场时首先检查水泥的出厂化验报告，确认该批水泥合格后，再按照规范要求经监理工程师见证抽取试样送检，经检验合格后的水泥才能用于钻孔桩基础。
2、混凝土的施工质量控制
钻孔灌注桩的混凝土质量必须满足设计要求及规范规定，用于钻孔灌注桩的混凝土配合比必须是经试配合格的混凝土配合比。混凝土的加工质量必须符合设计要求和施工浇筑需要，拌制好的混凝土应在规范规定的时间内使用完。混凝土灌注施工应安排专人控制灌注混凝土的质量，严格控制桩顶标高，避免超灌或少灌。混凝土灌注施工时按照规范要求经监理见证取样留置试件并送检。
结束语
钻孔灌灌注桩具有承载力能力高，施工方便，工期短，造价低，施工时无振动、无地面隆起或侧移，对周边建筑物危害小，使用范围大，适用于各种地质条件等优点，因此，处理软基水闸工程常常采用此技术。但是，钻孔灌灌注桩施工质量较难控制，容易出现等塌孔、缩径、桩孔偏斜、桩顶部位疏松、桩身砼夹泥或断桩等问题，因此在施工中应加强质量控制，为水闸工程打好基础。
参考文献
[1]马立富.水闸软基处理中钻孔灌注桩的应用探讨[J].商品与质量·建筑与发展，2014年3期.
[2]聂耳清，钟伟萍，魏林坚.钻孔灌注桩在软土地基大孔口水闸中的应用[J].甘肃水利水电技术，2011年7期.