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摘要：笔者结合某河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程，简要介绍水利工程灌柱桩施工技术，并对灌注桩施工质量控制作了简要说明。
关键词：水利工程；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）03－0044－02
1工程概况
本工程为某河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程。主要作用为宣泄上游洪水经过直接入海，以保证中下游地区人民的生命财产安全；汛后还可排除涝水，减轻沥涝灾害。加固后的北闸为l3孔，单孔净宽9.5 m，其中中间11孔设工作闸门，两端边孔放置检修门。基础为分离式平底板，闸顶高程为9 m。中墩底板下设11根Ф800 mm灌注桩。桩长16 m，边墩底板下设15根Ф800 mm灌注桩，桩长19 m。灌注桩工程总桩数166根（其中4棵试桩），桩径Ф800 mm，桩长16～19 m，采用C20混凝土。
2钻孔桩施工技术
钻孔前的准备工作主要包括桩位放样、整理平整场地、布设施工便道、设置供电及供水系统、制作和埋设护筒、制作钻孔架、泥浆的制备和准备钻孔机具等。
2.1场地整理
施工前，桩基处在原地基基础上清除杂物后夯压密实即可。
2.2测放桩位及高程
由测量人员按建设单位提供的现场坐标点，使用经纬仪按桩基平面布置图测放各个控制点及桩位。桩位测量偏差应在10 mm以内。由测量人员测定场地地面高程，由此确定施工桩深及桩顶标高。
2.3护筒埋设
本标段钻孔桩均使用钢护筒，采用3～5 mm钢板制作。为保证其刚度、防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。本标段的钻孔桩直径为800 mm。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，周围和护筒底接触紧密，埋深1.0～1.5 m，顶面高程高出地面不小于0.3 m。保证其位置偏差不大于5 cm，倾斜度不大于1%。
2.4钻机就位及行走
埋设好护简后，即可进行钻机就位。就位时，保证钻杆中心与桩位重合、桩机调平，保证钻杆垂直度不大于1%，用经纬仪和线锥双向控制，其对中误差不得大于5 cm。底座应用枕木垫实塞紧，防止钻机发生偏移、倾斜和沉陷。钻台行走钢轨铺设必须平直、稳固。
2.5钻孔工艺
（1）钻进成孔的冲洗液循环系统采用正循环方式。钻进开始时泵入清水原土自然造浆，钻进过程中进入孔口的泥浆比重为1.1～1.3。当遇易坍塌或缩径地层或返砂不利时，应加入膨润土造浆，提高泥浆质量，以保证孔壁的稳定性。
（2）下钻时，当钻头距孔底50～80 mm时，应开动泥浆泵，使冲洗液循环2 min左右，然后开动钻机，慢慢将钻头放到孔底，并适当控制钻进速度。加接钻杆时，先将钻具稍微提离孔底，待冲洗液循环1～2 min后，再拧卸加接钻杆。钻进过程连续操作，不得中途停止。
（3）清孔。正循环钻进施工的桩孔，到达设计孔深位置后，停钻并将钻头提离孔底50～80 mm，空转不进尺，持续进行清孔，采用换浆法清孔。清孔后，泥浆返出比重应控制在1.15～1.25，含砂量不大于8%，孔底沉渣厚度应≤100 mm，并有记录。清孔时，应保持钻孔内的水位高出地下水位1.5～2.0 m，以防止塌孔。
2.6泥浆排放
对钻孔、清孔、灌注混凝土过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。
2.7钢筋笼的制作和吊装就位
（1）材料：制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸及相关规范的规定。
（2）制作：制作钢筋笼时，钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，宜采用搭接焊接头，搭接的长度不小于5 d，末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20 mm。
（3）安装：为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔4 m在一横截面上设置混凝土块。钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落。无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落、强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。
2.8灌注混凝土施工
（1）组成混凝土的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含量符合规范要求，必要时要清洗和过筛，以除去有害杂质。
（2）拌制混凝土用水在使用前做水质化学分析，试验按JTJ056－1984规定进行。
（3）混凝土所用水泥符合GB175－1985的规定，所有水泥都必须经合格分供方评定后，从批准的厂家进货。水泥进场时，必须附有水泥出厂合格证，并且经本单位中心试验室（国家认可的）检验合格。
（4）导管安放。导管是灌注混凝土的重要工具，用3 mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，不小于250 mm。导管分节长度应便于拆装和搬运，并小于导管提升设备的提升高度，连接处应经过加强。导管吊放入孔时，导管丝扣连接应周正、严密、确保密封良好，导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管损坏钢筋笼，导管口距孔底0.3～0.5 m。灌注过程中，导管埋深宜为2～6 m，严禁导管提出混凝土面，而使导管内进浆造成断桩。
（5）混凝土灌注。混凝土灌注工作开始时，导管底部至孔底部的距离宜为300～500 mm。灌注前利用球胆作为止水塞，以保证初灌混凝土的质量。配置足量的首批混凝土，使导管一次埋入混凝土面以下0.8 m以上，严禁初灌量不足就灌入孔内。灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。灌注过程中严禁将导管提出混凝土面。
（6）当混凝土灌注完毕后，待桩上部混凝土开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着混凝土的收缩而收缩，避免粘结力的损失。
2.9清理桩头
等桩头混凝土强度达到设计值的25%时，立即拆除护筒并凿除桩头多余混凝土。达到桩顶设计标高，采用手工凿除桩头混凝土，不得采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行。
3灌注桩施工质量控制
3.1成孔质量控制
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制不好，可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。
因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：
3.1.1采取隔孔施工程序
钻孔混凝土灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
3.1.2确保桩身成孔垂直精度
这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固、经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜测试。
关键词：水利工程；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）03－0044－02
1工程概况
本工程为某河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程。主要作用为宣泄上游洪水经过直接入海，以保证中下游地区人民的生命财产安全；汛后还可排除涝水，减轻沥涝灾害。加固后的北闸为l3孔，单孔净宽9.5 m，其中中间11孔设工作闸门，两端边孔放置检修门。基础为分离式平底板，闸顶高程为9 m。中墩底板下设11根Ф800 mm灌注桩。桩长16 m，边墩底板下设15根Ф800 mm灌注桩，桩长19 m。灌注桩工程总桩数166根（其中4棵试桩），桩径Ф800 mm，桩长16～19 m，采用C20混凝土。
2钻孔桩施工技术
钻孔前的准备工作主要包括桩位放样、整理平整场地、布设施工便道、设置供电及供水系统、制作和埋设护筒、制作钻孔架、泥浆的制备和准备钻孔机具等。
2.1场地整理
施工前，桩基处在原地基基础上清除杂物后夯压密实即可。
2.2测放桩位及高程
由测量人员按建设单位提供的现场坐标点，使用经纬仪按桩基平面布置图测放各个控制点及桩位。桩位测量偏差应在10 mm以内。由测量人员测定场地地面高程，由此确定施工桩深及桩顶标高。
2.3护筒埋设
本标段钻孔桩均使用钢护筒，采用3～5 mm钢板制作。为保证其刚度、防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。本标段的钻孔桩直径为800 mm。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，周围和护筒底接触紧密，埋深1.0～1.5 m，顶面高程高出地面不小于0.3 m。保证其位置偏差不大于5 cm，倾斜度不大于1%。
2.4钻机就位及行走
埋设好护简后，即可进行钻机就位。就位时，保证钻杆中心与桩位重合、桩机调平，保证钻杆垂直度不大于1%，用经纬仪和线锥双向控制，其对中误差不得大于5 cm。底座应用枕木垫实塞紧，防止钻机发生偏移、倾斜和沉陷。钻台行走钢轨铺设必须平直、稳固。
2.5钻孔工艺
（1）钻进成孔的冲洗液循环系统采用正循环方式。钻进开始时泵入清水原土自然造浆，钻进过程中进入孔口的泥浆比重为1.1～1.3。当遇易坍塌或缩径地层或返砂不利时，应加入膨润土造浆，提高泥浆质量，以保证孔壁的稳定性。
（2）下钻时，当钻头距孔底50～80 mm时，应开动泥浆泵，使冲洗液循环2 min左右，然后开动钻机，慢慢将钻头放到孔底，并适当控制钻进速度。加接钻杆时，先将钻具稍微提离孔底，待冲洗液循环1～2 min后，再拧卸加接钻杆。钻进过程连续操作，不得中途停止。
（3）清孔。正循环钻进施工的桩孔，到达设计孔深位置后，停钻并将钻头提离孔底50～80 mm，空转不进尺，持续进行清孔，采用换浆法清孔。清孔后，泥浆返出比重应控制在1.15～1.25，含砂量不大于8%，孔底沉渣厚度应≤100 mm，并有记录。清孔时，应保持钻孔内的水位高出地下水位1.5～2.0 m，以防止塌孔。
2.6泥浆排放
对钻孔、清孔、灌注混凝土过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。
2.7钢筋笼的制作和吊装就位
（1）材料：制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸及相关规范的规定。
（2）制作：制作钢筋笼时，钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，宜采用搭接焊接头，搭接的长度不小于5 d，末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20 mm。
（3）安装：为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔4 m在一横截面上设置混凝土块。钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落。无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落、强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。
2.8灌注混凝土施工
（1）组成混凝土的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含量符合规范要求，必要时要清洗和过筛，以除去有害杂质。
（2）拌制混凝土用水在使用前做水质化学分析，试验按JTJ056－1984规定进行。
（3）混凝土所用水泥符合GB175－1985的规定，所有水泥都必须经合格分供方评定后，从批准的厂家进货。水泥进场时，必须附有水泥出厂合格证，并且经本单位中心试验室（国家认可的）检验合格。
（4）导管安放。导管是灌注混凝土的重要工具，用3 mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，不小于250 mm。导管分节长度应便于拆装和搬运，并小于导管提升设备的提升高度，连接处应经过加强。导管吊放入孔时，导管丝扣连接应周正、严密、确保密封良好，导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管损坏钢筋笼，导管口距孔底0.3～0.5 m。灌注过程中，导管埋深宜为2～6 m，严禁导管提出混凝土面，而使导管内进浆造成断桩。
（5）混凝土灌注。混凝土灌注工作开始时，导管底部至孔底部的距离宜为300～500 mm。灌注前利用球胆作为止水塞，以保证初灌混凝土的质量。配置足量的首批混凝土，使导管一次埋入混凝土面以下0.8 m以上，严禁初灌量不足就灌入孔内。灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。灌注过程中严禁将导管提出混凝土面。
（6）当混凝土灌注完毕后，待桩上部混凝土开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着混凝土的收缩而收缩，避免粘结力的损失。
2.9清理桩头
等桩头混凝土强度达到设计值的25%时，立即拆除护筒并凿除桩头多余混凝土。达到桩顶设计标高，采用手工凿除桩头混凝土，不得采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行。
3灌注桩施工质量控制
3.1成孔质量控制
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制不好，可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。
因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：
3.1.1采取隔孔施工程序
钻孔混凝土灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
3.1.2确保桩身成孔垂直精度
这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固、经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜测试。