略论钻孔灌注桩之水利施工的创新理念应用

　1、钻孔灌注桩概述
　　1.1 钻孔灌溉桩施工原理
　　钻孔灌溉桩施工原理就是准备好足够的首批混凝土，将孔底的水或泥浆迅速排开后，同时一次性将导管出料口埋设在混凝土中，并确保一定的深度，以确保后续浇灌的混凝土始终是与孔内水或泥浆相隔离的，然后将高流态的混凝土持续地从进料口进入导管而成桩孔。
　　1.2 钻孔灌注桩施工工艺流程
　　钻孔灌溉桩施工工艺流程主要包括：定位、埋设护筒、泥浆池制作，泥浆制作及循环、钻机就位及成孔、捞渣及清孔、钢筋笼制作及安放、灌注砼、清理现场。
　　护筒主要由连接螺栓孔、连接钢板、纵向钢筋、连接钢板或刃脚构成。护筒主要起着固定桩位，并作钻孔导向、保护孔口防止孔口土层坍塌、隔离孔内孔外表层水，并保持钻孔内水位高出施工 水位以稳固孔壁的作用。
　　泥浆主要起护壁、携渣、防渗、润滑钻头等作用，在泥浆制作时要求膨胀土或高塑性粘土现场加水搅拌，比重1.1～1.15，粘度16～22s，含砂率小于4%，胶体率大于95%。优质膨润土、可加入烧碱、碳酸钠。
　　钻孔主要包括：冲击钻进成孔、冲抓钻进成孔、旋转钻进成孔。其中冲击钻进成孔主要采用的机具有定型的冲击式钻机、冲击钻头、转向装置的掏渣筒等，也可用30～50kN带离合器的卷扬机配合钢、木钻架及动力组成简易冲击机。其方法是利用钻锥（重为10～35kN）不断地提锥、落锥反复冲击孔底土层，把土层中泥砂、石块挤向四壁或打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用掏渣筒取出，重复上述过程冲击钻进成孔。
　　冲抓钻进成孔适用于松软土层（砂土、粘土）中冲孔，遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。
　　旋转钻进成孔利用钻具的旋转切削土体钻进，并同时采用循环泥浆的方法护壁排渣。按泥浆循环的程序不同分为正循环和反循环两种。
　　清孔的目的是为了除去孔底沉渣，保证孔底砼质量及桩的承载力。通常采用抽碴法、吸泥法、换浆法。
　　2、钻孔灌注桩之水利施工技术具体分析
　　2.1 工程概况
　　某新建项目（二期），码头管架系统位于过船港务公司码头分项工程引桥上游侧，管架中心线距码头上游端37.45m，管架灌注桩直径均为800mm，桩长20.5m的灌注桩20根。
　　2.2 施工总体规划
　　2.2.1 施工方法。根据现场施工条件及施工工期要求结合设备性能，从施工技术的可行性和经济合理性上综合分析考虑，本工程工艺采用钻孔成孔工艺施工，钻机龙门架起吊钢筋笼施工，泵送砼（φ800灌注桩）。
　　2.2.2 施工设备。采用3PH型泥浆泵，配专用泥浆搅拌机搅浆；采用螺旋式灌注导管，导管内径为26厘米，每节长3米，导管下口离孔底约为30厘米；选用1台GJD-1500型钻机进行施工，钻机采用锥式合金钻头，配备直径0.8M的钻头。
　　2.2.3 施工工艺。之所以采用工艺技术成熟，操作简单的正循环钻成孔灌注桩，是因为桩位处于长江边滩，场地狭窄，地基为粉土层、砂土层、淤泥层，承载力较小。此工法是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，钻进时用泥浆护壁，排渣；泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口溢进沉定池后返回泥浆池中净化，再供使用，这样泥浆在泥浆泵、钻杆、钻孔和泥浆池之间反复循环运行。
　　施工用机械配合人工移除场内障碍物，进行场地平整，然后测量放样，精确放出桩位。
　　桩基护筒制作与埋设：人工开挖基坑，并埋设护筒的同时用石灰线标示出护筒开挖边线。安装钢护筒，护筒采用δ=6mm的钢板卷而成，直径为1m。为加强护筒的整体刚度，在焊接接头焊逢处加设厚6mm宽10cm的钢带，护筒底脚处加设厚10mm宽20cm的钢带作为刃脚。护筒长度结合现场地质情况和施工条件定做，焊接采用坡口双面焊，所有焊缝必须连续，以保证不漏水。护筒采用挖埋法进行安放，沉设时严格控制平面位置及垂直度。
　　泥浆池布置：本着便于施工的原则，在桩位旁边布置泥浆池与沉淀池。用编织袋围堰堆积而成，采用泥浆泵通过钻杆输送泥浆至孔中，泥浆通过人工挖槽输送回沉淀池，沉淀后的泥浆回流至泥浆池形成泥浆循环，为保护环境，严禁把泥浆及废渣直接排入江中，施工完成后，在沉淀池静置沉淀后弃置业主指定的地方。
　　造浆：往要施工的桩及循环用的泥浆池供泥浆，换出原孔内清水是施工前所要做的事情。泥浆制备采用粘土，根据不同的土层制备不同浓度的泥浆，使泥浆起到护壁及清洁的作用。
　　钻机就位：钻孔时，应先激活泥浆泵和转盘，待泥浆进入护筒内一定数量后，方可开始钻进。在此之前应采用牵引、滑移法将钻机移至桩位处的平台上，并复核钻头的平面位置，校核钻头和钻杆是否与灌注桩中心线是否对齐，用水准仪对钻机找平，并测出护筒的顶标高。钻进时注意控制进尺适当。在粘土中钻进时，宜采用中等转速，大泵量、稀泥浆。在砂土中钻进时，宜采用低档慢速，大泵量、稠泥浆。钻孔过程中，用经纬仪经常检查钻杆是否垂直，注意勤加检测孔内泥浆的浓度。钻机开钻时及时填写钻孔施工记录，桩孔钻进采用分班连续作业，中途不得停止，交接班时交待钻进情况及下一班注意事项。施工中因故停钻时，孔口应加护盖。
　　清孔：当孔深达到设计标高后，全面检查孔径，深度，垂直度和孔底嵌岩情况，如检测不合格不得采用换浆法清孔。即将钻锥吊离孔底约20-30CM，输入密度为1.05-1.25的泥浆，换出孔内含钻渣较多的泥浆，当孔底基本无沉渣，泥浆沟只排出浊水而无泥浆废渣时，即可停止第一次清孔，移机准备钢筋笼下放。
　　水下混凝土灌注：灌注过程中，设专人测量孔深并记录，准确掌握混凝土面的上升高度，严格控制导管埋深在2～6m，并应做好砼的浇注记录。混凝土灌注应连续进行，并保证首批混凝土在初凝前完成。混凝土灌注高度宜高出设计顶标高500～1000mm时，拆去导管，清理泥浆及沉渣。桩基高出部分的混凝土待桩身混凝土强度达到要求后人工凿除，并做好桩基检测工作。
　　3、钻孔灌注桩在水利施工中常见质量通病及预防
　　钻孔灌注桩在水利施工中受到多种因素的共同影响，从而出现坍孔、漏浆等问题。出现坍孔时应首先判断坍孔的程度，当出现小的坍孔时，应采取上述措施，当出现较严重的坍孔事故时，应用优质粘土将孔回填，待自然沉实后再重新开钻；出现漏浆时应采取的措施是加大泥浆浓度、向孔内加入锯末等。
　　结束语
　　综上所述，钻孔灌注桩的施工技术尽管已逐渐被水利工程运用，但是仍旧有许多水利施工人员对这一技术存在认识误区或是对如何运用感到疑惑，因此，提高钻孔灌注桩水利施工技术的认识度，知晓钻孔灌注桩在水利施工中常见质量通病及预防，对这一技术今后的正确使用及水利质量保证具有现实意义。