1、电力建设工程中钻孔灌注桩施工技术分析摘要：钻孔灌注桩施工是电力建设工程中地基工程的重要组成部分。施工过程中，必须要针对地基情况，采取合理的技术方案，整合优化资源配置，加强过程控制，及时处理施工中遇到的各种问题。 关键词：钻孔灌注桩施工；施工技术；技术保证 中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2014）02019503 随着我国电力建设事业的迅速发展，海外市场逐渐扩大，电力建设逐渐向全球发展，在施工过程中遇到的地质环境复杂多变，一旦确定桩基础，其覆盖面广，工程量较大，因此就对地基工程施工在成本、进度、安全和质量的控制提出了较高的要求，尤其是成孔灌注桩的施工就显得尤为重要
2、。本文主要以中东沙特阿拉伯地区为例介绍钻孔灌注桩的施工工艺及施工方法，山东电力建设第三工程公司在本项目施工过程中，采用合理的施工方案，对成本、进度、安全和质量的控制都产生了积极的影响。 1 施工条件 山东电力建设第三工程公司驻中东沙特阿拉伯地区燃气机组 EPC 总承包项目，总装机容量 2048MW，由 12 台燃机发电机组和 5 台汽轮发电机组组成，地理位置位于波斯湾北岸，地质条件以砂土为主，根据设计要求，整个电厂桩基础的直径均为 600mm，总量约 12000 根。工程量较大，工期紧张，施工过程存在加大的压力。 公司根据当地的环境条件，优化施工方案，合理配置资源，加强施工过程控制，圆满完成了
3、 EPC 合同的要求。 2 资源及施工机械 3 材料准备 （1）混凝土：C40 混凝土抗渗等级 S2，塌落度：（17025）mm。 （2）钢筋：环氧涂层钢筋，满足 ASTM 615 规范要求。 （3）绑扎丝：带有塑料环氧涂层的绑扎铁丝。 （4）垫片：混凝土或者塑料垫片。 4 施工流程 4.1 场地平整 根据桩基设计标高进行场地平整并进行夯实，平整标高比桩基混凝土浇筑标高高出 30cm。 4.2 测量放样 首先应用全站仪测定基桩轴线和桩位标志并填写记录。桩基轴线和桩位杨庄的定位点宜设置在不受钻孔灌注桩施工影响的地点，在施工过程中应经常检查，点位点需要移动时，应先检查正确性并做好测量记录，所有定位
4、点必须加以妥善保护以便在施工全过程中能迅速准确地进行测量与检查。利用原有的设计网点，加密布设控制点，补充施工需要的水准点。 4.3 放置钢护筒 钢护筒在具有资质的钢结构车间加工制作成型，加工质量应符合设计及施工规范要求。钢护筒采用 8mm 厚钢板卷焊成内径为 600mm 的圆形套筒，用电焊接缝，焊缝要饱满，焊渣要清除干净；在钢护筒上、下两端的外壁，各加焊一个 8mm 厚、50mm 宽的环形钢箍，作为加强肋，以免护筒沉放时内卷，钢护筒底口消成刃脚，便于穿过抛石层；再在钢护筒外壁的中部，均匀分布地加焊 8mm 厚、50mm 宽的环形钢箍，作为加强肋。钢护筒放置需要使用履带式吊车及振动式压力机配合就
5、位，钢护筒吊装安装就位后，检查纵横向位置偏差及垂直度满足规范规定。 4.4 钻孔 成孔施工分班连续进行，施工一气呵成，不得在中途停顿，如因故停止，将钻头提升至孔口处，避免被泥浆埋住。 施工过程中及时详细填写钻进记录，交接班时交代钻进情况及应注意的问题。当钻进成孔至设计岩层时，及时向监理报验，确认达到设计岩层后，再继续冲击至设计深度。 4.5 终孔及清孔 当达到设计终孔标高后，每孔均进行超前钻，钻进孔底约钻锥高的1/3，确定达到设计标高后，对孔深、孔径和孔位等进行检查，然后填写终孔检查表，及时通知甲方代表、监理及设计人员到现场验孔。 成孔工序验收合格后，进行第一次清孔，采用换浆法，即钻孔完成后，
6、提升钻头至距离孔底约 20cm，继续上下摆动搅拌泥浆，同时将比重较低的泥浆（约 1.20 左右）压入孔内，逐步将孔内悬浮的沉渣和比重较大的泥浆换出，换至孔内泥浆比重低于 1.20 以下为止。 清孔后，孔内沉淀物厚度不大于 5cm，泥浆指标为：比重 1.081.20；粘度 1725s；含砂率 98%。 4.6 钢筋笼安装 清孔完毕，经检查孔深、孔径和竖直度检查符合要求后，即进行钢筋笼施工。 钢筋笼集中预制，设专人负责，确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为保证在运输过程中不变形，钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用吊车吊入孔内，防止碰撞孔壁，要缓缓下落，下插困难时，可采用正反旋转。钢筋笼下到设计标高后
7、，用悬挂器将其与护筒或平台连接牢固，防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。 钢筋笼安装要认真对中，保证桩壁混凝土保护屋的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。钢筋笼安装完毕，进行二次清孔。清孔后泥浆性能指针报现场监理工程师验收。 4.7 浇筑混凝土 导管吊装前进行试拼，检查接口连接是否严密牢固，若接口胶垫有破损，更换后使用。同时检查拼装后的垂直情况，根据成孔的总长，确定导管的拼装长度。使用前进行过球，水密及承压试验，试验时的水压，大于开孔的水深至 1.5 倍的压力。吊装时，导管位于井孔中央，并在灌注前进行升降试验。导管吊放完毕，在导管口加封带管的铁板，往导管内灌注泥浆，使沉淀在孔底的沉渣漂流，即灌混凝土前换浆
8、工作。 复测孔底标高，检查沉渣厚度，判断是否达到设计要求及满足灌注要求后，方可灌注混凝土。混凝土采用商品混凝土，运至现场后，用混凝土泵车进行灌注混凝土施工。 浇注混凝土期间，配备水泵，吸泥机及高压射水管等设备，以保持井孔内水头和及时处理灌注故障，灌注首批混凝土时导管下口至孔底的距离为 2535cm，导管埋入混凝土中的深度不小于 1 米。 混凝土的浇注连续进行，有短时间间隔时，经常上下抽动导管，使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌混凝土边提升导管和拆除一节导管，使混凝土经常处于流动状态，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管底埋至于混凝土的深度达 3 米左右或导管中混凝土落不下去时，开始将导管
9、提升。提升速度不能过快，提升后导管的埋深不小于 2 米且不大于 6米，根据混凝土的灌注情况和埋管深度逐节拆除导管。提升导管垂直及居中，不能倾斜以免牵动钢筋骨架。 孔内混凝土面的检测，采用锤重不小于 4kg 锥形控测锤探测。混凝土灌注到桩上部 5 米以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次拨出导管，拨管采用慢提及反插，灌注的桩顶标高预加 0.51m。 灌注时取较有代表性的混凝土做抗压试件，灌注完成后及时清洗灌注工具及清除部分表面泥浆层，待终凝后再凿除桩头到混凝土新鲜面。 桩基混凝土质量的检测，按有关规范的规定方法进行检测。 保持施工场地的清洁，灌注混凝土过程中，孔内排出多余的泥浆运至指定地点排
10、卸，不得任其四处流淌。 4.8 取出钢护筒 使用履带式吊车配合振动式压力机将钢护筒取出，取出的时候要防止桩基产生裂缝。钢护筒取出之后，检查桩基混凝土标高。 5 技术保证措施 （1）钻机就位前，对桩位予以复核，机械就位时，要认真调平、准确对位，保证施工时钻头垂线心与桩位中心重叠。 （2）钢护筒安装时要确保垂直度及中心位置偏差符合规范，严禁蛮力下压护筒，以免护筒变形影响成桩质量。 （3）成孔过程中，要根据土质状况控制冲进速度，在护筒刃脚处，应低速慢进。 （4）成孔过程中要及时捞取冲渣样品及泥样，并注意泥浆颜色变化，查对土类并作好详细记录，以便与设计资料核对。 （5）钢筋笼安放时，各节之间主筋的焊接
11、要严格按规范要求进行，每根钢筋笼安放就位后必须以强度足够的钢筋把钢筋笼焊接固定在钢护筒上以免发生浇混凝土时钢筋笼上浮现象。 （6）钢筋笼安放后，浇混凝土前要再次清孔内 1 小时，确保孔内沉渣厚度小于 5cm。 （7）为确保已成型的灌注桩质量不邻近成孔施工影响，混凝土中适当掺入早强剂，以提高混凝土的早期强度。 （8）浇混凝土过程中要反复提升并反插导管，以确保混凝土料均匀并有较高密实度，但提升时要保证导管始终埋在混凝土里不小于 2m。 （9）浇混凝土前要根据实际孔深计算好浇混凝土量，浇筑至桩顶标高附近要随时以探锤探测实际浇混凝土高度，确保最终浇注高度要高出桩顶标高 100cm。 （10）灌注桩施工
12、完毕后，适时完成桩头处理工作，为验桩作好准备，经验桩合格后方可进入下道工序施工。 （11）相邻桩的冲孔，在 5 米范围内的其它任何桩的混凝土灌土灌注完成 24 小时后才能开始，以免扰动正在凝固的邻桩的混凝土。 （12）钻孔应连续作业，不得中途停止。 6 施工过程中常见的问题及解决方案 钻孔灌注桩常见的质量问题包括钻孔偏斜、断桩及钢筋笼上浮等。 6.1 钻孔偏斜 造成钻孔偏斜的主要原因是钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致。 防治措施：在桩机到位之前，先将场地夯实平整、夯实。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处 0.5
13、m 以上，重新钻进。 6.2 断桩 由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。防治措施：成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔后及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前要准确算出混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在混凝土灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据
14、导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。 6.3 钢筋笼上浮 造成钢筋笼上浮的主要原因：钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有 1m 左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。 防治措施：钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢
15、固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在 1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端 2-3m 时，及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在 2-4m，不宜大于 5m 和小于 1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。 7 结束语 钻孔灌注桩目前在电力建设中的使用已相当普及，但钻孔灌注桩的施工大部分是水下进行的，其施工过程无法观察，
16、成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。故此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范、核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工纪录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。 参考文献 1JGJ94-2008.建筑桩基技术规范S.北京：中国建筑工业出版社，2008. 2JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范S.北京：中国建筑工业出版社，2002.
