中山市南头镇水利所 528427
摘要：介绍了中山市地理位置和南头镇地质基本情况。
关键词：泵站、水闸工程；钻孔灌注桩；原理；施工工艺。
0工程概况
中山市位于广东省中南部，珠江三角洲中部偏南的西、北江下游出海处，北接广州市番禺区和佛山市顺德区，西邻江门市区、新会区和珠海市斗门区，东南连珠海市，东隔珠江口伶仃洋与深圳市和香港特别行政区相望。全境位于北纬22°11′～22°47′，东经113°09′～113°46′之间。行政管辖面积1800.14平方公里。
一、南头镇地质特征情况
南头镇属中山市北部平原区（海积冲积平原）地势平坦，海拔在2米以下，大致由西北向东南轻微倾斜，河网密布（河网密度0.9—1.1公里\平方公里）。按海拔和形成年代来区分，属北部基水地小区。
牛岗占地一千多亩，其中263亩属南头镇，这是南头唯一的小丘陵，牛岗盛产花岗岩石。二十世纪六十年代，南头在牛岗山属滘心村部分开采石场，作为建筑材料，由于滥采、滥用资源，对牛岗山的自然风貌已造成破坏。
境内属第四纪沉积的冲积海积层，地层组成以黑色淤泥、亚粘土及部分灰白色细砂、粗砂和沙砾为主，一般厚度在10-20米。地质构造体系属于华南褶皱束的粤中坳陷带内的粤中坳陷的隆断束。属古镇-南头断裂，是新会-市桥断裂的一部分，西起古镇，经小榄、东凤、南头入顺德，走向35度－40度。
二、钻孔灌注桩原理及施工工法介绍
钻孔灌注桩施工大体可分为两种，一种是陆上施工，一种是水中施工。陆上施工和水中施工其原理与工艺基本一致，本文主要介绍钻孔灌注桩在陆上施工的工法。
2.1、施工准备及相关试验
（1）对施工地段地质条件进行复勘，编制复勘工程地质剖面图，并最终确定基础加固施工工艺和施工参数。
（2）施工前，对进场材料及施工机械进行检查验收，确保机械的正常使用和进场材料的合格。
（3）试验桩施工，施工前进行试造孔、试灌注、试压浆施工，其数量不应少于2根，从而检查造孔设备，施工工艺及技术要求是否适宜，发现问题立即做出相应处理，直至满足设计要求。
2.2、钻孔灌注桩施工
（1）施工工艺流程
（2）施工方法及技术要求
由于施工区域地面较软，难以满足座机条件，因此一些部位需要进行粗粒砂性土换填处理。
1）进场材料要求：
①泥浆材料使用的膨润土和黏土质量应符合《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174-2014第5.0.4条和第5.0.5条的有关规定；
②商品砼需采用正规厂家生产的，其厂家资质应报工程监理单位审核备案；
2）泥浆制备和处理：
①护壁泥浆拟选用高塑性黏土或膨润土，其性能指标应符合SL174-2014的规定。若采用黏土拌制泥浆，应按SL174-2014第5.0.7条规定进行土质的物理试验、化学分析及矿物成份鉴定，并应进行造浆试验；
②泥浆护壁钻孔钻进期间，护筒内泥浆面应高出地下水面1.0m以上；在受水位涨落影响时，应加高护筒至最高水位1.5m以上；
③钻进过程应不断置换泥浆，保持浆面稳定；
④浇筑灌注桩砼前，应进行第二次清孔，并符合孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率不得大于8%；黏度不得大于28s的要求；
⑤设置泥浆循环净化系统，其废弃的泥浆、沉渣应按指定地点排放，并保证其不对环境造成污染；
3）钻孔质量要求
①成孔孔壁要求平直，孔径允许偏差±5cm，钻孔垂直度偏差允许值为1%，钻孔完成后要求桩底沉淤厚度不大于10cm；
②严格控制孔深、孔斜率、桩底沉淤量等，保证成孔的质量；
③施工前保证测量放样的精确度，并保证桩机定位的准确度，从而保证开孔位置于设计位置允许有不大于10cm的偏差；
4）钻孔施工要点：
①开钻前，在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固，必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。
②冲击钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下3-4m后，可根据实际情况适当加大冲程。
③在钻孔桩上部淤泥段，考虑采用冲抓钻：一方面可防止坍孔，另一方面可以适当加快施工进度。
④钻机安装处事先整平夯实，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。
⑤钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握勤松动，少量松绳的原则；孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低0.3m，防止泥浆溢出；冲击过程中勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全质量事故的发生。
5）终孔与清孔：
①桩身成孔钻进入持力层后，每钻进100—500mm，应清孔分段取样一次，非桩端持力层段高为300—500mm，桩端持力层段高为100—300mm，分析取样准备终孔验收。
②钻孔桩成孔后，用钢尺和测绳对孔深、孔径、孔位、孔形和倾斜率进行检查验收，填写详细的终孔记录，并报请监理工程师检查批准，才可进行清孔等工作。
③对检查验收合格的孔即可进行清孔，终孔验收包括验收孔位、孔斜、孔深三部分内容，其中孔位是由导线桩的位置来控制，孔斜的量取是用检测尺检查钢丝绳的偏斜，孔深用测绳量取。
④灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度不大于设计及规范要求，在孔底淤积超过规定（摩擦桩≤30cm），或设计文件规定的具体值时要使用捞渣筒捞取淤积，使槽孔符合设计要求。回旋钻清孔用换浆法进行，清孔排渣时应经常补水，保持孔内水头，防止塌孔事故。清孔时，并不能用增加钻孔深度代替清孔，当检查确认桩孔满足图纸设计要求后立即填写终孔检查单并经监理工程师鉴认后即可下设钢筋笼与导管，进行灌注水下混凝土的工作。
⑤清孔时必须注意保持孔内水头，防止坍孔，清孔后提取泥浆进行性能指标试验。
⑥钻孔灌注桩泥浆三大性能指标测定
A.泥浆比重常采用泥浆比重计测定。泥浆比重计由由泥浆杯和秤杆等组成。测量时将泥浆杯装满泥浆，加盖并擦净从小口溢出的泥浆。然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的比重。该仪器测使用前要用清水对仪器进行校正，如读数不在1.0处，可通过增减杠杆右端的金属颗粒来调节。
B.施工现场常采用漏斗粘度计测定泥浆的粘度。测量时将用手指堵住漏斗下面的出口，从量杯分别将500ml和200ml泥浆分别通过滤网倒入漏斗，然后打开出口，让泥浆从内径5mm，长度100mm的管子中流出，用秒表测定流出500ml所需时间（s），即为泥浆粘度。该粘度计测得的是泥浆对水的相对粘度。因此，在使用前应用水进行校正。其方法是先往漏斗中注入700ml清水，而流出500ml的标准时间应为15s，如有误差则通过下式进行修正：泥浆粘度=测得的泥浆粘度（s）×15s/测得的清水粘度数（s）。
C.含砂量通常采用含砂量仪来测定。测定时将100ml泥浆装入量杯中，用清水将泥浆稀释，将其倒入过滤筒筛网上过滤，并用水冲洗，最后将筛余的砂粒倒入干净的含砂量杯中，垂直静置一分钟，记录沉淀物体积的毫升数，即为泥浆的含砂率。
5）钢筋笼制作与吊放：
①钢筋笼制作严格按照规范《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008灌注桩施工规定；
②对于分段制作的钢筋笼采用焊接的方式连接，并符合《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012中相关规定；
③钢筋笼尺寸偏差应符合以下规定：主筋间距偏差±20mm，箍筋间距允许偏差±30mm，钢筋笼直径允许偏差±20mm，钢筋笼长度允许偏差±200mm，钢筋笼保护层允许偏差±20mm；
④为保证钢筋的保护层厚度，在钢筋笼设定位的砼块或钢筋环，钢筋笼内径应比导管连接法兰外径大10cm以上；
⑤吊放钢筋笼应符合以下要求：钢筋笼吊放前应进行垂直校正；就位后钢筋笼顶底高程应符合施工图纸规定，误差不得大于10cm；灌注桩桩顶应设有固定装置，钢筋笼就位后立即进行固定，防止上浮或下沉。
⑥制作钢筋笼时，对钢筋的调直、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5d，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20mm。
⑦为保证钢筋笼外砼保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋“耳环”。
⑧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。
⑨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。
⑩入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。
6）水下砼的制备
①砼强度等级不低于施工图纸的规定；
②水下砼坍落度为18~22cm，水泥用量不少于360kg/m3，含砂率40%~45%之间，选用中粗砂；
③砼粗细骨料应选用卵石或碎石，其最大粒径应不大于5.0cm，且不大于钢筋间最小净距的1/3；
7）砼灌注施工
①导管、漏斗和储料斗的制备
a、导管是灌注砼的重要工具，用3mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定，不得小于250mm，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，中间节一般长2m左右，下端节可加长至4-6m，漏斗下可配长约1m的上端节导管，以便调节漏斗的高度。中间节两端焊有法兰、以便用螺栓互相连接。法兰厚度10-12mm，法兰边缘比导管外壁大出40-50mm、直径12-16mm、螺栓孔6-8个。在一端法兰附近焊有小吊耳一对，备栓挂钢丝绳用，上下两节法兰间垫以4-5mm厚橡胶垫付圈，其宽度外侧齐法兰盘边缘，内侧稍窄于法兰内缘；
b、漏斗用2-3mm厚的钢板制成圆锥形或棱锥形，在距漏斗上口的15cm处的外面两侧对称地焊吊环各一个，圆锥形漏斗上口直径取800mm，高为900mm；锥形漏斗结构尺寸为1000×1000×800mm，插入导管的一般长度均设15cm.；
c、储料斗采用3mm厚钢板及加劲肋制做，底部做成斜坡，出口设闸门，活动溜槽设在储料斗出口下方，溜槽下接漏斗。
d、根据计算确定，使用的漏斗和储料斗均按2.5m3考虑。
②钻孔桩砼灌注
砼灌注工作开始后，必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。
③灌注砼注意事项
a、导管下端距桩底控制为0.3～0.5m；在一切工作就绪，经量测孔底沉淀层超标时，采用射水（射风）管冲射3-5min。
b、导管埋入砼的深度在任何时候不小于2.0m。
c、水下灌注砼的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.8~1.0m。
d、严禁导管漏水或导管底口进水（即封不住底）而造成断桩事故，保证施工质量。
e、当砼灌注完毕后，待桩上部砼开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩，避免粘结力的损失。
三.成桩质量检验
灌注桩施工过程中及施工完成后，要进行以下检测：
1）灌注水下砼前应对每中配合比进行取样制模，每台班要求至少取样一组，每组3块；对于灌注桩每根应取一组式样，每组3块；
2）对灌注桩进行取样检测其强度和密度，每台班至少取一组样，每组3块；对于灌注桩每根应取一组式样，每组3块；
3）采用低应变动力法检测基桩桩身的完整性，抽测数量不少于该批桩总数的20%，且不得少于10根；当抽检出现不合格桩数超过抽测数的30%时，应加倍重新抽测；加倍抽测后，若不合格桩数仍超过抽测数的30%时，应全部检测。
结论
目前，我国越来越多的水利工程建设采用钻孔灌注桩技术，以节约建设成本、减少施工噪音。钻孔灌注桩质量与水利工程总体质量息息相关。
参考文献
[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
[2]《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174-2014
[3]《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012
[4]甘悦.路桥施工工程中钻孔灌注桩施工技术的应用分析[J].建筑知识,2016,05:125-126.
论文作者:梁利枝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/8
标签：泥浆论文; 钻孔论文; 钢筋论文; 导管论文; 漏斗论文; 偏差论文; 法兰论文; 《基层建设》2018年第11期论文;