摘要：灌注桩施工是水利工程施工中的一项重要工序，对提升整个工程质量具有重要意义。由于灌注桩施工过程较隐蔽，加强桩基检测是控制灌注桩施工质量的重要手段。施工中应加强施工技术人员的责任意识，预防为主，重视灌注桩施工各个环节控制，不断探索新的灌注桩施工工艺，及时解决施工过程中的问题，达到保证灌注桩施工质量的目的。
关键词：水利工程；工程施工；灌注桩施工
1灌注桩的分类
目前水下混凝土的施工方法可以分为水上拌制混凝土拌合物，来进行对水下灌注，这其中可分为导管法、泵压法、柔性管法、倾注法、箱袋法、开底容器法和装袋叠置法，还有一种是在水上拌制胶凝材料，对水下进行预填骨料的压力灌浆，包括加压灌注和自流灌注。由于灌注的方法是不断地进步的，水下可以灌注水泥混凝土、纤维混凝土、沥青混凝土、树脂混凝土等，现如今水下混凝土的应用越来越多，发展的也越来越快，发展前景十分的广阔。
2 灌注桩的成孔
2.1 成孔设备要求
在设备钻进时，由于钻头摆动幅度较大，造成扩孔问题非常严重，如果不能及时、有效解决扩孔问题，将在一定程度上影响水利工程的施工质量。为保证钻孔施工质量，应采取相应的措施制约钻具的摆动问题，一确保钻孔的垂直度。相对而言，小口径钻孔施工时，钻头的侧刃对于岩石而言影响相对较大，相反，如果灌注桩所钻进的地层比较软，钻头侧刃受到的影响将会大大降低。因此，水利工程灌注桩钻进过程时必须选择正确、合适的钻头，在降低钻孔扩孔率的同时，保证工程的施工质量。
2.2 参数选择
灌注桩在钻进过程中所涉及的参数主要有钻进的转速以及钻进的泵量两部分。在灌注桩钻进过程中，需将期间的粘土粉排出，而粘土粉的排出，必然会需要较大泵量作为支持，其计算公式为 Q =FV60，其中 Q 为冲洗液量，单位 m3/ min；F 为环状间隙的面积，单位 m2；V 为冲洗液的上返速度，单位 m/s。若钻进孔径的设计值为 500mm，钻杆直径为 89mm，环状的间隙面积为 0.2m2，按照公式，可得出泥浆泵的泵量为 600L/min。由此可知冲洗液的上返速度相对于小孔径而言，速度较慢。在水利工程灌注桩施工时，钻头钻进的速度也是需要考虑的参数之一。当前，大多水利工程灌注桩属于粘土层钻进，由此也决定了其所受的土层硬度与强度参数的影响相对较小。施工过程中钻具极易刻取粘土，为减小扩孔率，往往会保持钻进的稳定性，必然会对钻速进行控制，将钻速限制在较小范围内，以确保工程质量。
3灌注混凝土的配制
3.1混凝土减水剂的应用
根据目前的资源情况和外加剂性能的特点，在灌注桩混凝土的配制中使用的减水剂多为MF复合剂。其能使混凝土在满足性能的基础上，还具有高流态、较高抗冻的特点。
3.2灌注桩混凝土的配制
灌注桩混凝土的配制与建筑混凝土相比具有特殊性，其必须具有较高的流动性，同时还应考虑受到泥浆的侵蚀作用而影响混凝土的性能。因此，在配制时建议采取以下技术措施。
3.2.1 加大设计配合比
混凝土配制强度助采用大于设计标号R的50%的配合比。不仅总平均值要满足设计标号，还应满足95%的强度保证率。强度离差系数Cv取0.2，查配制强度与设计标号之比的关系曲线可得Rp/R二1.5，即Rp=1.SRo当R = 200MPa，则Rp=1.5 x200=300MPa。
3.2.2选择适合的材质。
3.2.2.1添加改善混凝土性能的处理剂
例如，添加具有表面活性剂化学性质的MF高效减水剂改善混凝土的性能。
3.2.2.2增加含砂率
砂率对混凝土流动及粘聚性有较大影响。一般参数为：比重为2.60，细度模数为2.89，吸水率为2%，含砂率为50%。
3.2.2.3 加大混凝土的水泥含量
按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍进行配制：即225 x 2 = 450（Kg/m3）。
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3.3确定适合的水灰比
水灰比满足以下方程：Rp二aRc（C/W一b）式中，Rp—混凝土试配制强度为300MPa；a、b—试验系数，分别为0.5，0.58；Rc—水泥标号，取425水泥；C/W—灰水比。计算可得，C/W=1.990
3.4 确定高流态的用水量
根据实践经验，坍落度控制在19.3cm至21cm能满足灌注桩要求，本次取坍落度为19.3cm。Gv=10/3（S+K）式中，Gv混凝土用水量（Kg/m3）；S—坍落度；K—试验常数。当碎石粒径为30mm，K = 50.75时，用水量为234K}/m3。
4清孔
成桩质量与桩身曲直受钻孔的深度、直径、位置和孔形的影响，如果不对孔底进行清理对导致泥浆的沉积，严重的可能会导致钻孔坍塌，在钻头钻进到规定深度以后，应提高一定的高度，并对孔进行清理，在清孔时一般采用正循环旋转钻机、反循环旋转钻机真空吸泥以及抽渣筒等方式进行清孔，清孔时要将比较大的石块进行搅碎。
5 钢筋笼的制作和吊装
在制作钢筋笼，要对选用的钢筋进行除锈、截断、折弯和焊接等操作流程，制作时应按照设计图纸进行实施，在制作钢筋笼时最好选用整根的钢筋，对于成品的钢筋笼要保证其尺寸符合规定要求。在钢筋笼进行吊装的时候，要先检查所钻的孔是否符合标准要求，检查内部是否有塌陷、孔壁对钢筋笼安装是否有影响，以保证安装的顺利进行，在钢筋笼进行安装时要对准孔位进行安装，尽可能的竖直进入，当放入过程中遇到阻碍物时应进行相应的处理，在安放的时候不可以起落的速度过猛或强行的下放，否则会导致孔壁出现坍塌的情况。
6灌注混凝土施工
混凝土的选料很重要，在集料中的杂质含量要符合国家标准，如果不符合应进行清洗和筛选，防止杂质过多影响质量，对于搅拌所需要的水的要求也很高，应在使用前进行化学分析，对于水泥需要供应方给出合格的评定，并进行取样化验，合格以后才可以进行使用，导管对水利工程灌注也很重要，导管在吊放入孔的时候，丝扣要连接严密，导管放入时保证在孔桩的中间位置，在灌注过程中禁止导管提出混凝土面，而导致的进浆断桩。
7 成孔过程中易遇到的问题及处理措施
7.1缩径。
7.1.1缩径产生的原因
在钻进过程中，地应力沿较软岩层释放，因而造成缩径。在钻进过程中，钻进压力大，钻速过快，使得钻头很快穿过淤泥、淤泥质土层。当钻速过快时，淤泥便从钻孔周围流向钻孔内，导致其侧压力与孔内泥浆力达成平衡，发生缩径甚至卡钻。
7.1.2缩径的防治
较为有效地防治缩径的方法有：
（1）实行严格的管理，钻机由有经验的机长专职操作，其它人员不得随意操作。（2）在钻到淤泥或淤泥质土层时，投人粘土泥膏，使钻机钻进压力减为零。 （3）钻速减慢让钻机在无油压状态空转。为确保钻孔无缩径现象，在成孔完毕后应在易出现缩径现象的地层中扫孔一到二次。
7.2坍孔。
7.2.1 坍孔产生的原因分析
坍孔产生的原因是多方面的，主要包括：遭遇预先未料到的复杂地质情况，以及施工中泥浆稠度过低，释放量远大于泥浆对孔壁的压力等。
结束语
在水利工程钻孔灌注桩的施工时，对地质条件适应性比较强、施工简单易操作、设备的投入也不是很大，目前得到了广泛的应用，但是它的弱点在于在施工过程中没有办法进行观察，成桩以后也无法进行验收，如果施工过程中出现问题，会造成严重的经济损失。所以要对工程施工的每个环节进行规和管理，防止钻孔灌注时出现质量问题，钻孔灌注桩是永久性的隐蔽工程，桩基质量对整个工程都是十分重要的，所以应加强对灌注桩工程的控制和管理，为国家和人民的生命财产负责。
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论文作者:叶明东
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/3
标签：混凝土论文; 钻孔论文; 水利工程论文; 过程中论文; 钢筋论文; 钻头论文; 钻机论文; 《基层建设》2017年第27期论文;