摘要：水利工程中循環鉆施工灌注樁施工工藝，是水利工程中十分重要的技術之一，也是較難的技術。本文試從灌注樁的成孔、灌注混凝土的配制、灌注樁的灌注、成孔過程中易遇到的問題及解決等幾個方面，闡述水利工程中循環鉆施工灌注樁施工工藝。

　　關鍵詞：水利工程   循環鉆施工  灌注樁  施工工藝

　　Abstract: water conservancy project cycle drilling pile construction technology of construction, and the water project is very important in the technology is one of the more difficult to technology. This paper tries to the filling pile into holes, pouring concrete piles, the configuration of the infusion, into a hole easy process problems and solving, etc, this paper expounds the construction of water conservancy project cycle drilling pile construction craft.

　　Keywords: water conservancy project cycle drilling construction filling pile construction process

　　前言：隨著施工技術的不斷發展，水下混凝土的施工方法越來越多，工程規模越來越大，應用范圍也越來越廣，是一種很有發展前途的混凝土施工技術。

　　一、灌注樁的成孔探析

　　1、成孔設備和鉆具的要求與選擇灌注樁成孔設備多是轉盤鉆機

　　當鉆進時，鉆頭的擺動大，擴孔現象比較嚴重。為了消除這一不良現象，保持鉆孔垂直度，應采取相應的技術措施，約束鉆具的擺動影響。結合灌注樁造孔鉆進的鉆頭與小口徑鉆進的鉆頭在底刃和側刃刻取地層的機理：小口徑鉆進時，鉆頭的側刃對刻取巖石起到十分重要的作用；而灌注樁鉆進的地層軟，相比之下，側刃的作用就小。

　　2、鉆進參數選擇

　�。�1）鉆進的泵量

　　灌注樁孔鉆進時需要較大的泵量以排出粘土粉，其泵量計算公式為：Ｑ＝Ｆ＊Ｖ＊６０

　　式中，Ｑ－－沖洗液量（ｍ３／ｍｉｎ）；

　�。疲�－環狀間隙面積（ｍ２）；

　�。郑�－沖洗液上返返速度（ｍ／ｓ）。

　　以灌注樁鉆進設計孔徑為５００ｍｍ、鉆桿直徑為８９ｍｍ、環狀面積以０．２ｍ２計算，在采用泥漿泵的最大泵量６００Ｌ／ｍｉｎ時，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的，遠小于小口鉆探的泥漿的上返速度０．３ｍ／ｓ。

　�。�2）鉆進的轉速

　　由于灌注樁孔的鉆進多為粘土層的鉆進，粘土層的強度與硬度等力學參數較小，鉆具易刻取粘土，所以為了保持鉆進穩定，減小鉆進的擴孔率，必須采用較小的轉速鉆進。

　　二、灌注混凝土的配制技術

　　1、混凝土減水劑應用

　　根據目前的資源情況和外加劑性能的特點，在灌注樁混凝土的配制中使用的減水劑多為ＭＦ復合劑。其能使混凝土在滿足性能的基礎上，還具有高流態、較高抗凍的特點。

　　2、灌注樁混凝土配制

　　灌注樁混凝土的配制與建筑混凝土相比具有特殊性，其必須具有較高的流動性，同時還應考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。因此，在配制時建議采取以下技術措施。

　�。�1）加大設計的配合比

　　混凝土配制強度Ｒｐ采用大于設計標號Ｒ的５０％的配合比。不僅總平均值要滿足設計標號，還應滿足９５％的強度保證率。強度離差系數Ｃｖ�。埃�２，查配制強度與設計標號之比的關系曲線可得Ｒｐ／Ｒ＝１．５，即Ｒｐ＝１．５Ｒ。當Ｒ＝２００ＭＰａ，則Ｒｐ＝１．５×２００＝３００ＭＰａ。

　�。�2）選擇適合的材質

　　添加改善混凝土性能的處理劑。例如，添加具有表面活性劑化學性質的ＭＦ高效減水劑改善混凝土的性能。增加含砂率。砂率對混凝土流動及粘聚性有較大影響。一般參數為：比重為２．６０，細度模數為２．８９，吸水率為２％，含砂率為５０％。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進行配制：即２２５×２＝４５０（ｋｇ／ｍ３）。

　�。�3）確定適合的水灰比

　　水灰比滿足以下方程：Ｒｐ＝ａＲｃ（Ｃ／Ｗ－ｂ）式中，Ｒｐ－－混凝土試配制強度為３００ＭＰａ；ａ、ｂ－－試驗系數，分別為０．５、０．５８；Ｒｃ－－水泥標號，�。矗玻邓�泥；Ｃ／Ｗ－－灰水比。計算可得，Ｃ／Ｗ＝１．９９。

　�。�4）確定高流態的用水量

　　根據實踐經驗，坍落度控制在１９．３ｃｍ至２１ｃｍ 能滿足灌注樁要求，本次取坍落度為１９．３ｃｍ。Ｇｖ＝１０／３（Ｓ＋Ｋ）式中，Ｇｖ－－混凝土用水量（ｋｇ／ｍ３）；Ｓ－－坍落度；Ｋ－－試驗常數。當碎石粒徑

　　為３０ｍｍ，Ｋ＝５０．７５時，用水量為２３４ｋｇ／ｍ３。

　　三、灌注樁的灌注技術

　　1、灌注樁孔的清孔要求

　　首先利用撈沙卵石的鉆頭將樁孔內的沙卵石撈出，然后泥漿循環清除孔內的粘土。并且減小孔內泥漿的比重，從而保證在灌注混凝土時，混凝土能順利地進入孔底，擠壓出泥漿。清孔后的泥漿比重一般為１．１４。

　　2、混凝土的灌注

　　灌注之前應進行試灌。在灌注過程中，混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導管與混凝土的摩擦阻力，此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內的泥漿擠壓出孔口。在灌注過程中，導管提升速度要慢，使得混凝土有足夠的時間克服摩擦阻力下降。同時使泥漿具有排出的通道，否則，樁基的泥漿的作用下將會出現縮徑、夾泥的現象。提升導管時，導管內保留的混凝土要有絕對的壓力與泥漿的壓力抗衡，以防止泥漿進入導管內。一般導管內的混凝土柱保持在３ｍ至４ｍ長之間。

　　四、成孔過程中易遇到的問題及解決

　　1、縮徑

　�。�1）縮徑產生的具體原因

　　在鉆進過程中，地應力沿較軟巖層釋放，因而造成縮徑。在鉆進過程中，鉆進壓力大，鉆速過快，使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質土層。當鉆速過快時，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內，導致其側壓力與孔內泥漿力達成平衡，發生縮徑甚至卡鉆。

　�。�2）縮徑的防治措施

　　較為有效地防治縮徑的方法有：①實行嚴格的管理，鉆機由有經驗的機長專職操作，其它人員不得隨意操作；②在鉆到淤泥或淤泥質土層時，投入粘土泥膏，使鉆機鉆進壓力減為零；③鉆速減慢讓鉆機在無油壓狀態空轉。為確保鉆孔無縮徑現象，在成孔完畢后應在易出現縮徑現象的地層中掃孔一到二次。

　　2、坍孔

　　（1）坍孔產生的原因分析

　　坍孔產生的原因是多方面的，主要包括：遭遇預先未料到的復雜地質情況，以及施工中泥漿稠度過低，釋放量遠大于泥漿對孔壁的壓力等。

　　（2）處理辦法

　　為了防治復雜地層情況帶來的坍孔問題，首先應認真審閱該工程地質勘察報告，對地層情況做到心中有數。若報告中未提及此類異常情況而導致施工過程中坍孔的話，則應分別對待。在成孔過程中坍孔，其補救措施有二個：一是避開該樁位；二是回填原樁位，待密實后再鉆進。在灌注過程中坍孔，其補救措施為：一是回填原樁孔，并在原樁附近補加梅花樁或扁擔樁，合格即可。二是若工程質量要求高，不允許采用上述常規方法時，可用硬片石等將原孔全部回填，待其密實后，用沖擊鉆再重新鉆進即可。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題，只須加大泥漿比重到適當程度即可。一般泥漿性能指標取為：粘度為１８ｓ～２２ｓ，含沙量≤４％，膠體率≥９０，比重為１．１左右。

　　3、沉渣與泥皮過厚問題

　　樁底沉渣是影響樁承載能力的重要因素，要求水下灌注樁底沉渣厚度不得超過３０ｃｍ。但在施工過程中，常有不少樁的樁底沉渣仍滿足不了此要求。其原因主要是由于泥漿性能不符合要求，只有當泥漿比重大于沉渣比重時，沉渣才可被返出孔口，但若泥漿比重過大，又會造成孔壁泥皮過厚，影響樁的承載力特別是摩擦樁的承載力。因此，正確地控制泥漿性能在鉆孔灌注樁的施工過程中起著重要的作用。