水电工程掏空区块石回填层联合成桩施工技术应用

水电工程掏空区块石回填层联合成桩施工技术应用

姜让

身份证号码：372901199105123114

摘 要 ：水电工程的施工过程中，在部分明渠出口的淘刷区，采用四面体抛填，沿板块施工抗冲桩，此类地形存在抗冲性能差的弊端，为保证桩基成孔的质量，并且确保施工时的安全。结合我公司在此类项目的施工经验，对于在成桩过程中的各项控制要点在本文中进行了总结，为了保证成孔质量，本文陈述了采取超声波成槽检测仪控制孔斜的控制技术，并对孔斜情况进行了监测分析，本文贡献可以为同类工程提供参考。

关键词 ：联合成桩 ；控制要点 ；块石回填层；管理方法

引言

某水电站泄洪消能系统技术改造工程施工，明渠出口淘刷区，采用四面体抛填、沿板块施工抗冲桩等形式[1]，修复由于运行后的冲刷引起的右边坡的结构掏空变形垮塌。前期开挖的明渠出水口段揭示工程地质条件为：承载力低、压缩性中等、抗冲性能差的青灰色粉砂质粘土层；现已用砂卵石和块状碎石进行了更换，更换厚度为 3 米。

1出口淘刷区旋挖施工方案及工艺

1.1钻孔工艺及控制要点

施工所用护筒为30mm的钢板制作的外径为1.30m的护筒，护筒内径大于孔径直径约24cm，分3m和5m高度为一节卡扣内接。开孔时，使用直径1.2m旋挖钻头钻至3m后，下设第一节3m护筒；3m至8m处混凝土底板的第二段，护筒随旋挖钻进时跟进埋置到混凝土底板，保障外部渣土不从护筒底进入至孔内[2]。因地层松软和塌空时，1）使用全跟管钻机边钻进边带护筒跟进镶至坚硬岩；2）或采用高喷灌浆、覆盖层灌浆隔断覆盖。钢质护筒在钻孔时，应对钻头、钻杆中心与护筒中心及直径等部位进行重新检查，检查偏差不应大于 1cm。

在打孔过程中要经常检测钻孔的孔径、孔斜、孔斜等，严把打孔质量关。相邻两座钻机避免距离过近，同时建多座钻机。以保证浇注后与邻桩的安全距离和最小间隔，在混凝土刚刚浇注完毕的邻桩旁成孔时施工。

1.2清孔施工管控要点

验收合格后，再用矿渣平钻清孔，将孔底的钻渣、泥沙等沉淀物除去，用鲜浆补齐即可。清孔后孔底控制沉碴厚度，采用用沉碴仪或测锤测定，应≤200mm。

1.3钢筋笼施工工艺及控制要点

在做钢筋笼之前，先把钢筋拉直，去除脏污，锈蚀钢筋表面。在进行钢筋下料作业时，精确控制下料的长短。钢筋笼全部分段制作。钢筋笼焊接的顺序是：先将主筋等间距焊接在相应直径的加强筋上，再根据钢筋笼的整体刚度、起重设备的有效高度等因素，根据设计间距点的焊箍筋确定分段长度。用电弧焊接的方法固定箍筋、架立筋和主筋之间的接点。钢筋笼做出来的外形尺寸要达到设计要求，它的容许偏差要达到表面的标准。

钢筋笼的搬运选用的汽车吊，应确保下设垂直精度和位置正确。起重吊点和钢筋笼的置物点设置在钢筋笼上、下各 1/4 个网长处，钢筋笼上事先焊接好定位钢筋，控制钢筋笼与孔壁的净距，并在吊点部位设置加强筋。钢筋笼在起吊、运输、安装等环节都要防止其扭曲变形、脱落等现象的发生。

钢筋笼顶部应采取加强吊耳等有效方法进行竖向固定搁置在钢扁担上。下边的时候要对准中心，最后在桩上定位好中心的位置就可以了。装孔时，钢筋笼应保持垂直状态，缓缓将其对准孔的位置，尽量避免碰撞到孔壁上。上下节钢筋节笼主筋连接部位对正，当上下节笼架处于垂直状态时，直螺纹套筒接孔或焊接于孔口，接孔时两侧对称 3。

将钢筋笼全部打好孔后，还要检查安装位置，确认符合要求后，再对钢筋笼进行吊筋的固定工作，这样才能起到良好的效果。

1.4混凝土浇筑质量控制要点

验收结束后，开始浇筑混凝土前，做好各项准备工作。

确定主要事项，即：浇筑机具和埋设部件的计划浇筑方量，浇筑高程，布置组合，浇筑导管--水下导管提升法。联系实验室、物资部、拌和楼，确定混凝土配合比、原材料品种及库存、剩余用量等，确保混凝土的拌合及运输能力达到桩基施工的要求。入孔要全部安装导管，位置居中。在浇筑前，首先对所有设备的完好情况和准备情况进行检查，如漏斗、测绳、测量工具、隔水塞等。将埋设的钢护筒，使用25t汽车吊尝试分节拔出，如不能拔出则在浇筑在孔内；如可以拔出，沿焊接处切割成节，保留最后一节孔口护筒待初凝后取出。

浇筑时应采用以下方式进行施工：

采用压球法开浇、水下导管浇筑施工，导管底口距孔底 0.5 米左右。混凝土浇筑时应始终将导管埋设在混凝土中，混凝土表面严禁提出导管。混凝土表面埋设导管的深度以 3~6 米为宜，埋设深度最小不应小于 2 米。对导尿管进行勤接、勤拆。连续进行混凝土浇筑，检查混凝土施工性能按要求执行。混凝土浇筑时应经常检测混凝土表面的抬升情况。拆卸下来的导尿管被束之高阁，并被及时清洗干净。当混凝土升至钢丝笼下端时，应采取以下措施防止钢丝笼被混凝土顶托抬起：将钢丝笼上端固定在孔口的吊筋上，钢丝笼上端固定在钢丝笼尽量加快混凝土浇注时间，防止进入钢丝笼时，其流动性反而减少；在孔洞内混凝土与钢筋笼紧贴的情况下，埋设管道应留深，在浇筑过程中应适当放缓浇筑进度；孔内混凝土面进入钢筋笼 L~2m 后，应适当抬高导管，减少导管埋设的深度，使钢筋笼埋设在下层混凝土中的深度更大一些。混凝土浇筑时，中间始终保持导管位置，做到不倾斜、不移位钢筋骨架，有专人指挥，在导管起落时做到心中有数。如果发现骨架往上升，马上停止吊管，让导管落地，用摇动的方式轻轻拨开骨架。浇筑接近尾声时，由于导管内混凝土柱高度降低，降低了压力差，而导管外的泥浆和所含渣土的稠度和比重增大， 如混凝土难以上升时，可在孔内加水对泥浆进行稀释，并将部分沉淀物用泥浆泵抽出， 使浇筑工作得以顺利进行。

浇筑混凝土至桩孔上部 6.0 米内时，在浇筑至设计标高后一次性拔除导管前，不再提拉导管。桩顶标高达到或接近顶面时，勤测混凝土面深度，浇筑标高应高于桩顶设计标高后0.5m，保证混凝土强度达到设计要求。经测定，满足要求后，才能停止浇筑，以保证桩顶混凝土在除去浮浆后的坚固程度。钢筋混凝土钻孔浇筑桩检查采用低应变检查成桩质量，取样试验检测项目为桩体混凝土的抗压强度、抗拉强度等物理力学指标。

1.5 超声波成槽检测仪，控制倾斜孔位。

利用TS-K100QC（W）超声波成槽检测仪，抽检孔斜数据，在钻进过程中及时纠偏，保证钻孔工序完成后，垂直度满足规范要求。

仪器由四个部分组成： 即产生超声波的震荡器，井下装置向槽壁发射和接收超声波，自动记录仪装置， 井下装置悬吊和移动的卷扬系统，将超声波转化为数字和图形并记录下来。

利用仪器测量时，在槽孔中心线位置通过卷扬系统将井下装置放入孔内，同时发出超声波脉冲，当超声波遇到孔壁时发生反射，反射信号由接收器接收放大，传感器与孔壁之间的距离根据发射和接受的时间差测出，检测结果以扫描图像格式保存在档内，可随时回放或打印输出，检测结果经接收器接收后，在井下装置中通过卷扬系统超声波脉冲再由接收器发出，便于对数据进行分析和管理。经过对孔斜数据的监测。

1.6塌孔等特殊情况处理

（1）塌孔处理

针对旋挖钻进时混凝土底板以下出现的塌孔现象，应先将 C30 混凝土回填到低标高 0.5 米以上的混凝土底板上，待混凝土终凝后再重新开孔钻进，如一次达不到成孔目的，应采用多次回填的方式，直到成孔后，再进行回填，如一次回填，应先将 C30 混凝土回填到低标高 0.5 米以上

（2）出口冲刷区末端脱空区成孔

由于回填层细料不断在护筒下方回缩，经反复钻进无法形成有效进尺，亦不能跟管，临时道路地表已随之下沉形成表面裂缝，所以在出口冲刷区继续向下游填筑。填筑完成后布置间距2.0m，桩径1.5m的桩，利用手把钻先进行钻进，钻至基岩后浇筑C30混凝土，手把钻施工完成后，利用旋挖钻机在已成1.5m桩中心进行开孔钻进。

在手把钻成孔过程中，需利用特制泥浆进行护壁，如遇漏浆情况利用黏土及块石进行回填，再利用手把钻挤压进行钻进，如过程中遇反复漏浆情况，则需多次回填，直至成孔。手持钻孔完成后，经四方方现场进行基岩鉴定并浇注，经验收合格后方可使用。浇筑完成后旋挖式钻进，最后凝成混凝土再钻进。

2完善质量、安全保障措施

施工准备阶段的保障措施：包括技术交底会、从业人员培训制度、预警预控制度、严格控制建筑原材料等，在施工准备阶段，都要做好相应的准备工作。

过程控制措施：对重点工序质检员实行三级把关制度，对施工过程实施有奖有罚监管，并采取现场旁听、旁听等方式进行监督。

事后控制措施：建立快速反机制进行质量检查及评定，内部按时召开质量周例会，进行质量管控及纠偏。

综上所述，在淘刷区特殊回填地带为了保证成孔质量，除了把握钻孔、清孔、钢筋笼制作等工艺的质量控制外，对于孔斜的监控更是有更高的要求，只有在对上述指标严格控制的情况下，才能对该类地区的成孔质量有效控制。

参考文献：

[1]吴文涛,焦家训,徐光红. 深厚石渣回填层冲孔灌注桩施工关键技术研究与实践[C]//中国水利学会地基与基础工程专业委员会.地基与基础工程技术创新与发展（2017）——第14次全国水利水电地基与基础工程学术研讨会论文集.中国水利水电出版社,2017:453-458.

[2]赵鹏,周尚,郑雷娟.复杂地质条件下冲孔灌注桩成孔技术研究[J].山西建筑,2017,43(23):79-81.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2017.23.043.

[3]吴文涛,焦家训,徐光红.深厚石碴回填层冲孔灌注桩施工关键技术研究与实践[J].红水河,2017,36(03):69-75.