旺盛江水库南流江大渡槽灌注桩施工质量控制.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）1工程概况旺盛江水库座落于博白县、浦北县、合浦县的交界处，主坝位于浦北县石诵镇旺盛江村，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、供水等综合利用的大（2）型水利工程，水库建于 20 世纪 60 年代。2020年，旺盛江水库按原功能、原规模进行除险加固，工程等别为II等。工程主要内容为加固主副坝40座、改建5座溢洪、改建29座放水涵管、维修加固璋加隧洞、重建南流江大渡槽、加固渠首枢纽等。项目工期紧，任务重，施工作业点多，施工工序众多，施工管理难度大。南流江大渡槽是旺盛江水库除险加固工程重要的施工项目，南流江大渡槽设计采用连续梁式渡槽方案，渡槽长240 m，共5跨，纵坡为1/800，大渡槽下部结构共有6个部位，1#、2#、6#墩均位于岸上，3#、5#墩位于岸边，4#墩位于南流江中。渡槽的下部结构由墩帽、墩身、承台和端承桩组成。渡槽槽身直接座落在C35钢筋混凝土承台上，每个承台下设一排3根或两排6根C35钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径2.00 m，中心距6.0 m，桩尖嵌入强风化砂岩5.0m，桩长1228 m。2大渡槽工程施工总布置按照专项施工方案，对施工场地进行整体布置，进行场地平整，接通水、电，修建临时交通道路；按制作钢筋笼、堆放材料、废渣废水临时堆放和搭建临时设施等进行了规划布置。根据本工程特点及现场实际情况，制定施工推进顺序：左右岸临时施工道路填筑3#墩施工平台填筑3#墩至4#墩临时围堰道路填筑4#墩筑岛围堰形成施工平台填筑5#墩施工平台3#墩、4#墩、5#墩桩基1#墩、6#墩桩基3#墩、4#墩、5#墩钢板桩围堰承台基础开挖承台砼垫层浇筑凿除桩头承台钢筋模板制安承台浇筑槽墩基础面凿毛各槽墩钢筋悬臂模板制安各槽墩分仓浇筑至设计高程。由于灌注桩排距仅为4.5 m，相邻桩基净距离不满足3.5 m要求，为了避免造孔工序对相邻桩基的影响，采用分两序“V”型布置分序施工。3大渡槽钻孔灌注桩施工3.1钻孔灌注桩施工工艺流程钻孔灌注桩施工工艺流程见图1。3.2钻孔灌注桩施工技术（1）钢护筒埋设。采用2.2 m钢板护筒，壁厚8 mm，钢护筒顶部高出地面30 cm，利用测量仪器量测确定桩的中心位置，做好保护，埋设钢护护筒之后进行位置校核。（2）钻机就位。基桩应严格按基桩坐标表中的坐标精确放样，钻孔前钻机摆放就位要垂直稳定，收稿日期2023-02-25作者简介黄飞华（1973-），男，广西桂平人，广西水利电力职业技术学院高级工程师，学士，主要从事水利专业教学研究工作。施工技术 旺盛江水库南流江大渡槽灌注桩施工质量控制黄飞华，赵子豪，黄磊，黄文清(广西水利电力职业技术学院，南宁530023)摘要南流江大渡槽工程是旺盛江水库除险加固工程项目内容之一。针对大渡槽工程地质、水文及设计特点，制定大渡槽专项施工方案。合理布置施工顺序，确定灌注桩施工工艺流程，从钢护筒的埋设、钻机钻孔、成孔检验、地质取样、钢筋笼制安、水下混凝土浇筑等步骤进行精心施工，控制好工程各项步骤和施工质量，大渡槽灌注桩各项质量指标满足设计要求，施工质量良好。关键词施工质量；控制；灌注桩；旺盛江水库中图分类号TV553文献标识码B文章编号1003-1510（2023）03-0064-0464广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）确保施工过程中不会产生移位或倾斜，在准备钻孔施工前，通电检查钻机是否能够正常作业，有问题及时解决。（3）钻孔。开孔：钻孔开始时应稳而慢，使开口准确，初期冲孔阶段应随时检查孔位，冲击中心与桩孔中心对齐对准。为使黏土泥浆充分渗入孔壁四周空隙加固孔壁，在开孔深度前段可不进行掏碴，34 m之后再掏。钻进：正式钻进要在冲孔深度大于34 m时进行，根据各种不同的钻探结果，合理使用冲击措施方案，同时做好泥浆配制，选择合适的泥浆比重。掏渣：正常钻进时每班应至少掏渣一次，当孔内含渣量减少、孔内无大的粗颗粒以及泥浆相对密度达至正常值时停止掏渣，为保持孔内一定的水头，掏渣结束后立即向孔内注入泥浆或清水。掏出的钻渣应按照现场弃渣规定进行堆放，统一安排处理。（4）地质取样。根据地质变化情况，钻孔过程中要及时取样，到达岩层后，每50 cm取样一次，做好样品编录工作，标记取样时间、深度、地质名称等内容，同时做好样品的存放和保管。（5）成孔检验。钻机钻进到位后，检查成孔质量，检测指标主要有：孔深、孔径、孔斜。（6）钢筋笼制作。钢筋笼制作：采用点焊作业固定钢筋笼主筋和加强筋，加强筋设置在主筋的两侧，每隔2 m从桩上往下设置一道；为确保灌注桩的保护厚度，对钢筋笼从上往下设置保护层垫块，距离为每2 m设置一道。钢筋笼安装：当终孔检查符合要求，应立即下放钢筋笼。钢筋笼应绑扎和焊接牢固，在进行搬运时不发生损坏和混凝土浇筑过程中不产生移位。（7）水下混凝土浇筑。根据项目设计要求设计灌注桩混凝土配合比，灌注桩混凝土配合比要满足抗压强度、和易性、耐久性等要求。本项目原材料采用华润水泥（合浦）有限公司生产的“润丰”牌PO42.5水泥、南宁市雨润建材化工有限责任公司生产的WYF-H缓凝高效减水剂，合浦县八东桥头1#沙场生产的天然砂（河砂），合浦县大冲沙料场生产的二级配人工碎石，广西钦州蓝岛环保材料有限公司生产的F类级粉煤灰。混凝土配合比采用高流态水下混凝土设计，控制坍落度在180220 mm范围。经过试配试验和对混凝土28 d抗压强度与灰水比进行回归分析，确定水下C35混凝土施工配合比（见表1）。灌注桩水下混凝土浇筑施工，根据本工程特点，施工顺序：安设导管和漏斗悬挂隔水塞浇筑孔底部首批混凝土浇筑桩身混凝土浇筑桩顶混凝土拆除护筒和导管。水下混凝土浇筑时要先安设导管，位置应保持居中，导管下插至距离孔底3050 cm处，注入混凝土，利用混凝土的重量排除导管内的水，使隔水塞从桩孔底部冒出。灌注首批混凝土时，导管的埋深要大于1.0 m在混凝土面下。当首批凝土正常浇筑后，要连续施工灌注，并且在浇筑过程根据混凝土面提升情况检测混凝土面高度，做到及时提升以及拆除导管。表1水下C35混凝土施工配合比设计龄期/d28级配二1 m3混凝土材料用量/kg水180水泥392粉煤灰105砂子688小石D20406中石D40608外加剂8.784灌注桩施工质量控制灌注桩的桩中心位置、孔深、孔径等超欠，混凝土的配合比等都会影响灌注桩的成桩质量，为使灌注桩质量满足设计要求，按照施工过程顺序，对灌注桩施工质量做如下控制：4.1冲孔质量控制。（1）对桩孔钻探位置进行准确测量放样，确保钻孔位置不发生偏差。（2）采用泥浆护壁，钻孔过程中采用高塑性黏土配制泥浆，控制泥浆比重在1.101.2之间，控制泥浆黏度在1822 S之间，根据钻孔过程的有关情况适时调整泥浆性能指标，以满足泥浆护壁要求，图1钻孔灌注桩施工工艺流程65黄飞华，赵子豪，黄磊，黄文清:旺盛江水库南流江大渡槽灌注桩施工质量控制保证成孔稳定，防止塌孔。（3）护筒使用钢板焊接，厚度大于6 mm，每节长23 m；护筒的直径应大于桩径20 cm，牢固焊接，不允许出现漏水；护筒填筑埋设时，护身埋设要进行定位设立和导向设施，保证护筒埋设的精度。护筒埋设要高出地面2030 cm，钻孔开始时，将护筒准确向下安放至桩位，在护筒及周围回填黏土，夯填密实防止漏水，桩位中心与护筒中心的偏差在5 cm以下，并测量护筒顶面高程，计算实时桩长。（4）2#、3#、4#、5#墩灌注桩开孔顺序采用“V”字型施工顺序，避免冲孔过程对成形桩体造成扰动，1#、6#墩采用跳桩顺序进行施工。钻孔前对作业人员进行安全和技术交底，培训施工流程；开钻时采用黏土配浆，按照一定泥水比例，循环泵送，直至泥浆均匀稳定，即可开始钻进。控制好钻孔过程中的水头高度，操持在1.52.0 m范围；施工现场要安装防护栏，防止外物掉进孔内，预防事故发生。（5）灌注桩孔钻进过程不能出现停止现象，要保持持续作业，并根据地质出现的不同变化，在变化区及时采样，分析判断土层，做好样品记录，核对地质剖面信息；经常检查孔位、孔深、孔径和垂直度等孔内质量指标；及时填写施工日记，在交接班记录本中详细记录本班钻孔施工情况和钻孔过程中出现的问题，确保不出现弯孔、斜孔和缩孔现象，保证施工钻孔质量。（6）在孔深达到一定的程度后，及时检查孔位、孔深、孔径和垂直度等质量情况，并请现场监理工程师检查验收，检查验收合格后，再进行清孔作业。一般换浆清孔要采取正向循环，并且要保持一定的水头高度，防止塌孔。根据孔内泥碴情况，在混凝土灌注浇筑前，进行二次清孔，直至孔底沉渣保持在10 cm以下，孔底沉渣高度和泥浆各项参数在设计要求范围内。4.2钢筋笼的质量控制钢筋笼应分节制作，钢筋检测和焊接检测合格，在岸上加工形成，吊装至孔口定位并焊接为整体；钢筋笼分段吊入桩孔内；采用双面焊接各段主筋，搭接长度按施工规范并大于5倍钢筋直径，错开钢筋接头位置，不宜并排焊接，同一横截面上钢筋接头比例不能超过的总钢筋根数的50%。钢筋笼吊装时要有人指挥，确保对准孔位，吊装过程要缓慢进行，整节放入钻孔中；吊装过程中小心操作，防止坍孔；钢筋笼在运输过程及吊装时，为防止钢筋笼变形，使用十字架木杆在笼内固定，现场焊接完毕后下孔时拆除；为避免灌注混凝土时出现钢筋笼上浮的情况，在孔口上方设置钢筋笼固定架，确保钢筋笼稳定，不松动。钢筋笼吊装安放完毕后，重新复核笼顶标高，由施工方质量检查人员和监理工程师复核检查合格后，可安放导管和下料料斗。4.3水下灌注混凝土的质量控制（1）混凝土浇筑工序是成桩的关键工序，钢筋笼放置到位并验收合格后及时安装导管，检查孔底沉渣情况，满足设计要求后立即浇筑混凝土。桩身混凝土要保持连续施工作业，连续灌注同一根桩的时间不得超过混凝土的初凝时间；水下混凝土灌注充盈系数在1.01.2之间。（2）准备好充足的混凝土储备，将导管插入至距离底部0.30.5 m处，灌入首批混凝土，立即检测孔内混凝土面高度，调整导管深度，进行灌注施工。灌注过程中，应随时根据混凝土面高度调整导管深度，并做好灌注记录。混凝土泵车要严格配合导管施工，连续搅拌，灌注工作须快速进行，中途禁停；在灌注结束时，缓慢拔出导管。（3）单根灌注桩混凝土灌注必须一次完成，时间不超过4 h，不得中途停顿。灌注开始前，检测混凝土和易性，坍落度控制范围在 180220 mm 之间，坍落度过低会出现堵筒，出现断桩现象。（4）混凝土灌注速度和导管提升速度根据灌注实际情况进行，在混凝土面距离钢筋笼底部1 m左右时，要放慢速度（防止钢筋笼上浮），随着导管上升至2 m时，混凝土面距离骨架底部4 m时，恢复到正常速度灌注。（5）当混凝土浇到最后时，控制好灌注量，浇筑桩顶高度比设计高出一定的高度，保证凿除桩顶泛浆混凝土后桩头混凝土强度仍然达到设计要求。4.4灌注桩施工中常见问题的防控处理（1）在钻孔过程中，通常会出现孔底泥浆含砂过多、沉渣过厚或塌孔现象。预防控制措施：一是钻孔施工过程中控制好泥浆的质量，根据不同的地质情况控制泥浆比重和黏度，泥浆的含砂率不能超过4%或尽量降低；二是及时掏渣，减少沉渣量；三是进行二次清孔及时并选用适合的清孔工艺，同时必须要保持孔内一定的水头；四是做好护筒周边黏土密封措施，加强泥浆护壁；五是钢筋笼安放过程中务必保证对准孔中心，加快安放速度，防止碰撞孔壁，避免塌孔。66广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）（2）钢筋笼制作安装过程中会出现形状、尺寸、位置不符合设计要求，钢筋的焊接不对、布筋不合理、吊装不对中等问题。防控措施：一是钢筋笼制制作过程严格技术交底及培训，加强工艺操作技能，强化标准执行，加强产品的自检、互检；二是钢筋笼较大时，设置加强箍，合理设置混凝土保护层垫块；三是运输过程对钢筋笼绑稳牢固，吊装进孔定位精确。（3）灌注混凝土过程中钢筋笼上浮，桩身砼有蜂窝、夹泥、断桩，导管脱落，混凝土提前凝结等现象。防控措施：一是水下混凝土配合比设计要准确，坍落度严格控制在要求范围，特别不能过稠，砂率适中，碎石级配良好，流动性好；二是钢筋笼骨底下混凝土灌注不能过快，并保持合适的泥浆密度，必要时伸长竖筋至底部，首罐混凝土灌注后，反插导管和抖动，搅平混凝土面；三是要连续灌注混凝土，导管埋深入混凝土不能少于1 m，每次提导管时倒插几下，严防提管时挂住钢筋笼；四是防止一次提升导管过长，随时检测导管埋入深度，如果发生脱管，重新按照首罐混凝土灌注；五是混凝土掺加缓凝高效减水剂，严格控制混凝土运输和灌注时间；六是施工操作前严格检查机械设备的性能，保持良好状态。5结语旺盛江水库除险加固工程南流江大渡槽项目在施工方的精心组织下，严格按照施工规范要求，通过编制专项施工方案，对灌注桩施工过程的冲孔成孔、钢筋笼制安、混凝土浇筑等各个环节进行严格质量控制和管理，灌注桩的桩位、孔深、孔径、倾斜度、承载力、混凝土强度等各项质量指标满足设计要求，其中混凝土取样 24 组，抗压强度平均值39.6 MPa，最小值36.3 MPa，强度标准差1.64 MPa，质量统计优良。（责任编辑：刘征湛）Cast-in-place pile construction quality control at Nanliujiang largeaqueduct of Wang-sheng-jiang Reservoir Reinforcement ProjectHUANG Fei-hua,ZHAO Zi-hao,HUANG Lei,HUANG Wen-qing(Guangxi Vocational College of Water Resources and Electric Power,Nanning 530023,China)Abstract:Nanliujiang large aqueduct is one of the components of Wang-sheng-jiang Reservoir Reinforcement Project.Specific construction program was drafted according to the geological,hydrological and design characteristics ofthe large aqueduct project.The construction sequence was properly arranged and the construction process of cast-in-place piles was determined.The construction quality was controlled by control of all procedures such as embedding of steel casing,drilling by boring machine,hole forming inspection,geological sampling,fabrication and installation of reinforcement cage,underwater concreting etc.All quality indexes of cast-in-place piles of large aqueductconform to the design requirements.Key words：Construction quality;control;cast-in-place pile;Wang-sheng-jiang Reservoir67