浅谈水利工程中灌注桩的施工工艺

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1、浅谈水利工程中灌注桩的施工工艺　　【摘要】本文结合笔者多年工作经验，针对钻孔灌注桩施工中所容易遇到的事故和问题，分析了事故发生的原因，并提出了具体的防治对策和措施，供工程人员参考。　　【关键词】钻孔；灌注；施工应用；配制；成孔　　【Abstract】Inthispaper，theauthormanyyearsofworkexperience，fortheeasilyboredpileconstructionaccidentsandproblemsencountered，analyzesthereasonsfortheaccident，andpu

2、tforwardspecificpreventionstrategiesandmeasuresforprojectofficers.　　【Keywords】Drilling；Perfusion；Constructionapplications；Preparation；Intothehole　　目前，水下混凝土的施工方法分为两大类：一是在水上拌制混凝土拌合物，进行水下灌注，如导管法、泵压法、柔性管法、倾注法、箱袋法、铺石灌浆法、开底容器法和装袋叠置法；二是在水上拌制胶凝材料，进行水下预填骨料的压力灌浆，包括加压灌注和自流灌注。由于施工方法多样化和

3、不断发展进步，水下不但能灌注一般的水泥混凝土，还能灌注纤维混凝土、沥青混凝土、树脂混凝土等。水下混凝土的施工方法越来越多，工程规模越来越大，应用范围越来越广，是一种极有发展前途的混凝土施工技术。4　　1.灌注桩的成孔　　1.1成孔设备和钻具的要求与选择灌注桩成孔设备多为转盘钻机。　　钻进时，钻头的摆动较大，扩孔情况严重，不利于施工。为了消除这一不良影响，保持钻孔的垂直度，应采取相应的技术措施，约束钻具的摆动。结合灌注桩造孔钻进的钻头与小口径钻进的钻头在底刃、侧刃刻取地层的机理：小口径钻进时，钻头的侧刃对刻取岩石起到非常重要的作用；而灌注桩钻进的

4、地层较软，相比之下，侧刃的作用就小得多。因此，建议在灌注桩孔钻进时设计相适应的钻头以减小钻孔的扩孔率。　　1.2钻进参数的选择。　　1.2.1钻进泵量。　　灌注桩孔钻进时需要较大的泵量以排出粘土粉，其泵量计算公式为：Q=FV60式中，Q――冲洗液量（m3/min）；F――环状间隙面积（m2）；V――冲洗液上返返速度（m/s）。以灌注桩钻进设计孔径为500mm、钻杆直径为89mm、环状面积以0.2m2计算，在采用泥浆泵的最大泵量600L/min时，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常缓慢的，远小于小口钻探的泥浆的上返速度0.3m/s。　　1.2.2钻

5、进转速。　　由于灌注桩孔的钻进多为粘土层的钻进，粘土层的强度与硬度等力学参数较小，钻具易刻取粘土，所以为了保持钻进稳定，减小钻进的扩孔率，必须采用较小的转速钻进。　　2.灌注混凝土的配制　　2.1混凝土减水剂的应用。4　　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。　　2.2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

6、下技术措施。　　2.2.1加大设计配合比。　　混凝土配制强度Rp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=1.5，即Rp=1.5R。当R=200MPa，则Rp=1.5×200=300MPa。　　2.2.2选择适合的材质。　　（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。　　（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2.8

7、9，吸水率为2%，含砂率为50%。　　（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225×2=450（Kg/m3）。　　2.2.3确定适合的水灰比。　　水灰比满足以下方程：Rp=aRc（C/W-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；4　　Rc――水泥标号，取425水泥；C/W――灰水比。计算可得，C/W=1.99。　　2.2.4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

8、（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234Kg/m3。