張有錄

（中國(guó)水利水電第四工程局有限公司，青海西寧 810007）

1 工程概況

扎拉水電站處在下游河段七級(jí)方案里的第六級(jí)，核心任務(wù)是發(fā)電。扎拉水電站的引水線路長(zhǎng)約5.5km，水庫(kù)總蓄水的水位約為2815m，總庫(kù)容914萬(wàn)m3，裝機(jī)容量1015MW，年均發(fā)電量39.46億kW·h，為二等大（二）型工程。扎拉玉曲河上游公路橋位于壩址上游約0.65km處，橋面高程約2835m，橋面寬度9.0m，橋型為7×30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。左、右岸分別接上壩公路6#公路和3#公路，扎拉玉曲河上游公路橋主要功能是聯(lián)系兩岸交通，施工期承擔(dān)壩肩及大壩基坑開(kāi)挖存、棄渣，以及大壩砂石加工系統(tǒng)骨料運(yùn)輸任務(wù)，也是機(jī)組重大件進(jìn)場(chǎng)的通道。

2 施工準(zhǔn)備

做好充分的前期準(zhǔn)備是順利展開(kāi)施工任務(wù)的必要前提條件，因此需要從以下4個(gè)方面做好施工準(zhǔn)備工作。

（1）熟悉施工圖紙。這要求各級(jí)人員對(duì)圖紙熟悉、熟知，并針對(duì)圖紙中存在的問(wèn)題進(jìn)行確認(rèn)，積極地組織各級(jí)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審。

（2）進(jìn)行施工技術(shù)交底。工程開(kāi)工前由項(xiàng)目總工組織施工人員、安質(zhì)人員對(duì)班組長(zhǎng)進(jìn)行技術(shù)交底工作。針對(duì)施工的關(guān)鍵部位、施工難點(diǎn)、質(zhì)量和安全要求、操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)等進(jìn)行全面的交底，各個(gè)班組長(zhǎng)接受交底后組織操作工人認(rèn)真學(xué)習(xí)，并要求落實(shí)到各個(gè)施工環(huán)節(jié)。

（3）施工機(jī)械準(zhǔn)備。根據(jù)工程需要，沖擊鉆機(jī)2臺(tái)、泥漿泵2臺(tái)，25t吊車(chē)1臺(tái)、1.3m3挖機(jī)1臺(tái)、泥漿運(yùn)（自卸車(chē)）輸車(chē)1臺(tái)、套筒擠壓設(shè)備1臺(tái)、電焊機(jī)2臺(tái)，混凝土罐車(chē)3臺(tái)。

（4）物資材料準(zhǔn)備。本標(biāo)段工程所需材料主要有鋼筋、膨潤(rùn)土、外加劑、鋼護(hù)筒等，導(dǎo)管根據(jù)實(shí)際用量充足配置?；炷敛捎冒韬险景韬瓦\(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

3 鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

3.1 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒采用的材質(zhì)為鋼制，利用10mm的鋼板制作，鋼板的內(nèi)徑需要大于200mm，鋼板的上部開(kāi)設(shè)1～2個(gè)溢漿孔，同時(shí)護(hù)筒的埋設(shè)深度需要大于等于1.5m。為了進(jìn)一步增加護(hù)筒的剛度，防止護(hù)筒出現(xiàn)變形，護(hù)筒的上下端口需要焊接加勁肋板，同時(shí)在護(hù)筒的中部和外部也需要焊接加勁肋板，加勁肋板的寬度和厚度分別為20cm和10mm。在護(hù)筒的頂端裝有兩個(gè)吊環(huán)，其中一個(gè)吊環(huán)用于起吊，另一個(gè)吊環(huán)為綁扎鋼筋籠吊桿，該吊桿用于壓制鋼筋籠的上浮，在護(hù)筒的頂端裝有正交的4道槽用于懸掛十字線，出于驗(yàn)護(hù)筒以及驗(yàn)孔的作用[1]。

鋼護(hù)筒在埋置時(shí)需高出施工地面0.3m且高出樁頂標(biāo)高100cm。在埋設(shè)時(shí)需確保埋設(shè)得位置精確、四周穩(wěn)固且周?chē)ね翍?yīng)夯實(shí)。樁頂中心與設(shè)計(jì)位置的誤差不得大于10cm，樁頂實(shí)際中心與設(shè)計(jì)的樁頂中心之間誤差應(yīng)小于10cm，樁身的垂直度允許最大偏差不得大于1/200。

本工程護(hù)筒埋設(shè)采用反鏟挖孔安裝法，由吊車(chē)安放。護(hù)筒位置放樣時(shí)，鉆機(jī)鉆頭瞄準(zhǔn)樁位的中心，挖孔的直徑應(yīng)當(dāng)?shù)扔谧o(hù)筒的直徑加40cm，挖空的深度應(yīng)當(dāng)?shù)扔谧o(hù)筒的長(zhǎng)度。先利用護(hù)樁拉線繩定出樁位中心，再用線錘將樁位中心點(diǎn)引至孔底。用吊車(chē)吊放護(hù)筒至孔內(nèi)，用線繩連接護(hù)筒頂部，吊垂線，用吊車(chē)挪動(dòng)護(hù)筒，使護(hù)筒中心基本與樁位中心重合，其偏差不大于5cm。護(hù)筒位置確定后，吊垂線。在護(hù)筒的垂直度滿(mǎn)足要求后再對(duì)護(hù)筒的周?chē)钔链_保其夯實(shí)。

3.2 泥漿制備

膨潤(rùn)土需要選擇黏土性礦物，該礦物以蒙脫石為主，黏土選擇時(shí)需要確保粘粒的塑形指數(shù)小于17，同時(shí)顆粒的直徑小于0.005mm，該材料為泥漿的主材料。選擇泥漿時(shí)需要充分考慮攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速需要大于200r/min，該要求主要是為了使得膨潤(rùn)土與羧甲基纖維素可以完全溶解。在材料投放中，先注入規(guī)定數(shù)量的清水，一邊攪拌一邊投放膨潤(rùn)土，當(dāng)膨潤(rùn)土完全溶解后，將羧甲基纖維素投入其中，并加入一定量的分散劑和增大比重劑以及滲水防止劑[2]。澆筑混凝土之前需確保泥漿的比重不大于1.25，同時(shí)確保含沙率小于或等于8%，確保黏度小于28s，需要在易滲漏的土層中進(jìn)行固定，確保孔壁的穩(wěn)定。在清孔的過(guò)程中，需要持續(xù)更換泥漿直至澆筑水下混凝土。

3.3 鉆進(jìn)成孔

3.3.1 鉆進(jìn)

鉆孔施工嚴(yán)格按跳孔施鉆的原則進(jìn)行，以防止竄孔和坍孔。剛開(kāi)始鉆孔時(shí)應(yīng)控制進(jìn)尺，同時(shí)在護(hù)筒的刃腳處需利用短沖程鉆進(jìn)，在刃腳處有堅(jiān)硬的泥漿護(hù)壁。當(dāng)鉆進(jìn)的深度超過(guò)鉆頭高度與沖程后，鉆頭在土里即可正常鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，第鉆進(jìn)2m即需要撈取鉆渣樣品，并記錄土類(lèi)，同時(shí)排出鉆渣且及時(shí)更換泥漿。

鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)對(duì)孔位中心進(jìn)行復(fù)查，復(fù)查時(shí)應(yīng)將鉆頭提起繃緊鋼絲繩，然后通過(guò)護(hù)樁對(duì)其觀測(cè)，由一側(cè)護(hù)樁看向另外一側(cè)（護(hù)樁→鋼絲繩→護(hù)樁），三點(diǎn)一線，如發(fā)現(xiàn)鋼絲繩偏離，則按照十字進(jìn)行拉線測(cè)量。本工程要求孔深、孔徑不小于設(shè)計(jì)規(guī)定；鉆孔傾斜度誤差不大于1/200；沉渣厚度應(yīng)不大于50mm。

3.3.2 清孔

經(jīng)對(duì)孔深、孔徑、豎直度檢查合格后即為終孔，之后進(jìn)行清孔，以防止孔內(nèi)沉淀過(guò)多，導(dǎo)致清孔困難[3]。清孔采用二次換漿法，在第一次指終孔之后會(huì)采用泥漿泵清孔，在第二次安裝完鋼筋籠后需要利用導(dǎo)管進(jìn)行清孔。

（1）第一次清孔：清孔需要使孔底的虛土厚度及泥漿中的含渣量以及孔壁的厚度滿(mǎn)足總體質(zhì)量的要求和設(shè)計(jì)要求，并為混凝土的灌注開(kāi)創(chuàng)條件。在鉆孔的高程達(dá)到指定高程后需要對(duì)孔徑、孔深等大小進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)，才可清孔。

換漿法清孔，當(dāng)終孔不再進(jìn)尺后，泥漿便可正常循環(huán)，把相對(duì)密度的范圍控制在1.03～1.1的泥漿壓入，然后將鉆孔內(nèi)懸浮渣含量多的泥漿換出，直至孔底鉆碴清除干凈。

清孔應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：排除的泥漿中無(wú)2～3mm的顆粒，同時(shí)泥漿的比例需要小于1.15，含沙率需小于2%，黏度應(yīng)在17～20s。另外需要保證水下混凝土灌注前的孔底的沉渣厚度需小于5cm。

（2）第二次清孔。由于鋼筋籠及導(dǎo)管澆筑的混凝土的間隙較長(zhǎng)，孔底產(chǎn)生新渣，在鋼筋和導(dǎo)管準(zhǔn)備就緒后，第二次清孔采用導(dǎo)管進(jìn)行。在導(dǎo)管頂部設(shè)有彎頭及皮籠，利用泥漿泵壓入新泥漿，用于置換沉渣。施工中經(jīng)常搖動(dòng)導(dǎo)管，以確保沉渣全部置換。

在第二次清孔時(shí)，注入的泥漿相對(duì)密度約為1.1，黏度為18～22s，第二次清孔之后孔底的泥漿需要確保相對(duì)密度在1.15以?xún)?nèi)，沉渣的厚度在5cm以?xún)?nèi)即清孔成功。當(dāng)清孔完成后，需要復(fù)測(cè)清孔是否完成，并報(bào)告監(jiān)理工程師進(jìn)行核實(shí)，之后澆筑混凝土，清孔完成到開(kāi)始澆筑的時(shí)間間隔需小于30min。

第二次清孔注入泥漿相對(duì)密度為1.10左右，粘度18～22s，第二次清孔后，孔底50cm處泥漿的相對(duì)密度應(yīng)控制在1.15以?xún)?nèi)。沉碴厚度在5cm以?xún)?nèi)，此時(shí)清孔完成，清孔結(jié)束后，復(fù)測(cè)清孔完成后報(bào)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)完成后立即澆注水下混凝土，其間隔時(shí)間不能大于30min。

3.4 鋼筋籠的制作與吊裝

3.4.1 鋼筋籠的制作

鋼筋籠由鋼筋加工場(chǎng)分段制作，對(duì)鋼筋籠進(jìn)行分別編號(hào)并標(biāo)識(shí)。鋼筋籠制作每節(jié)長(zhǎng)度為9m，最后一節(jié)鋼筋籠小于原材料長(zhǎng)度時(shí)根據(jù)實(shí)施需要長(zhǎng)度進(jìn)行下料。主筋在鋼筋場(chǎng)內(nèi)的連接為機(jī)械連接，接頭相互錯(cuò)開(kāi)，以此確保截面內(nèi)接頭的數(shù)量少于主筋數(shù)量的一半，且相鄰主筋接頭間距錯(cuò)開(kāi)不小于1m。對(duì)于直螺紋鋼筋，將待連接鋼筋絲頭分別擰入連接套，用兩把扳手分別卡住待連接鋼筋將鋼筋絲頭擰緊。經(jīng)擰緊后的直螺紋接頭單側(cè)外露螺紋宜不超過(guò)2p。鋼筋籠進(jìn)行加工時(shí)，需要確保主筋的位置無(wú)誤，同時(shí)在鋼筋外需要焊接“耳朵”用于使鋼筋保護(hù)層厚度一致。鋼筋“耳朵”用鋼筋彎制而成，高度不小于50mm，焊接在主筋外。沿鉆孔豎向每隔2m設(shè)置一道，每道沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置4個(gè)“耳朵”，豎向梅花型布置。

3.4.2 鋼筋骨架的存放與現(xiàn)場(chǎng)吊裝

存放鋼筋骨架時(shí)，務(wù)必確保存放場(chǎng)地的整潔與干燥。存放時(shí)需要使得每個(gè)加勁筋與地面接觸處都有高度相等的方木，以此避免受潮。在骨架中，需要保證節(jié)段按照順序依次排好，并懸掛標(biāo)志清晰的標(biāo)志牌，以按照順序裝車(chē)運(yùn)儲(chǔ)，且應(yīng)當(dāng)采用鋼筋籠專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸。運(yùn)輸時(shí)需要保證骨架始終保持不變形[4]。在采用鋼筋運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)需要保證加筋處存有支承點(diǎn)，同時(shí)其高度一致；在人工抬運(yùn)時(shí)，需要多設(shè)置抬棍，保證其穿過(guò)骨架中心且受力一致。

在安裝鋼筋籠時(shí)通常采用兩點(diǎn)起吊。第一個(gè)吊點(diǎn)位于骨架的下部，第二個(gè)吊點(diǎn)位于骨架的中部到上2/3之間。鋼筋籠的直徑需要大于1.2m，如果鋼筋籠的長(zhǎng)度大于6m，則需要采取一定的措施對(duì)起吊點(diǎn)加以固定，以此確保鋼筋不發(fā)生變形。將吊放鋼筋籠入孔時(shí)，需要保證緩慢入孔后慢慢下放，嚴(yán)禁旋轉(zhuǎn)與碰壁，如果遇到阻礙，則停止下放并尋找原因。

將第一節(jié)骨架加入最后一節(jié)加勁筋的位置，并穿進(jìn)型鋼，并將鋼筋骨架放入孔口的平臺(tái)之中，之后將第一節(jié)骨架與第二節(jié)骨架相連，連接中采用套筒。連接時(shí)上、下主筋位置需確保位置對(duì)正，使得鋼筋籠的軸線對(duì)齊；將鋼筋里一個(gè)方向的接頭連接，之后提起接頭，使得鋼筋垂直，之后連接該鋼筋與其他的接頭，接頭的位置需要保證錯(cuò)開(kāi)連接，即相鄰接頭的距離不得低于50cm，主筋接頭及箍筋焊接的長(zhǎng)度需滿(mǎn)足圖紙的要求。接頭施工完成后將骨架吊高，之后將工字鋼抽出，并將骨架下放。按照這種方法，可以使得骨架位于設(shè)計(jì)標(biāo)高范圍內(nèi)。當(dāng)鋼筋籠安裝完成后，需要對(duì)吊筋固定，以避免吊筋脫落，同時(shí)避免澆筑過(guò)程中吊筋上浮。

3.4.3 導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管采用直徑為200～350mm的鋼管，壁厚需要大于4mm，每節(jié)長(zhǎng)2.5m，底部導(dǎo)管長(zhǎng)4m，為配合灌注柱長(zhǎng)度，上部導(dǎo)管各配置2節(jié)長(zhǎng)分別為1m和0.5m的導(dǎo)管。導(dǎo)管端部為螺紋絲扣，以便連接，導(dǎo)管的接頭需要進(jìn)行密封以防水。

在導(dǎo)管使用之前需要進(jìn)行導(dǎo)管的密封和抗拉試驗(yàn)以驗(yàn)證導(dǎo)管的密閉性和抗拉性。在進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí)，需要運(yùn)用水密試驗(yàn)法，該法要求壓力不小于水深1.3倍壓力；通過(guò)試驗(yàn)合格后可以使用，下導(dǎo)管需要防止鋼筋碰撞，導(dǎo)管的支撐需要型鋼作為基礎(chǔ)，支撐架位于鉆孔平臺(tái)，以此支持懸吊導(dǎo)管?；炷恋墓嘧⒐?jié)段需要利用鉆架吊放，并對(duì)導(dǎo)管予以拆卸。

在導(dǎo)管的頂部中設(shè)置了漏斗，該漏斗包括了溜槽及工作平臺(tái)。漏斗利用鋼板制成了圓錐形漏斗。另外在漏斗的上方焊接了兩個(gè)吊環(huán)。在漏斗的上方存在直徑為200cm，高度為100cm的漏斗口。同時(shí)為了確保圓錐漏斗的剛度滿(mǎn)足要求，需要在漏斗的上方焊接滿(mǎn)足口徑要求的鋼筋，并在漏斗的下方導(dǎo)管處安置閥門(mén)。

安裝時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)管密封圈，確保完整無(wú)破損，以防止漏水，導(dǎo)管螺絲扣應(yīng)連接牢靠。導(dǎo)管底部距孔低30～50cm。

3.5 混凝土澆筑

樁基混凝土采用自拌混凝土，根據(jù)設(shè)計(jì)要求使用C35水下混凝土進(jìn)行灌注，灌注采用導(dǎo)管水下灌注法?；炷翍?yīng)具有良好的和易性，在灌注的過(guò)程中需要使得混凝土具有一定的流動(dòng)性，其坍落度根據(jù)本樁直徑，應(yīng)為16～22cm，同時(shí)需要考慮運(yùn)輸過(guò)程的氣溫，運(yùn)輸距離以及施工的時(shí)間對(duì)于灌注過(guò)程的影響。

在混凝土的灌注過(guò)程中需要一直保證孔內(nèi)水頭高度一致；在導(dǎo)管的埋置中，需要保證導(dǎo)管的埋置深度為2～6m，同時(shí)持續(xù)探測(cè)混凝土面所處的位置，一邊調(diào)整導(dǎo)管深度，將孔內(nèi)的泥漿的泥漿引流出泥漿池中，并確保泥漿無(wú)法隨意排放。在灌注混凝土?xí)r，需要確保鋼筋籠無(wú)法上浮，另外當(dāng)灌注混凝土的高度距離底部為1m時(shí)，此時(shí)應(yīng)降低灌注速度，混凝土面當(dāng)上升至離底部為4m時(shí)，需要進(jìn)一步提升導(dǎo)管的高度，使得底口的高度高于骨架的高度2m時(shí)再進(jìn)行正常的灌注。當(dāng)混凝土灌注到樁的頂部時(shí)，需要進(jìn)行必要的措施以分散混凝土的壓力，確?；炷敛粫?huì)因?yàn)閴毫Σ痪鶆虍a(chǎn)生混凝土不緊實(shí)的現(xiàn)象；當(dāng)灌注完成后，需要進(jìn)一步確定混凝土的灌注高度是否滿(mǎn)足要求，依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求，灌注的混凝土的高度應(yīng)該高于設(shè)計(jì)高度0.5m以上。同時(shí)，當(dāng)遇到地質(zhì)條件差的位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高灌注的高度。

4 結(jié)語(yǔ)

采用鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用效果較佳，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)施工技術(shù)有較高要求，所以在每個(gè)施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范要求實(shí)施，并且通過(guò)合理有效的施工技術(shù)加強(qiáng)對(duì)施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。