水闸基础处理的质量控制

2012-09-25詹凤山

陕西水利 2012年6期

詹凤山

（福建省莆田市秀屿区东峤镇水利工作站福建莆田 351164）

1 工程概况

某水闸工程是加固扩建的一个分部工程，是在原旧闸的基础上往外移30m左右，闸室基础地质为淤泥—细砂—细中砂—粘土—中粗砂—砂卵石层，处理该工程采用C20钢筋砼结构钻孔灌注桩，共35根，桩径为600mm，间距为1.5m矩形布置；其闸室防渗处理采用单管高压旋喷桩，共71根，桩径为600mm，间距500 mm，沿闸室周边单列布置。水闸建成六年来，基础稳定，未产生不均匀沉降、倾斜等现象，达到了良好的预期效果。由于水闸对基础的要求高，基础质量的好坏，直接影响到上部闸室结构的使用安全，现就施工中质量控制进行介绍。

2 钻孔灌注桩的质量控制

2.1 施工砼配合比设计

依据设计要求，C20灌注桩坍落度为18cm～22cm，经公司试验室配合比设计，其配合比见表1。

2.2 钻孔灌注桩施工及质量控制

水闸闸室基础采用钻孔灌注桩，桩径600mm，间距1500mm，矩形排列，纵向5排，横向7排，总计35根，其编号顺序从左到右横向编号。钻孔灌注桩的桩端持力层为砂砾石≤1200mm，成桩顶高程为0.95m，桩底高程为-17.0 m左右，钻孔灌注桩清底后的沉渣厚度<0.1 m，桩径控制偏差≤50mm，垂直度控制偏差≤1%，钻孔灌注桩单桩水平承载力为7.5T，单桩竖向承载力为65T，单桩极限承载力为110T。

（1）安装钻机就位调平纠偏。在安装钻机时，转盘中心钻架与上吊滑轮在同一垂直线上，钻杆位置偏差控制在10mm之内。变速器上电动机和变速器被动轴的轴心设置在同一水平标高上，机台按测量放样好的孔位就位、调平、纠偏机台，使钻头对准桩孔中心后方可钻孔。

（2）钻孔。在松软土层钻进应根据不同的土层及泥浆补给情况控制钻孔速度，硬层的钻进速度以钻机不发生跳动为准。在施钻过程中出现钻杆跳动，机架晃动，钻不进等异常情况，应立即停机检查，排除故障，试钻达到正常后方可继续施钻。为了保证钻孔的垂直度，在钻机的钻头安有1.8 m的导向装置，在加接钻杆时，先停止钻进，将钻具提高孔底80mm～100mm，维持冲洗液循环1min～2min以清洗孔底，并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母拧卸工具等掉入坑内。钻进过程如发生斜孔，塌孔等现象应停钻，待采取相应措施后再行钻进。如钻进正常，应随时掌握钻孔深度，根据进度随时取样看是否进入持力层，并保证进入持力层1.2m～1.5m左右时，终孔控制进尺在每小时不超过0.15m左右为宜。

（3）泥浆的配制。在钻进过程中，根据不同的地层条件配制泥浆，泥浆制备见表2。

（4）清孔。清孔处理的目的是使孔底沉渣，循环液中含钻渣和孔壁泥垢厚度符合质量要求或设计要求，也是为下一道工序即在泥浆中灌注砼创造良好的条件。当钻孔达到设计尝试后应停止钻进，此时稍提钻杆，使钻头在100mm～200mm处空转。进行第一次清孔时应保持泥浆循环。清孔后，孔底泥浆相对密度应＜1.25%，含砂率≤8%，粘度≤28s，沉渣＜100mm。由于要测定孔壁回淤厚度，安放钢筋笼及导管准备浇筑水下砼，这段时间间隙比较长，孔底又会产生新的沉渣，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿导管外置换沉渣，清孔标准要达到设计要求，复测沉渣厚度在100mm以内。经验收后，此时清孔就算完成立即进行浇筑水下砼。

（5）钢筋笼制作与吊放。根据设计施工图计算主筋、螺旋筋、吊筋等下料长度，并将所需的钢筋调直后，用切割机按下料长切割好备用。加劲筋在制作台上先加工制作成钢筋圈（箍筋）并按要求焊接好。钢筋笼制作时，先将加劲箍筋要求等分，作好标记，然后将主筋按规定的间距布置，并将箍筋焊接好，最后再绕上螺旋筋并焊接好。钢筋的保护层采用每隔2m加焊导正筋（钢筋耳朵）保证保护层厚度。

吊放采用双吊点，吊点设在加劲箍筋处。吊放要对准孔位，缓缓放入孔内，并要注意不要碰撞到孔壁。当吊放至设计要求的标高时，应立即用木棍、铁丝将钢筋笼固定，绑扎在管顶，防止相邻桩振动导致钢筋笼下沉。完毕后进行隐蔽工程验收。

（6）导管的插入。导管每根节长2m，最后一节为4m，直径250mm。下放导管前，先检查导管是否存在漏洞、裂缝，接头是否完好，是否有缺损、老化、污垢，在确保完好的情况下进行拼装，并拧好螺母，导管底部至孔底距离为400mm左右。

表1 C20灌注桩砼配合比

表2 不同土层泥浆密度表

表3 砼材料拌和物检测成果表

表4 砼试块抗压强度成果统计表

3 单管高压旋喷防渗施工及质量控制

3.1 施工参数确定

该水闸闸室防渗单管高压旋喷渗桩沿左右岸及外江排列，共计71根，桩长8.85m，桩底高程9.5m。

3.2 场地整平、施工放样控制

施工前先用砂包土将场地整平，再进行施工放样，定出所有的桩位，并测出每个桩原地面高程，以便在施工中的高程控制，并对每根桩进行编号。

3.3 钻机就位调试控制

放样完毕后钻机就位，为了保证桩的垂直度偏差≤1%。钻孔前用水平尺和吊线检查机架水平度和钻杆垂直度，并校核孔位无误后进行下一道工序。

3.4 钻孔、旋喷成桩施工

就位调试后，用壹字合金钻头，清水钻进至设计深度。钻进成孔后，用比重≥1.5的水泥浆液代替清水，用输浆泵以≥20MPa的压力喷射，钻杆一边旋转，一边提升，匀速上升，淤泥以旋转速度15rad/s提升，速度为14cm/s，其它土层以旋转速度20rad/s，提升速度20cm/s。钻杆搭接处复喷20cm，以保证搭接处水泥强度，以防断桩，直至成桩顶高程上300mm处后停止送浆。